如果将一斤盐放进一斤水中，最后的结果一定是两斤重吗？答案是一定，但有条件。

盐和水实验

这看似简单的操作，实际上在物理学家们的实验室中进行过许多次，不断地验证的结果，最后提出了质量守恒定律。

该定律究竟有什么意义？科学家们对此做了哪些努力？在该定律的基础上还提出了什么？有何意义？

盐与水的实验

将两杯重为一斤的盐和水放进同一个容器中，观察它们的共同重量是多少。在我们的日常操作中，由于实验条件的不严格所以该实验得到的结果也许比两斤多或者少。但要是在物理学家或化学家的实验室中，满足了密封加绝热的条件，最后的结果就一定是两斤。

平常的条件达不到实验室的标准

据记载，该类型实验是从1756年俄国科学家罗蒙诺索夫的锡煅烧开始的，当时他将锡放在一个密闭容器中煅烧，最后生成了白色的物质。虽然锡的形态发生了变化，但实验前后的容器内物质总质量却完全相同，这让他十分惊讶并接连重复了几次实验操作，结果都是如此。

俄国科学家罗蒙诺索夫

于是罗蒙诺索夫提出了化学反应中物质总质量不变的结论，但并未引起关注。虽然21年后拉瓦锡也提出了相同的猜测，但由于其缺乏精密实验仪器，也还是不够有力证明该结论。

所以后来的许多科学家都专注在该实验的精确度上，想得到更确实的证据来证实这一理论。最后在20世纪初，以英国化学家曼莱的误差在0.0001g内的实验结果，肯定了这一理论，也就是质量守恒定律。

质量守恒定律

该定律是指：在任何与周围隔绝的物质系统（孤立系统）中，不论发生何种变化或过程，其总质量保持不变。

就像前面说的，一斤盐和一斤水相遇答案应该是两斤，只不过在日常生活中盐溶于水会受到诸如空气、温度等因素的影响，结果有一定的出入，不过这些出入一般也很小。

盐溶于水

质量守恒定律说明了物质质量的不灭性，不受任何因素所改变，即使物质实体和构成物质的化学成分可能会在形式上发生变化，其质量依然始终如一。

既然物质质量不能被创造和毁灭，那么我们也就能够在类似炼金厂等化学反应的地方，利用该定律核实最后产出的物质重量是否与原材料质量相当。说白了，对检查是否有不良用心之人在反应环节偷取原料或者成品很有帮助。

质量守恒作用最大的地方就是炼金厂

质量守恒定律的出现并不是该定律的结束，1905年物理学家爱因斯坦提出了质能等价理论，将质量守恒定律做了一个升华。

质能等价理论

质能等价理论将质量和能量统一起来分析，爱因斯坦认为它们本就是个统一体，不应该被人们当成两种不同的物质。

质量和能量就像是物质的正反面，彼此相辅相成，质量可以转化为能量，能量也有等价的质量。爱因斯坦用了一个公式来表示它们之间的关系，就是质能方程E=mc^2 ，其中E代表能量，m代表质量，c则代表着光速。

爱因斯坦的质能方程

该公式是爱因斯坦狭义相对论的补充，他认为物质的质量和能量成正比。也就是质量越大其蕴藏的能量也就越大，这一点也许我们从人体的胖瘦和力度大小能感知一二。

至于日常生活中人们对于能量转化为质量好像并不怎么能理解，是因为这需要非常大的能量才能帮助显示出质量。根据质能守恒公式可以得到，光速的正常数值是3*10^8m/s ，所以m=E/9*10^16 ，也就是说至少需要10^12J的能量，质量才可能被感知到。

巨大的能量

用质能守恒定律来解释前面的盐与水实验也很容易理解，盐在遇到水时，其主要成分氯化钠会溶解到水中，这个过程会向外释放能量，如果该实验环境没有密闭，这些能量就会散发出去，最后的实验结果就可能会低于2斤。

同样如果实验中与水相溶的盐主要成分是硝酸钾、氯化铵之类的，那么在不密闭的环境下这些成分就会吸收能量从而使得实验最后的的总质量大于2斤，也有像氯化钾这样的只要实验过程控制相同的温度，实验前后就能得到相同的质量。不过不同的温度，盐的溶解度也不相同，同样也会影响到最后的质量。

实验也能通过质能守恒定律来解释

质能守恒定律也对质量守恒定律做了最终的确定，比如科学家们在关于硝化甘油的爆炸实验中，发现1000g硝化甘油在爆炸之后能释放8.0×10^6 J的能量。如果用质能关系的公式换算成适量就是8.9×10^-8 g，而这与最初1000g的质量差距几乎可以忽略不计，所以也能够证明质量守恒定律的准确性。

物理学的其他理论

狭义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦提出的，主要有狭义相对性原理和光速不变原理，认为在惯性系中这两条原理全都适用。

狭义相对论

狭义相对性原理是指物质总是运动的，物质之间总是相互联系和作用着，物质与运动密不可分相辅相成，所以在解释运动时必须要找到一个参考物来描述。

光速不变原理解释起来比较晦涩，举个例子就是无论人待在家里还是坐在运行的飞机上，测出来的光速都是相同的。

光速不变原理

狭义相对论中出了质能守恒定律还延伸出了许多有趣的理论，比如时空膨胀效应、长度收缩效应。

时间膨胀是一个相互的效应，指两个人在观测对方的时钟时，都觉得对方时钟走慢了，即使这是两个完全相同的时钟。长度收缩效应能够更明确的展现出空间的相对性，该理论认为沿着杆子方向做匀速直线运动的杆子长度会短与其静止的长度。

爱因斯坦

阿尔伯特·爱因斯坦作为伟大的物理学家，提出的两组相对论革新了当时的物理界，他本人出生于犹太人家庭。

阿尔伯特·爱因斯坦

常常会有人说犹太人都非常聪明，不知道是爱因斯坦沾了犹太人的光还是犹太人沾了爱因斯坦的光。总之，爱因斯坦直到现在也被认为是世界上最聪明的人。

犹太人

爱因斯坦也被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人，他同时被认为是伽利略、牛顿之后最伟大的物理学家，也是批判学派科学哲学思想之集大成者和发扬光大者。

爱因斯坦的伟大并不单单指他的物理学贡献，他还在战争期间倡导和平反对使用核武器，有着强烈的人道主义情怀。

倡导和平的爱因斯坦

爱因斯坦在提出相对论之后，许多科学家一时还不能理解该理论的内容，当时有个有趣的说法就是，有人问爱丁顿：“听说如今了解相对论的世界上只有三个人，除了爱因斯坦本人还有您，那么另外一个是谁呢？”那人看爱丁顿沉默了，便说：“您不用如此谦虚。”结果爱丁顿回答他在想第三个人是谁。

虽然故事的真实性有待考量，但也确实说明当时爱因斯坦的见解已经超出了这个世界的绝大部分人。值得一提的是，这样一个一生都致力于物理世界的科学家，却在其晚年提出相信斯宾诺莎的上帝，因为宇宙间的事物实在安排得过于巧妙。看吧，即使是研究各种规律物质的科学家，在创造了许多定律之后依然觉得宇宙间的规律存在得不合常理，就像有人特意安排的一样。