能量的转换包括两个可能的过程，即能量转化或能量转移。能量转换的本质是什么？这就不得不讲一讲能量守恒定律，在物理学中，能量守恒定律通常表述为“能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
能量转换的本质是什么？
能量转换的本质是什么？这就不得不讲一讲能量守恒定律，在物理学中，能量守恒定律通常表述为“能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。”它是自然界中最普遍的基本定律之一。能量的转换包括两个可能的过程，即能量转化或能量转移。能量转化是不同形式的能量之间的变换，能量转移是相同形式的能量转移到其他物体或同一物体的不同部分。
物质是能量的载体，当物质之间发生化学反应时，会有化学能的变化，当物体做机械运动时，会有机械能发生变化，当物质自发衰变时会有核能的变化等等，自然界中的四季交替、花开花落、江河奔流等等自然现象都无不伴随着能量的此消彼长。在热力学中，能量的转化和转移实质是由做功和热传递造成的。因此，能量守恒和转化定律又可以表述为热力学的形式：“一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。
总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。”我们已经知道，物质的运动是形式多种多样的，而物质的运动形式不用我们用来描述其运动属性的物理量也各不相同，同时每一个具体的物质运动形式存在其相应的能量表现形式。而能量是唯一可以相互描述和比较物质不同运动形式的物理量，它也是一切运动着的物质的共同属性。
物质可转化为能量，那么能量可以转化为物质吗？
爱因斯坦质能方程捅破了质量和能量之间的一层窗户纸，揭示了物质质量与能量之间的等价交换关系，让人类对自然规律认识得到了一次突破性的提升，从而揭示了宇宙万物诞生的根源，也为人类未来能源利用提供了一把金钥匙。质能方程的核心是质量和能量能够等价互换。所谓等价互换，就是相互都能够转换，这样当然质量能够转化为能量，能量也能转化为物质了。
至于其中的道理和证据，就请耐着性子看完。先说下质量转化为能量爱因斯坦质能方程有一套复杂完整的推导过程（下图），最后浓缩成一个简单的公式：E=MC^2。这里的E代表能量，M表示质量，C表示光速。从这个公式，我们可以看到，质量转化出的全部能量是非常惊人的。根据公式计算，1kg质量（忽略物质属性）全部转化为能量，能得到约9*10^16J（焦耳）的能量，这些能量有多大呢？差不多是太阳每秒钟辐射到地球的全部能量，或者相当250亿度电，或者2151万吨TNT炸药爆炸威力（相当1千多颗广岛原子弹同时爆炸）。
这已经不仅仅是理论推导了。自从爱因斯坦创立了这个方程，科学家们在100多年时间里，经历了无数次实验验证，所有结论都精准符合这个理论。但要将质量转化为能量的条件是非常苛刻的，需要超高的温度或巨大的压力。太阳核心的核聚变就是在3000亿个大气压和1500万度高温下持续进行的，在氢核聚变过程中，将部分质量转化为巨大能量，以电磁辐射的方式源源不断释放到太空。
人类过去使用能源方式，如烧煤烧油等，并不是质能转化，而主要是化学变化，其质能转化率是非常低的。如燃烧1kg煤只能得到29307000J的能量，如按质能方程计算，质能转化率只有约3*10^-10，也就是300亿分之一。现在人类掌握的最大质能转化能力为核裂变和核聚变。人类掌握的核裂变技术已经从不可控到可控，这就是核发电。
这种核裂变发电转化率可以达到质能转化率的约0.1%，也就是1kg纯核燃料可以转化出约1克质量的能量，相当约2500万度电能；而核聚变还处于不可控阶段，只能以氢弹爆炸的方式瞬间释放能量，这种转化率约达到0.7%，比核裂变提升了近7倍。但可控核聚变依然在试验开发过程中，进展缓慢。质能转换的完美方式是正反物质湮灭即便实现了可控核聚变，人类对物质质量的转化率也只有0.7%。
反物质遇到正物质，会立即发生湮灭，同时释放出100%质量蕴含的能量，因此被认为是最完美的质能转化。反物质在自然界普遍存在，早就被科学证实了。如我们人体和香蕉都有少量的钾-40，钾-40是天然同位素，在衰变时就会释放出正电子。组成我们世界物质的原子外层电子都是带负电的，因此正电子就是反物质。香蕉每75分钟会释放一个正电子，可能有人会说，世界上这么多香蕉，还有70多亿人，还有其他许多其他物质，如果都释放反物质，那这个世界怎么还存在呢？其实这些正电子等反物质在我们世界是极其微量的，它们只是以亚原子粒子形式存在，据科学测算，在大气中每立方米约有100个反粒子，而一个针尖上就可以排列亿亿个质子或电子，我们周围的空气每立方厘米就有2700亿亿个大气分子。
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