质能方程是描述质量和能量当量关系的方程，人们更多的将质能方程归功于爱因斯坦(Albert Einstein,1879-1955)，定义为
1945年，随着美国在日本广岛和长崎投下两颗原子弹，相对论、质能方程得到了极大的普及，使得质能方程成为继牛顿第二定律之后最伟大的定律。
图1 美国《时代》杂志封面的质能方程，1946年7月
在经典物理学中，质量守恒不变（质量只能被分开，不能消失），能量独立于质量，两者具有截然不同的属性。不过，这种认识并不一直都是确认无疑的，许多科学家都尝试解释过质量和能量之间的关系。1704年，牛顿(Isaac Newton,1643-1727)在《光学》(Opticks)中就提到 ：
图2 Isaac Newton 1642-1726
“物体和光不相互作用的吗？物体发光、反射、折射和弯曲光，而光可以加热物体，部分光进入物体变成由热组成的振动运动。”“物体会不会从进入其中的光子中获得其大部分的活性？” “总的物体和光可以相互转换……”
这些论述显示牛顿已经意识到了质能等效性，暗示了质量和能量之间的守恒性。大概从牛顿开始，就奠定了质能转化与光密切相关，这是后来其他科学家发现质能方程的重要基础，并为其他科学家寻找质能转化的数学方案提供了思路。
将近170年后，1873年俄罗斯物理学家和数学家尼古拉·乌莫夫(Nikolay Umov, 1846-1915)给出了描述质能方程的数学公式：
可以通过动能的计算公式（
2）当m<<M时，则有v趋近于0（相对于c），则E变为mc2/2。
图3 乌莫夫(Nikolay Umov,1846-1915)和质能转换模型
再过了两年，1875年（爱因斯坦出生的前4年）英国的工程师和物理学家普雷斯顿(Samuel Tolver Preston，1844-1917) 在他的《以太物理学》（Physics of the ether）给出了形式为E=mc2的质能方程，但他的解释并不是现在的解释，而是考虑以太（古希腊认为宇宙中充满了一种稀薄物质，称为以太）与物质之间的转化。
图4 关于普雷斯顿传记，作者：Christopher Bjerknes,2018
普雷斯顿设想：“在特殊条件下，以太和物质分子之间的运动可以发生交换”，在推测这些“特殊条件”可能是什么的时候，他想象了这样一个过程，如果给定的“物质分子”细分为越来越多的“粒子”时，每个“粒子”保持与原始分子相同的动能。他认为只有当每个“粒子”获得增加的速度来补偿其减少的质量时，才会发生这种情况。他总结道：“我们可以想象这个过程会逐渐进行，直到最终达到以太粒子本身的尺寸、平均距离和速度。”
人们相信普雷斯顿可能完全理解了方程式所代表的巨大能量储存的重要性，他致力于发明利用利用这种能源的机器，包括原子弹，他还提出了获得原子能的方法，采用机械引力理论提出了引力和电磁学的综合物理理论（类似于气体动力学理论），基于由细分物质组成的以太，其粒子以光速运动，并拥有其质量乘以光速平方的能量。普雷斯顿的作品预测并启发了许多将塑造二十世纪的发现和技术。
意大利实业家和地质学家德普雷托 (Olinto De Pretto，1857-1921) 1903 年的论文《宇宙生命中的以太假说》（Ipotesi dell'Etere nella Vita dell'Universo） 中也给出了质能方程E=mc2，认为宇宙充满了微小粒子“以太”，这些粒子总是以速度c运动。
这些粒子中的每一个都具有高达一个小数值因子的mc2动能。更值得一提的是，德普雷托讨论了铀和钍的放射衰变，并将构建衰败过程中的质能守恒，他是第一个得出衰变是从质量到能量转化结论的人。德普雷托甚至想象，地球中心的高温（中心火理论）是由地球的巨大质量造成的，它产生了一个释放热量和能量的巨大放射性核心。
图5 Olinto De Pretto (1857-1921)
1881年，以发现电子而著称的英国物理学家汤姆森(Joseph John Thomson,1856-1940)在研究带电球体的磁场反作用时发现，这种反作用会阻碍带电球体的运动，并导致球体的表观质量增加，这样得出的“电磁质量”的表达式，其形式如下
奥地利物理学家哈森奥尔（Friedrich Hasenöhrl）在1904年给出的电磁腔模型中，支持了汤姆森的结论。
(a)J. J. Thomson 1856-1940 (b)F. Hasenöhrl,1874-1915
图6 汤姆逊和哈森奥尔
其间的1900 年，法国博学家庞加莱(Henri Poincaré,1854-1912)将电磁辐射能量与具有动量和质量的“虚构流体”联系起来，给出了以下形式的质能方程
图7 Jules Henri Poincaré（1854-1912）
1905年，爱因斯坦在《物理学年鉴》（Annalen der Physik）发表了四篇论文，第一篇论文解释光电效应，确定了光量子（即光子）的能量为E=hf（h为普朗克常数，f为频率）；第二篇论文解释布朗运动，建立了爱因斯坦关系D=μkBT（D为扩散系数，μ为迁移率，kB为玻尔兹曼常数，T为绝对温度），这导致了许多不情愿的物理学学家接受了原子存在的事实；第三篇介绍狭义相对论，建立了宇宙光速不变理论，光速c在所有参考系和时空中保持不变；第四篇给出了狭义相对论的结果，即著名的质能方程E=mc2（最初的形式为m=L/c2，L为能量，1921年才改为E=mc2）。
由于这四篇论文是现代物理学（量子力学和相对论）的重要基础，彻底改变了人们在牛顿经典力学体系中对空间、时间、质量和能量基本概念的理解，这四篇论文在同一年发表，被称为爱因斯坦的奇异年。联合第一篇论文和第四篇论文中的结果可得
这里，等号的左边是普朗克常数与频率的乘积，表达的是特定频率光子（频率与颜色对应，光子质量为0，式(6)左侧没有质量项）的能量，右边是质量和光速平方的乘积，表示质量m的物质转化光子时所释放的能量。式(6)说明质量m可以转化为能量“凭空消失”，能量也可以转化为质量“无中生有”。
我们以“实”代称有质量的物质，而用“虚”代称无质量的能量形式。质能方程说明，我们既可以“无中生有”（能量转变为质量），也可以将质量“凭空消失”（质量转化为能量），“实”是“虚”，“虚”也是“实”！ 这种认识极具有颠覆性。
我常常在想（以下为胡说八道），如果把我们的现实生活看作是一种“实”，它由各类物质基础组成，包括我们认识的人、公共产品、居住的房子、各种生活用品等等一切东西，而我们所学的知识、自己的想法、别人观点等等这些无形的东西相对于现实生活就是一种“虚”，这两者之间或许也存在质能转化，一个想法可以变成现实，一种现实状态也会催生一些想法。
如果人具有主观能动性，希望通过自身努力实现对自身生活的管理，就应该心存正念，并努力强化正念的能量，这些能量就会经过质能方程转变为有利于我们成长和发展的生活现实。如果心存恶念，当恶念的能量聚集，就会使得我们的生活变成不利于自身成长和发展的现实，甚至一座桥、一座楼都会成为自己成长和发展的障碍！
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