自然現象，日光作用，

生物增長，到處存在；

儘管微觀，人看不到，

科家早合，多分子體。

這個現象不用科學家來觀察了，它再普通不過，每分每秒都在重複發生，這就是植物的光合作用——植物體內的葉綠體吸收了太Sunny的能量，結合從土壤吸收的水和無機鹽及小分子有機物、空氣中的二氧化碳，轉化為氧氣、生物大分子有機物如蛋白質、核酸及其它各種生命物質，最後實現生長，然後才會有各種動物和人類的生存。生命過程就是明顯的能量轉化為物質的現象。

如果要糾結於純物理現象，那麼，我記得物理學裡學過，一對光子在強磁場中進行高速碰撞，可能會變成一對正負電子對，是實驗已經觀測到的，但具體實現的條件記不清了。

個人理解，能量和物質之間的轉換，只不過是象水有汽態、液態和固態一樣，當物質的振動狀態（頻率和能量）不同的時候，就會呈現為不同的物態。汽態、液態和固態是從分子級結構上體現在宏觀上的狀態。那麼在比分子小很多級別的量子態，能量和物質之間的轉化那是瞬間生生滅滅無數次的。世界變化的本質是能量的聚散，也就是我們古人所說的“炁”的變化，古語說：“聚則為形，散則為炁”，其中的“形”就是我們現在說的物質，“炁”就是能量態或者是非常小的量子態的大量的物質微粒。愛因斯坦的質能方程：E=MC^2就是解答這個問題的公式。

正如金剛經所言：“一切有為法，皆如夢幻泡影，如露亦如電，應作如是觀”。所有的物質，暫稱“有為”，都是不同能量因緣合和聚集而構成，其實所謂物質也只是在我們眼裡呈現出來的有輪廓、形狀和結構的假象而已，我們能夠“看到”物質，本質是因為我們眼睛接收到了“物質”反射或發射到我們眼中的電磁波，而它們對應的本體，實際上在我們看到它們的過程中，從微觀量子態，物質和能量的相互轉化，不知道已經生生滅滅過多少次了。

核反應中，質量損耗產生巨大的能量，那麼巨大的能量能否產生物質呢？實驗室是否有類似的實驗呢？哪怕產生一個電子呢。反正到目前為止，我是不知道，接下來所說的，均是猜測。中子星都知道，很小的體積，巨大的密度，如果是質量更大的恆星，就會變成黑洞，質量更大，體積更小，中子也被壓碎，可能就是純能量體，一旦有能量溢位，巨大的能量需要載體，就會形成物質，大概，就是宇宙大爆炸的微弱版。

大家談的很好。其實，客觀地講，物質就是能量，能量就是物質。具體的每個、每種物質，都是以質量形態表現出來、以能量的發展為動力的。這不是"哲學“問題，這是人類，從古到今都觀測到、接觸到、應用到、認識到的事實! 只不過，科學家、專家加以分別研究、探討罷了! 世間，不存在物質轉能量、能量轉物質問題，只存在這種物質轉化為那種物質，比如無生物轉化為有生物，氫氧元子轉化為水，等等。物質的相互轉化，是透過內在的能量運動，從量變到質變而來的。量變質變，都是透過，該物質自身內在的質、量變化，在一定條件下、一定環境的影響下，轉化而來的！這理，外在條件，很關鍵。比如，在一定時間、一定溫度下，雞蛋可以轉化成雞子。但變化，仍然是雞蛋"內在“的原因。而這種變化，又一切決定於"外在“的條件、地點、和時間呀! 類似例子，無論在化學、物理、生物、天文，甚至各項社會科學，等等的觀測、實驗中都存在，太多太多，很有興趣，大家可以研究提高!有了這個認識，應該是提高自己認識水平的，極好的方法吧! 供參考!

請問科學家有沒有觀測到能量變成物質的事例，有何分享？

（注：題目中的“能量變成物質”不太嚴謹，因此本文將其改為“能量轉成質量”）

長久以來，人們都認為能量就是能量，質量就是質量，這兩者涇渭分明，不可混淆。但在100多年前，著名的物理學家愛因斯坦卻使人們改變了這一看法，愛因斯坦指出，能量和質量其實是物質的不同屬性，它們是可以互相轉化的，並且有著非常確定的當量關係，可以透過一個簡潔的質能方程式來描述。

我們天天都能感受到的來自太陽的能量，就是一個質量轉化為能量的事例，根據科學家的計算，在太陽的內部，每一秒都會有大約400萬噸的質量在核聚變反應中轉化為能量。研究表明，所有核反應產生的能量，實質上就是來源於反應物在核反應過程所損失的質量，因此可以說，“質量可以轉成能量”這種現象，現在的我們都是認同的。

然而“能量可以轉成質量”卻很難讓人接受，因為這看上去就是傳說中的“無中生有”，而我們似乎並沒有看到過這種現象。那麼能量到底能不能轉成質量呢？這裡先給出答案，事實證明能量確實可以轉成質量，在過去的日子裡，科學家已經觀測到例項，下面我們就來講一下。

我們都知道，原子是構成世間萬物的基本單位，它是由原子核和電子組成，原子的絕大部分質量都集中在原子核內，而原子核又是由質子和中子構成。從更微觀的層面上看，質子和中子是由夸克構成，質子包含兩個上夸克和一個下夸克，中子包含一個上夸克和兩個下夸克。

按常理來講，一個質子的質量就應該等於其內部所有夸克的質量之和，但事實上卻並非如此，科學家發現，兩個上夸克的質量加上一個下夸克的質量，只有一個質子質量的1%左右。那麼質子為什麼會多出這麼多的質量呢？

在質子的內部，夸克透過強相互作用力結合在一起，而傳遞強相互作用力的是一種名為“膠子”的粒子，它是一種沒有靜質量的規範玻色子，但其本身攜帶了能量。科學家認為，質子的這些多出來的質量就來自於質子內部膠子所攜帶的能量，而中子也是同樣的情況（中子內部的夸克總質量只有中子質量的大約1.3%），因此這可以被看作一個“能量可以轉成質量”的例項。

第二個例項來自於高能光子，科學家發現，如果一個光子攜帶的能量大於兩個電子的靜質量，那麼當這個光子在與有質量的物質互相作用時，就可能會產生一個電子和一個正電子，同時這個光子本身則會消失。1933年，科學家就在雲室實驗中觀測到了這一現象。

第三個例項則來自於歐洲核子研究組織（CERN）的強子對撞機(LHC)，科學家在實驗中發現，在兩個高能質子碰撞時發生的散射過程中有時會觀測這樣的現象：兩個質子都沒有改變，但是卻產生了新的粒子，比如說“J/ψ介子”。

需要指出的是，“J/ψ介子”是由一個粲夸克和一個反粲夸克構成，而質子卻是由兩個上夸克和一個下夸克構成，這就意味著，在這種現象中產生的新粒子不是質子的“碎片”，而是由質子所攜帶的能量直接產生。

1997年，日本的“Tristan”粒子加速器觀測到一種被稱為“真空極化”的現象，何謂“真空極化”？簡單地講就是，強大的電磁場可以在真空中激發出正反粒子對。很顯然，這也是一個“能量可以轉成質量”的例項。

看到這裡，可能大家會比較奇怪，為什麼“能量可以轉成質量”這種現象只有在微觀的層面才可以被觀測到？我們來看看愛因斯坦提出的質能方程式 E = MC^2，根據這個方程式我們可以得出 M = E/C^2，方程式裡的C代表的是光速常量，可以看到C^2是一個很大的數字。

也就是說，需要非常大的能量才可以得到一點點的質量，舉個例子，廣島原子彈釋放的能量大約為1.3萬噸TNT當量，而其損失的質量卻僅為0.9克左右，那麼反過來講，我們需要將1.3萬噸TNT爆炸的能量全部集中起來，才能產生大約0.9克的質量。顯而易見的是，以我們人類目前的科技水平，根本就不可能做到這種程度的能量操控。

不過既然我們已經知道了能量確實可以轉成質量，那麼不出意外的話，在遙遠的未來，人類很可能會真正掌握能量與質量之間的轉換技術，從而一舉成為宇宙中的高階文明。

這個問題的答案是肯定的，能量變成物質的事例不僅有，而且這樣的例子還有很多。

自從愛因斯坦提出質能方程以來，人類對能量和質量相互轉化的理解向前邁進了一大步，目前為止還沒有發現任何違反質能方程的現象，因而自然界一切關於能量轉化的事例都可以用質能方程來解釋。

不過在這個題目中存在一點不易說清楚的問題，那就是如何定義“物質”，或者說如何判斷“變成物質”，在很多情形中，能量轉化為質量，但物質原子的總數並沒有變化；在另一些情形中，能量轉化為質量，原子數目發生了變化，也產生了新的元素，但核子的總數沒有變； 當然最徹底的情形就是物質從無到有憑空產生，這種現象也能找到。如果這三種情形都能算做“能量變成了物質”的話，我們下面就分別描述一下。

這種情況最為常見，各類化學反應（包括電解反應）就是最好的例子。簡單的說，只要是吸收能量的化學反應，所生成的物質的質量一定大於發生反應的物質質量，雖然只是大了那麼一丁點兒（以至於用儀器都測不出來），而我們可以用質能方程精確的計算出反應後的總質量增加了多少。

在化學反應中，元素的種類和摩爾數並未發生任何變化，也就是說原子數量不變。那為什麼總質量還會有變化呢？這是因為在化學反應中，電子的狀態發生了變化，從而導致原子的質量發生了微小的變化。

這裡特別說明一下光合作用，很多回答將光合作用作為能量轉化為物質的典型，因為從直觀上來講，很容易認為是Sunny的能量轉化成了有機物，但我認為這有些流於表面了，光合作用依舊是一種化學反應，屬於”光化學反應“，生成的有機物的物質元素並非來源於Sunny，而是來源於二氧化碳和水，Sunny的能量只是使反應後的物質總質量增加了十分微小的“一丁點兒”。

這種就屬於核反應的範疇了，類似於化學反應，只要是吸收能量的核反應，反應的產物都存在著質量的增加。由於核反應的能量吸收和釋放比化學反應要大得多，其質量變化也更加明顯。吸能的核反應特別的多，介紹起來也很枯燥，我們就選取一類特別壯觀的核反應作為例子：超新星中重元素的合成反應。

我們知道當原子序數大於28（鐵元素）之後，再透過聚變的方式向上合成更重的元素將會消耗能量，質量達到一定限值的超新星在爆發之前，其內部的溫度和壓力達到相當驚人的程度，具備了合成比鐵更重的元素的能力，原子核不斷與氦核發生聚變反應，生成各類重元素，一直到超鈾元素。

當超新星爆炸時，這些重元素被拋撒到星際空間，我們地球上的重元素也是這樣形成的，在這一反應中，原子的數量改變了，質子和中子的總數並未發生變化，但新合成的原子核的質量要大於原來的原子核加上氦核，這是由於核子的狀態發生了變化，在膠子理論中，可以認為能量轉化成了膠子。

這種情況最常見的例子就是電子對效應：當高能光子（γ射線）經過原子核附近時，在核電場作用下，γ光子轉化為一個正電子和一個負電子。根據質能方程，γ光子的能量必須超過1.02MeV才有可能引起電子對效應。

電子對效應並不罕見，是高能光子與物質發生的主要相互作用之一，自1930年就被科學家觀測到了，是能量可以轉化為物質的有力證明。