摘要：某物体（含高速微观粒子）发生质量变化的充要条件是：该物体与外界物质发生了物质交换现象（该物体的运动速度不过是促成了该物体与外界传递物质的“几率”变化而已，即：物质运动速度并不是物质质量变化的内在原因）。“质速关系式”反映的不是客观规律，即真实物质质量的变化若不存在物质交换情况时并不遵守“质速关系式”规律，或者说当不存在物质交换情况时物质本身的固有属性“质量”并不会因该物质运动速度的变化而变化。质量守恒律在高速微观领域中仍旧是成立的。

关键词：质量；光子；带电粒子；微观粒子；物质交换；质速关系式；质量守恒律；高能物理

引言：相对论的“质速关系式”曾经使若干科学家为之倾倒，事实上也正因为如此，所以这才给人类带来了认知物质世界客观规律在重大问题上的另一似是而非局面，因此，澄清“质速关系式”是非问题应该说是意义非凡，笔者谨以此文作为“质速关系式”否定的另一观点献给读者，能收到抛砖引玉功效则足矣。

正  文

著名的质速关系式：m＝m₀c /(c²-v²)^1/2 （A）

它曾经使无数科学家交口称誉：

因为“这与高能物理实验结果十分吻合”。

它也使无数读者、学者困惑和犯疑：

①不是有精确实验下的结论“质量守恒律”为世人所公认吗？质量究竟守不守恒呢？“质量守恒律”只能在低速状态下成立吗？

②如果“质量守恒律”是普适定律，那么“高速微观粒子质量随速度变化情况怎样解释呢？

③物质不灭结论正确吗（物质会不会被消灭）？

④如果物质不会被消灭，那么高速状态下的那些物质处于低速状态时跑到那里去了呢？“质量亏损”情况下的那些物质又跑到哪里去了呢？如果物质会被消灭，那么反推回去时，物质会不会凭空创生呢？若物质不会凭空创生，那么物质速度增大时，质量的增加这不是物质创生又是什么呢？

⑤如果“光子从质量为零状况变成不为零状况”不属于物质创生情况，则莫非物质质量不是“物体所含物质多少的物理量”？物质质量还有另外的含义吗？…

一个所谓的“与高能物理实验结果十分吻合”结论，引起了若干扭曲性思维和变态性理智的诞生！这便是所谓的“高速微观粒子质量随速度而变”结论带给人类的贡献!!

失去了正常理智的人们，只能在似是而非的梦幻般臆境中默认：

物质质量可以随着速度的增减而增减，因为物质质量是“物体所含物质多少的物理量”，质量变大时物质就增加，质量变小时物质就减少，所以，物质自然就可以随着速度的变化而产生和消失，从而物质可以创生和消灭便应该是确定无疑的，故物质变成能量、能量变成物质等结论自然便是无可厚非的了。因此，一个不知道来源的无穷大能量点在一种莫名其妙的时间地点中爆炸所以就产生了今天的宇宙，“今天的宇宙在若干亿亿亿年后消亡”等结论便自然是成立的…

物质质量真的可以随物质运动的速度而变化吗？要澄清这个是非问题，首先有必要简单回顾一下物理量“速度”和“质量”的相关定义：

速度：描述质点运动方向和位置变化快慢的物理量，常分平均速度、瞬时速度两种，是一种矢量。

质量：物体所含物质多少的物理量（是国际单位制的七个基本量之一，单位是千克），是一种标量。

现在要问，物质要怎样才能具有速度呢？首先当然是它必须要运动。怎样去判断某物质是在运动着的呢？必要条件是，人们必须要给出一个判断某物质是不是在运动着的“参照系（或称观测系）”。不难理解，如果不给出参照系（注意，因为不存在绝对静止物质，所以不存在绝对参照系），人们便无法判断某物质是不是在运动着的，其它的任何“科学结论”自然也就都无从谈起。

现在假设有甲乙两个观测者，观测者甲置身于观测系K中，观测者乙置身于观测系K＇中，K＇相对K沿X轴以匀速v低速运动。

如果有一静止质量为m₀的物体M与K＇同向并且也相对K沿X轴以匀速v低速运动，现在要问，这个运动着的物体M的质量x是多少呢？

如果质速关系式（A）是一种普适规律（即该公式普遍成立）的话，则答案显然就有两个：

①在观测系K中的观测者便会认为物体M的质量x是：

X＝m₀c /(c²-v²)^1/2     ①

②在观测系K＇中的观测者（与物质M相对静止）则会认为物体M的质量x是：x＝m₀  ②

同一物体M有两个不同的质量答案，会不会两个答案都正确呢？假设两个答案都正确的话，不难推断，如果有若干个观测系分别以不同速度v_x相对观测系K运动的话，则这若干观测系中的观测者便都会宣称他们正确地观测到了同一物体M互不相同的物质质量!！

从此，公说公有理，婆说婆有理，因为他们都确信质速关系式（A）是一种普适规律。

这时，就如同争论宇宙形状类似：甲说它推测出的宇宙形状是一个空心有边界的圆球形；乙说它推测出的宇宙形状是某种扁平模型形；丙（广义相对论）说宇宙形状可能类似某种扭曲的马鞍形；丁（大爆炸宇宙观者）则说他们推测出的宇宙形状是一个有爆炸中心（但却说不清中心在哪里）的、半径约为两百亿光年（若问两百亿光年半径外是什么则无法解释）的、时时刻刻都在向外膨胀着的类球形。

不难推理，同一物质有且仅有一个质量答案。

既然同一物质有且仅有一个质量答案，那么，上述答案①和②结论中究竟哪一个答案是正确的呢？显然，正确的答案只可能是②（x＝m₀）而不可能是①，原因就是物质质量定义是“物体所含物质多少的物理量（注：引力质量和惯性质量量值实际上最终都可以用物质多少去衡量）”，因为物体M仅仅是相对观测系K发生了速度变化而没有发生物质数量的增加或减少【因为有限体的运动具有相对意义，即甲相对乙运动时也可以看成是乙相对甲运动，故本例也可以这样设计：静止质量为m₀的物体M与观测系K＇都相对地球静止不动，观测系K相对K＇以匀速v低速运动，则同样在观测系K中的观测者便会认为物体M的质量x是①；与物体M和地球都相对静止的观测系K＇中的观测者则当然会认为物体M的质量x是②（即x＝m₀），这时答案②的正确性就更为明显】。

由以上分析不难推断，“同一物质有多种不同质量答案”的结果，表面上看去是由物质运动速度引起的，而实际上则是在质速关系式框架下，由于参照系不同而观测出来的结果!！ 是由质速关系式得出的观测错误而不是实际存在的物质质量（追根究底，“质速关系式”本质上是来源于洛伦兹变换式，实际上洛伦兹变换式是一种没有实际物理意义的虚构数学公式，相关内容请参考笔者“《相对论原理》的谬误”）!!！或者说，实际上物质本身的固有属性“质量”并没有变化，而是因为人们处在不同观测系中，根据质速关系式，所以才得出了不同的质量结论。

由低速状况下的质量守恒律可知，任何低速物体内部均不可能凭空产生物质，故当且仅当低速物质本身存在与外界的物质交换（常把某时段内两区域中的物质相互即双向传递现象称为物质交换，本文把单向物质传递现象看作是双向传递时的特例，即把单、双向物质传递现象统称为“物质交换”）情况时，其质量才可能发生变化，故“低速物质速度变化并不是物质质量增加或减少的内在原因”。某物质速度变化能引起该物质质量变化的原因只能有唯一的解释，那就是该物质速度的变化引起了它与外界的物质交换“几率”发生了变化，从而该物质与外界相互传递物质（有时是单向传递）时产生了某种特殊质量变化结果，简言之就是：“当且仅当低速物体与外界发生“物质交换”现象时它才可能发生质量的变化”。

有人说，质速关系式（A）可能不适用于低速宏观物质，而有可能适用于高速微观物质，因为“20世纪初以来，发现了高速微观粒子质量随速度而变的现象”，这便是有力的证明。

实际上，对于质速关系式（A），并没有任何人在低速宏观世界真正验证过它的成立性，原因的确是它在低速宏观世界不成立。所以起码这里就可以得出结论，这就是：“质速关系式（A）并不是普适公式”。

下面我们看看，质速关系式（A）究竟能否在高速微观世界成立呢？

质速关系式（A）之所以能让科学家们为之倾倒，那就是因为人们认为该公式的计算结果“与高能物理实验结果十分吻合”。其实只要认真推理，这个“十分吻合”的内在原因实际上是很有问题的。

问题①：“用来验证质量增减的物质都是带电粒子”。这至少表明质速关系式（A）在高速微观世界范围还存在普适性问题。当然，目前人类所拥有的能使物体加速到超高速状况的手段只有电磁场，因此用带电粒子作为该公式的验证工具这应该是可以理解的。不过，既然要用带电粒子作为某结论的验证工具，这就不能不考虑它的特殊性。实际上，不管是电场还是磁场，其能量本质都是电磁能，既然是电磁能，这就不能不考虑构成带电粒子的物质成分“光子的质量”以及电磁场中的光子质量（包括不可见光光子质量）等因素，因为理论上光波属于电磁波范围。

人们一般都认为光子静止质量为零（笔者认为光子静止质量不为零，相关内容请参看本文作者《“光子静止质量为零”证伪》），因此，过去的实验结论中便有可能把光子作用或光子质量排除在实验结果的推理范围之外。应该说，微观世界物质的复杂性并不比宏观世界差，当环境条件变化时其复杂性也可能比常规宏观世界更大，因此，高速、高能环境中，除光子外，可能还有更复杂的物质微粒及其作用参与在整个实验过程之中，从而，带电粒子质量的增加成分中便可能包括有新的光子质量成分和其它未知物质粒子质量成分，而绝不可能是用来做实验的带电粒子没有与外界交换任何物质（吸收外界物质或失去自身物质）便因为自身的运动速度而凭空产生了质量增加或减少的现象，换句话来讲就是，用来做实验的带电粒子质量变化的内在因素是它与外界发生了物质交换情况，速度只不过是起到了改变“物质交换现状”几率大小的作用而已。

问题②：质速关系式（A）如果能够真实反映假定存在的客观规律“高速微观粒子质量随速度而变”的话，那么，作为严谨科学结论来讲，它应该要能够重复再现以下实验的整个正逆物理过程：

A.正变过程：在不吸收外界物质条件下，静止质量为m₀的带电粒子Q的速度从零变化到v时，其质量应该从m₀连续递增变化到m；

B.逆变过程：在不失去内部物质条件下，速度为v且动质量为m的带电粒子Q的速度从v变化到零时，其质量应该从m连续递减变化到质量m₀。

应该说，在整个正逆变化过程中，A、B两点缺一不可，否则将存在结论上的某种以偏概全嫌疑。

而事实上到目前为止，并没有任何科学家能够完整重复再现过上述整个正逆变化过程！这表明即使是使用特别物质（带电粒子Q）在特别环境（具有一定真空度）的电磁场中，质速关系式（A）也不能够真实反映假定存在的客观规律“高速微观粒子质量随速度而变”。用特别物质在特别环境中的实验尚且如此，其它普通情况会是怎样的结论便是不言而喻的了。

由此可以推断，假设“高速微观粒子质量随速度而变”结论是由某种带电粒子Q在电磁场中实验后所得出的结论的话，则极有可能是实验人员没有（或限于条件而无法）把带电粒子Q在实验前后，对“关于质量方面的物质成分”进行过客观分析而得出的主观臆断结论。

如果把带电粒子Q在实验前后，对“关于质量方面的物质成分”进行客观分析时，应该可以发现：

①速度不是物质质量变化的内在原因。

②质量守恒律在高速微观领域仍旧是成立的。

至少，质速关系式(A)和“高速微观粒子质量随速度而变”结论所表述的物理意义并不准确!!!

实际上，关于“光速不变原理”，早就有实验（如迈克尔逊0.33结论和1结论）对其进行过质疑，不少物理理论亦暗示了超光速现象的存在性，故“光速不变原理”实际上是有问题的，至少光速c它不是一个恒量，从而质速关系式(A)中的“膨胀因子”实际上是有问题的（“膨胀因子”实际上是荒谬的，内容请参看笔者“《相对论原理》的谬误”）。

不难推想，“高速微观粒子质量随速度而变”成立的必要条件是：某高速物质微粒在不与外界发生物质交换情况下能够完整重复再现上述整个A、B正逆物理变化过程。这个过程的重复再现，想必只有等待比爱因斯坦更天才的“天才”降临了。

光源的出现过程实际上就是光子从静到动的变化过程，一般都认为光子静止质量为零。由上述分析还可推知以下结果：既然速度不是物质质量变化的内在原因，那么“光子直接由速度原因从质量为零状况变成质量不为零状况”的过程实际上就是不存在的（即速度原因至多只能是间接原因）。所以，光子要么就是原本就没有质量，要么就是原本就存在着质量，而实际上光子的物质性是不可辩驳的，因此唯一的解释只能是：光子存在质量并且它的静止质量与运动质量是同一质量。本文实际上也等于是提供了“光子存在静止质量”结论的另一证明。

结  论

物质发生质量变化的内在原因是它与外界发生了物质交换情况，物质的运动速度不过是促成了该物质与外界交换物质的“几率”变化而已，即速度不是物质质量变化的内在原因。真实物质质量的变化若不存在物质交换情况时并不遵守“质速关系式”规律，或者说当不存在物质交换情况时物质本身的固有属性“质量”并不会因为该物质运动速度的变化而变化。质量守恒律在高速微观领域中仍旧是成立的。

参 考 文 献

高等学校试用教材（笔者在安顺师专就读时的教材）《普通物理学》（程守洙江之永主编1978年9月第三版）人民教育出版社出版。

作者简介：陈诚（生于1954年9月），男，汉族，贵州省平坝县第二中学（中数一级）教师，1983年毕业于贵州安顺高等师范专业学校（数学专业）业余喜欢从事计算机知识、物理前沿理论知识探索，研究方向：物理前沿理论。第二作者：陈德全

手机：13310730869  原创修改日期：2007年5月30日