在日常生活中，將鹽放入水中溶解，是再平常不過的事。我們往往不會去細究鹽溶解后，鹽水整體的重量究竟是等于 2 斤，還是大于或小于 2 斤。

畢竟，這問題乍一看太過簡單，似乎不值得深入思考。

然而，當我們對物理學有了更深入的了解后，就會發現，這個看似簡單的問題，實則蘊含著深刻的宇宙奧秘。

先暫且不論一斤水能否溶解一斤鹽。

按照常識，或者說在 20 世紀之前人類的認知里，1 斤水加上 1 斤鹽，就是簡單的 1 + 1，結果自然是 2 斤。

因為鹽溶于水，僅僅是普通的化學溶解反應，反應后產物的原子種類和原子量都未發生任何改變。因此，我們理所當然地認為，1 斤鹽放入 1 斤水中，總質量就是 2 斤。在初中和高中的知識體系里，這無疑是正確的，其理論依據便是物質守恒定理，也稱作質量守恒定律。

質量守恒定律表明，物質在發生任何物理變化，如捶打變形、加熱、冷卻，以及化學反應，如氧化、還原之后，生成物質的總量，始終等于參與反應的物質總量。

憑借這個定律，我們能夠對化學反應式進行兩邊配平。想必大家對配平化學方程式都不陌生，這是每個學習化學的人都必須掌握的基本技能，更是學好化學的關鍵所在。

以鹽酸和氧化鐵的反應為例：6HCl + Fe?O? = 2FeCl? + 3H?O。在這個反應中，雖然物質的形態徹底改變，生成了氯化鐵和水，但反應前后原子的種類和數量并未發生變化，這便是質量守恒定律的生動體現。

倘若我們的認知僅停留在高中知識層面，那么 “1 斤鹽加 1 斤水質量如何變化” 這一問題，似乎就能輕松得到答案：無論發生何種化學變化，質量都不會改變。

事實上，在 20 世紀之前，質量守恒定律一直被科學界奉為鐵律。

然而，當時間來到 20 世紀，人類進入大學知識階段，接觸到原子核與相對論后，事情變得復雜起來。20 世紀初，人類發現了重元素的衰變現象，這是一種原子核層面的反應。如今我們知道，任何比鉛重的元素，其原子核都是不穩定的。

經過一定時間后，這些元素會衰變為更輕的元素。若衰變后的元素依然不穩定，便會繼續衰變，直至形成穩定的鉛元素。

在研究元素衰變的過程中，人們發現了一個難以解釋的奇怪現象：放射性元素在經歷 α 衰變或 β 衰變后，生成物質的質量總是略微小于衰變前的質量。

這顯然與人類數百年來堅信的質量守恒定律相悖，一時間，這個現象成為了物理學界的一大謎題。新現象無法得到解釋，這表明我們對物理學真理的理解存在偏差，同時也說明，一直被視為鐵律的質量守恒定律并不完善。

1905 年，愛因斯坦提出狹義相對論，通過簡潔的數學推導，得出了著名的質能方程式：E = mc2。

這個方程雖然簡潔，卻揭示了一個深刻的道理：質量只是能量的一種表現形式。在宇宙中，比質量更為基本的是能量，比質量守恒定律更具普遍性的是能量守恒定律。

也就是說，一個物質所包含的能量，既包括自身的靜止質量，也包括其具有的動能。而靜止質量又由組成物質的粒子質量，以及粒子之間的結合能構成。

放射性元素衰變后出現質量損失，正是因為一部分原子核的結合能以熱量的形式耗散掉了。

由于能量和質量等價，所以反應后物質的質量會出現輕微損失。在化學反應過程中，粒子的種類和數量雖然沒有改變，但化學反應同樣會放熱或吸熱。放出的熱量來源于分子或原子之間化學鍵儲存的能量，而吸收的熱量則會被儲存于化學鍵中。

由于化學反應釋放或吸收的能量極其微小，對反應前后物質質量的影響微乎其微，難以察覺，這也是人類在 20 世紀之前，一直認為物質質量守恒的原因。但核反應截然不同，核反應損失的能量較大，相應的質量變化也較為明顯。

因此，直到 20 世紀初，人們才發現核反應前后質量并不守恒，真正守恒的是能量。

掌握了上述知識，我們再來探討開篇的問題：1 斤鹽和 1 斤水放在一起，質量發生變化了嗎？

這需要分兩種情況進行分析。

如果實驗是在開放系統中進行，系統能夠與外界進行熱量交換，那么鹽在溶于水的過程中，會因化學鍵的斷裂而輕微釋放能量。若這部分能量以熱量的形式耗散到外界，那么反應后產物的總質量將會減小，只是這種變化很難被察覺。

反之，如果實驗是在封閉系統中進行，系統不會與外界發生任何熱量交換，根據能量守恒定律，對這個封閉系統進行測量，反應前后系統的質量不會發生任何改變。

由此可見，1 斤鹽溶于 1 斤水時，質量變化極為微小，幾乎可以忽略不計。

因此，你既可以認為反應后產物的質量為 2 斤，也可以認為其質量略小于 2 斤，這兩種觀點都無可厚非。

但更為重要的是，我們要明白鹽在溶于水的過程中究竟發生了什么，理解其中蘊含的科學道理。

看到了吧，一個看似微不足道的生活實驗，卻蘊含著宇宙中最為根本的真理與鐵律。它們看似簡單，人類卻耗費了漫長的時間才得以發現。

其一是質量是能量的一種表現形式，這揭示了能量才是宇宙萬物的基石，能量創造了世間萬物；其二是能量守恒定律，自宇宙誕生伊始，其所蘊含的能量，直至宇宙終結，都不會消失，只會從一種形式轉化為另一種形式。