质能公式E=mc2 是否意味着：只要一个粉笔头，就有能烧开够地球人100年喝的开水的能量？
爱因斯坦提出的质能公式，从科学的角度阐释了物质和能量之间的对应关系，表明了质量是能量的一种外在表现形式。如果单纯地从这个公式出发，我们可以看出一个即使非常轻的物体，它的质量如果乘以质量的平方得出的能量值会非常的大。拿一个粉笔头来说，其所包含的能量，可以够地球上的所有人喝100年的开水。而实际上这是对质能公式的一个误解。
质能公式是如何推导出来的
在爱因斯坦提出狭义相对论以后，物体的质量就变成了一个相对的概念，既把物体的惯性质量等效于引力质量，认为物体的质量会随着速度的增加而增加，运动速度越快，物体的质量就会越大，当速度达到光速时，其质量就会变得无穷大，这里面提到的物体在运动过程中的质量，就是物体的运动质量。这种物体的速度和它的运动质量之间的关系，可以用如下的表达式进行换算：
m=m0/√（1- v^2/c^2）。
在此基础上，我们将物体的动量，用上述运动质量关系式进行表达：
p=m0*v/(√(1-v^2/c^2))。
然后，由动能定理和定量定理以及它们的关系，继续进行推导：
dE=F*vdt=v*dp=m0*v*dv/(1-v^2/c^2)^(3/2)
最后对上式进行积分，并化简得出最终结果：
这就是大名鼎鼎的质能方程，它的本意体现的是物体在不同惯性参照系内，物体所包含的能量与质量差异之间的关系。
质能公式中质量和能量的含义
在物理学中，大家都学到过质量的概念，它表述的是物体所含物质的多少，不会因物体的形状、状态和位置的改变而改变，是物质的基本属性之一。由于质能方程是通过狭义相对论中对物体运动过程中，随着速度的变而相应质量发生变化而推导出来的，因此方程中的质量是指物体的惯性质量，而在初始状态和运动状态时，物体所具有的质量，在相对论中是不一样的，分别是静止质量和运动质量。
因此，相对论中关于物体质量的变化，不能简单地理解为物体所含物质的减少或者增多，它是衡量物体不同运动速度之下的运动质量与静止质量的差值。物体运动速度越快，运动质量就越大，而惯性也就越大，直到速度达到光速时，运动质量就会无限大，相应地惯性也就无限大，驱动达到这个速度的能量也会无穷大，因此物体的运动速度不能超过光速，这与爱因斯坦的光速不变原理是一致的。
从能量方面来看，按照狭义相对论以及质能方程的推导过程，物体在静止状态时，其能量也不为0，它是物体所含有的总内能之和，主要包括分子运动动能、分子作用势能、原子结合化学能、电磁能、结合能等等，这部分能量称为物体的静能。而物体处于运动状态时，它所包含的能量则为物体的静能与物体运动的动能之和。
从爱因斯坦的质能方程，我们可以看出，它将物体的质量和能量进行了统一，一个物体系统既可以用质量来表达，也可以用能量来表达。而一个系统的能量减少或者增加时，其质量也相应减少或者增加，它们是相互对应的关系。但在这里，我们要明确一个概念，那就是物体质量的减少或者增加，是指物体静止质量的变化。
对质能方程的误解
通常情况下，我们在考虑核聚变或者核裂变所释放出能量的过程时，往往通过反应前后的质量亏损，来通过质能方程建立起质量亏损与释放能量的关系，虽然计算的结果是正确的，但在封闭系统内，这一过程并不是单纯地由质量亏损获取的能量。
以质子和中子聚变为氘核这个变化来看，我们将能量的释放以光子进行体现。那么根据质能方程，在反应前，系统内的总能量为E质子+E中子，对应的表达式为E前＝m质子*c^2+m中子*c^2，反应后系统内的总能量为E氘+E光子，对应的表达式为E后＝m氘*c^2+m光子*c^2＝m氘*c^2+hv*c^2。那么对应的能量守恒关系为：
m质子*c^2+m中子*c^2＝m氘*c^2+hv*c^2。
那么我再来化简一下即可得出：m质子+m中子＝m氘+hv。
我们可以看出，正是由于光子无静止质量、有运动质量，在整个系统来看，质量并没有发生亏损，而是变化的质量全部转化为光子的运动质量了，因此核变过程同样遵守着能量守恒定律。也就是说，辐射能的产生，并不是由质量转化而来，而是由静止质量转化获取。
总结一下
对于一个物体来说，按照狭义相对论，我们不能说它具有多少的质量，就能转化为相应的能量，质能方程表达的不是“转化”的概念，而是质量和能量的“对应”关系，质量和能量不可以割离开来进行考虑。所以，“一个粉笔头，具有能烧开够地球人100年喝的开水的能量”这种提法，是非常不准确的，核心问题是它将物体的质量与能量看作了两个独立的标量。
