物质、能量、信息
现代科学的开端目前比较受到认可的一个是牛顿时代，而牛顿有个很好的工作方法一直沿用至今，那就是给研究物体下严格定义，并且这个定义是可以被量化的。在他的著作《自然哲学的数学原理》当中，前10多页都在下定义，我们如今常常使用“质量”、“力”等定义，就是他下的定义。
因此，在讨论问题时，我们要想下一个准确的“定义”，否则可能每个人心里对于同一个研究对象的想法都可能是不一样。
“物质”这个词其实就是最容易混淆的物理概念。实际上，很多人会自然而然把“物质”和“质量”联立起来，似乎“物质”就是“质量”的载体。事实上，并不能这么去理解。在物理学中，并没有给“物质”下过一个准确的定义，原因其实也很简单，因为根本没有办法进行量化分析。
而“质量”和“能量”则是实实在在的物理概念。在爱因斯坦在1905年9月份投递了一份论文，这份论文就是大名鼎鼎的质能等价。
那质能等价到底是什么意思呀呢？
一直以来，它都在被误用。很多人以为它是原子弹的原理，实际上并非如此，质能等价是1905年提出来的，而原子弹的原理也就是核裂变反应是到了1938年才被核物理学家提出来。这两本身并不是一回事。更需要注意的是，质能等价也不仅仅只用在原子弹上，它其实有非常强的普适性。
具体来说，质能等价，其实就说了一件事，那就是“质量”和“能量”是一回事，是一个东西的两面，质量里还有能量，能量里还有质量。
我们可以举一个例子来理解这个问题，假设你有一份资产，这个资产总价值是固定的。但是体现形式可能是不一样，它可以是美元的形式来体现，也可以是人民币的形式来体现，但无论用哪种形式，总价值是不变的。能量和质量就是对应这里的美元和人民币。也就是说，当这份资产是以美元的形式体现，它其实同时还对应着一定量的人民币，具体多少人民币用汇率来换算。
而到了质能等价这里就是用E=mc^2，来看具体多少能量里还有多少质量，多少质量里有多少能量。假设你的体重是100斤，也就是质量50kg，那么你的能量E=50*c^2=4.5*10^(18) J。
由此，其实我们会发现，根本不存在“所谓的物质转化为能量”的说法，这其实是对物理概念的误会造成的。
当然，我们可以进一步来把这个“错误的问题”掰正，其实更多人想问的是，能量形式的物质（就是很多人通常说的纯能量）是不是有可能转化成实物形式的物质。比如：光子（电磁波）转化成电子，质子。那没有可能呢？答案是：有。
宇宙大爆炸
我们都知道，正反物质是会湮灭的，然后产生“纯能量”，以电磁波的形式溜走。
那么问题来了，光子的反粒子到底是什么？
实际上，光子的反粒子就是它自己，那它发生湮灭之后会产生什么呢？
这个问题并不好回答，简单来说，是看具体温度的。
如果温度足够高，这个时候光子的能量就会特别高，当一对光子的能量高于一对电子的能量，它们对撞时，就有可能成为一对电子，多余的能量会转化成电子的动能。
（下图每个方格的左上角就是粒子的质量，电子的质量是0.511MeV/c^2，注意了，这里的表述其实就用到了质能等价E=mc^2，通过简单的移项m=E/c^2，其中MeV就是能量的单位，所以才会写成MeV/c^2。）
知道了电子的质量，就可以换算成电子的“能量”，就是乘以c^2，直接把c^2拿掉就行，也就是0.511MeV。
那到底需要多少温度，光子的能量才有可能高于电子的呢？
答案是至少60亿度左右，不仅可以产生电子，产生其他粒子也是有可能的，下表就是对应生成各种粒子所需要的温度。（也就是下表中的阈值温度那一列）
虽然这个温度对我们来说是个天文数字，但是在宇宙大爆炸初期，奇点温度是无限高的，大爆炸之后，随着空间的膨胀，温度慢慢下降，而宇宙早期是存在温度极其高的情况，也就是在这个时期，光子对撞产生了大量的物质粒子，才有后来宇宙中的这些原子、分子、恒星、星系。
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