能量(energy)和問題(matter)的區別

能量和物質的關鍵區別在於，能量沒有可測量的質量，而物質有可測量的質量。

能量和物質是物理學中兩個非常重要的量。這些概念在物理學、相對論、天文學、宇宙學、天體物理學和恆星演化等領域佔有非常重要的地位。要想在這些領域中脫穎而出，對這些概念有一個堅實的理解是極其重要的。

什麼是能量(energy)？

能量是一個非直覺的概念。“能源”一詞來自希臘語單詞“energeia”，意為操作或活動。從這個意義上說，能量是活動背後的機制。此外，能量並不是一個可以直接觀察到的量。然而，我們可以通過測量外部特性來計算它。

我們可以找到多種形式的能量。動能、熱能和勢能等等。在狹義相對論的發展過程中，人們對宇宙的守恆思想發生了改變。相對論和量子力學表明，能量和質量是可互換的。因此，產生了宇宙的能量-質量守恆。

圖01：電是能量的一種形式

然而，當核聚變或核裂變不存在時，系統的能量是守恆的。動能是由於物體的位置、排列或狀態而引起物體運動的能量，而勢能是由物體內部儲存的能量產生的。此外，熱能是由於溫度而產生的。

科學家們仍然相信，在這個宇宙中還有其他類型的能量，它們還沒有被發現。他們把這種能量歸為暗能量，他們認為它在宇宙總能量中佔很大比例。

在過去，物質是“物質”的另一個名稱。在這種情況下，物質就是一切有形的東西。然而，隨著愛因斯坦在1905年提出相對論，幾乎所有經典的東西都崩潰了。他接著指出，波有時表現為粒子，粒子表現為波。因此，這被稱為波粒二象性。它導致了質量和能量的結合，這兩個量都是物質的兩種形式。

此外，我們可以根據許多標準對物質進行分類。根據物理形態，我們可以把它分為氣體、液體、固體和等離子體。通過探測方法，我們可以把它分為正常物質和暗物質。此外，根據測量的量的類型，它有兩種類型，即質量和波。

圖02：物質的不同狀態和它們之間可能的轉換

著名的方程E=mc2給出了我們可以從“m”質量中得到的能量。在宇宙中，物質的數量是守恆的。此外，太陽上的反應會導致核聚變，在那裡質量轉化為能量。高能光子碰撞產生物質-反物質對，在那裡能量轉化為物質。在相對論中，質量不是絕對量。相對於觀察者高速運動的質量將比靜止的質量更大。

能量是做功的能力，而物質是任何有質量並通過體積佔據空間的物質。質量和能量之間的差別是可以測量的，所以質量和質量之間沒有差別。同樣地，能量沒有體積，而物質佔有可測量的體積。因此，源於上述，是能量和物質的另一個顯著區別。也就是說，能量是物體的屬性，而物質是任何具有質量和體積的物體。

下面的信息圖顯示了更多關於能量和物質之間差異的比較。

能量(energy)和問題(matter)的區別

能量和物質是密切相關的。更重要的是，物質有能量和質量兩種形式。物質是任何有質量和體積的物質，但能量是物質的一種性質。因此，能量和物質的關鍵區別在於，能量沒有可測量的質量，而物質有可測量的質量。

1為什麼光和熱無關緊要？“ThoughtCo，2018年11月20日，可在此處獲取。