第一部分，質能方程是什麼？
在中學物理課，我們學過相對性原理，這是牛頓力學的核心思想之一。1864年，麥克斯韋提出了電磁理論。這與相對性原理產生了矛盾。 這時愛因斯坦登上了歷史舞臺，他打破了絕對空間的思考框架，提出了相對時間與相對空間的概念，也就是愛因斯坦在1905年創建的狹義相對論，並用狹義相對論的思維推導出質能方程。
不同於牛頓，愛因斯坦認為：存在不同的參考系，就存在相對不同的時間和空間，兩者交織在一起，形成了“時空”的概念。
狹義相對論背後有什麼基本原理呢？
第一個是相對性原理，在所有參考系中，物理學規律都是一樣的；
第二個是光速不變原理，在所有參考系中，真空中的光速恆定不變。
根據這兩條原理，愛因斯坦推導出了質能方程式：E=mc2。時間和空間、質量和能量，原本是這些概念是彼此獨立的，質能方程式把它們緊密聯繫起來，從而顛覆了牛頓力學的傳統觀念。
在這個簡單的方程式中，我們可以讀出三條重要的信息：
第一，質量和能量在本質上是等價的，質量是靜止的能量，能量是運動的質量；
第二，光速在這種等價性中，扮演了不可或缺的角色，它是宇宙空間中最特殊、最奇妙的速度；
第三，愛因斯坦的美學理念，他追求的是物理本質上的關聯等價性，以及數學形式上的簡潔直觀性。
第二部分，質能方程給我們的世界帶來了哪些改變？
一、GPS定位系統的運轉，依賴於相對論。
對於高速運行的衛星，時間要比地球緩慢，要保持GPS衛星和多個地面觀測站的時鐘精確同步的話，就必須考慮相對論的修正效應。當你試圖校準天上和地面上的時鐘時，你就會發現，必須滿足愛因斯坦的狹義相對論才行。如果沒有相對論，每天都會積累巨大的定位誤差，定位系統很快就不能用了。
二、重原子核的裂變，開啟核能時代。
所謂重原子核裂變，一個典型的反應是，鈾235吸收一箇中子之後，轉化成鈾236；而鈾236的裂變，除了釋放出較輕的原子核，還釋放出大量的能量，其實就是電磁輻射。不過，裂變反應不是輕易發生的，需要裂變物質達到一定的質量，鈾235發生裂變反應的臨界質量是50公斤，差不多一個足球那麼大。一公斤鈾核的裂變，釋放出來的總能量高達80萬億焦耳，相當於完全燃燒掉兩萬七千噸優質煤所釋放出來的光和熱！所以核電是一種超級高效的能源，同時也是清潔能源。與原子彈爆炸不同的是，核電站發電讓裂變過程變得穩定可控，而且一旦發生故障就可以關閉核反應堆。
核能的發現和使用，不僅是科技史上的一大步，同時也是政治軍事史上的一大步。最具代表性的例子，就是1945年，美軍投放到廣島和長崎的兩枚原子彈，它們殺死了超過10萬人，加速了第二次世界大戰的結束。
三、利用輕原子核的聚變，人類可能擁有第二個太陽。
所謂核聚變，就是質量小的原子在高溫高壓條件下，原子核發生碰撞聚合到一起。在這個過程中，中子逃跑出來，釋放出巨大的能量，這正是太陽發光發熱的能量來源。
原子核聚變釋放的能量也是氫彈爆炸的可怕威力所在，核聚變釋放的能量比核裂變大得多。地球上一枚氫彈爆炸的話，發出的光在月球上都能看見。如果將核聚變反應變得可控，生產出我們可利用的電能，豈不是就有取之不盡用之不竭的能源？也就是我們設想的“人造太陽”。這大概還有很長的一段路要走，即便核聚變反應可以控制，也很難創造出反應發生所需要的條件。科學發展的進程是難以規劃的，當人類社會進入高度文明階段，核聚變或許會是成熟能源。
E=mc2，這個神奇的方程式告訴我們，質量和能量本質上是等價的，因此可以相互轉化，世界就是按照質能方程在運行。在質能方程的基礎上，人類創造了GPS定位系統、核電站、原子彈、氫彈，質能方程改變了這個世界，並且，這個改變，還將繼續發生。
