质能等价

烧一根木头会放出热量，而剩下的灰加烟，比原来的木头轻了那么一丝丝——这点差别小到任何厨房秤都称不出。那点不见了的重量，以能量的形式离开了。爱因斯坦那条最著名方程的深刻教训是：质量和能量并不是两样东西，而是同一样东西的两种形式，而在粒子物理学里，这并非边角处的奇谈——它是让整个领域得以存在的核心事实。

质能等价说的是：质量是一种高度浓缩的能量形式，二者由 E 等于 m c² 联系起来，其中 c 是光速。由于 c² 是一个巨大的数，哪怕一星半点的质量也等价于一大笔能量。反过来同样重要：把足够的能量灌进一小块区域，你就能创造出质量——崭新的、原本不在那里的粒子。这正是对撞机里发生的事：两个带着巨大动能的质子相撞，从那能量里冒出更重的粒子，包括一些远比制造它们的质子还重得多的粒子。

这条双向通道，是全部高能物理的工作原理。它正是粒子能从能量中被创造出来的原因，也是不稳定粒子只能衰变成比自己更轻的产物的原因（多出来的质量变成产物的动能）。它也是质量和能量共享一个单位的原因。一个常见误解是认为 E 等于 m c² 只关乎核弹；事实上每一个化学反应、每一次碰撞都遵守它，而在粒子物理学里，能量转化为新物质、物质通过湮灭转化为能量，是家常便饭，而非罕见之事。