广东
在很多科普作品里我们都看到过说核聚变是质量转化成能量，证明了爱因斯坦的质能关系。
核聚变并不是质量转化成能量？
但近年发现有很多人纠正这种“错误”说法，说核聚变并非质量转化成能量！原因是核聚变过程中粒子数并没有变少，比如两个氘核（氢的同位素，由一个质子加一个中子组成）发生核聚变后，产生一个氦核，而氦核就是由两个质子加两个中子组成的。因此整个核聚变过程中核子数并没有变化，组成核子的夸克数也没有变化，因此质量并没有转化成能量，过程中所释放的实际上是结合能。
这似乎也解释得过去，核聚变释放了能量，两个氘核聚变成一个氦核的过程中质量确实减少了，但这减少的质量实际上是来自于能量——结合能。但是习惯思考的同学一定会产生疑问：结合能顾名思义不是使核子结合在一起的能量吗？为啥结合后反而减少了？难道结合能是负能量？
其实这是望文生义产生的误解，这里的结合能用另一个名词可能就没有歧义了——分离能。分离能顾名思义就是把氦核重新分离成两个氘核所需的能量，根据能量守恒，分离能等于结合能，也就是忽略核反应前后原子核的动能变化，两个氘核核聚变时释放的能量=使两个氘核重新分离时所需的能量。
大概的定义捋清楚后，我们来谈谈这结合能究竟是算质量转化成能量还是一种能量转换成另一种能量？我个人的理解是：质量转化成能量！因为假如我们忽略动能，两个氘核的质量在反应后确实减少了，最终生成的氦核质量比两个氘核分开时少了，即所谓的质量亏损，注意，忽略动能的情况下，反应前后的质量都是静质量，即惯性质量，我个人认为这就是氘核的质量转化成了能量。
如果不认同这一点，那么“反物质湮灭质量100%转化成能量”的说法也是错误的！因为一个质子的质量里只有约1%是来自于组成它的三个夸克，其余大约99%都来自于束缚三个夸克的胶子（强相互作用传播粒子）的束缚能和夸克自身的动能，也就是说，质子的质量里99%都来自于能量，如果按照上面结合能不算质量转化能量的标准，那反物质湮灭也不能称为质量100%转化成能量！
然而反物质湮灭中质量100%转化成能量已经是科学界共识了，所以以此逻辑，核聚变的质量亏损就是质量转化成能量！接受反驳。
当然，你还得把费曼先生一起反驳了，因为他也是这么说的……
质量究竟是什么？
最后，我们来探讨一下质量究竟是什么？上面问题的争议点其实就在质量如何界定上，也就是结合能算不算质量？从前面质子质量来源我们可以看到，我们所定义的质量，实际上很大程度上就来源于能量，但这是原子和亚原子粒子的质量来源，那基本粒子呢？在量子力学里，基本粒子的质量来自于与希格斯场的相互作用，但我这篇文章讨论的并不是量子力学，而是相对论的质能关系，因此我们要从相对论的视角来讨论质量究竟是什么。
在1905年，即所谓的爱因斯坦奇迹年，爱因斯坦发表了五篇重量级的科学论文，其中两篇就是后来被称为狭义相对论的论文，其中第一篇是研究运动物体与时空关系的，第二篇就是本文所讨论的质能关系。而当初爱因斯坦得到的质能关系实际并不是上图这样我们经常看到的E=mc²，而是E=△mc²。这里的△m代表的是质量的变化量。在那个时代，还没有发现反物质湮灭这种物理过程，包括运动物体趋近光速时质量的相对论变化和静止物体辐射光子后的质量变化，所考虑的都是变化量。
到1932年，狄拉克所预言的反物质被发现，它能与普通物质完全湮灭的奇异特性，使人类对质量与能量有了更深的认识。但直到相对论质能关系发现40年后的1946年，爱因斯坦才正式把质能关系式修正为E=mc²，修正后的质能关系可用文字表达为：质量为m的物质粒子具有mc²的内禀能量。
这个修正后的质能关系可以变相理解为：质量就来源于能量。从相对论力学去理解质量就是：质量是能量的一种特殊表现形式。我个人的进一步理解（仅供参考）是：物质只是一种特殊的能量形式。也就是当能量以相对静止状态出现时，它就表现为质量，并具有惯性！要论证这一点需要从黑洞的物理特性入手，我将在下一篇文章详细分析，敬请关注。我是星宇飘零，关^_^注我，和你分享更多有趣科学知识。
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