根据现代科学的认识,获得了两个重要的共识。 其一是空间不空,物质不实;其二是自然界的变化是不连续的,表现为质变和量子化。 所以,我们的宇宙只是自然界的一部分,在其解体之前是一个与外界隔绝的独立体,类似水中的气泡。 此外,宇宙是由量子构成的,离散的基态量子构成空间,离散的激发量子成为能量,由数个激发量子组成的封闭体系就是物质。 所以,能量是离散(单个)的激发量子,质量是关于被封闭能量的度量。 由此我们可以明了能量与质量的关系,即是离散与封闭的关系,因而在理论上两者是可以互换的,变换的实质是能量的不同状态。 那么,在现实世界,两者的变换方向是如何确定的呢?是如何由能量转化为物质以及物质再转换为能量?答案是,宇宙的演化提供了上述两者相互转换的物理机制。 宇宙在初期是由无数个高能量的量子构成的,只有单一的离散状态;当宇宙收缩到极致,量子之间的距离为零时就开始反转,以大爆炸的方式膨胀。 在宇宙膨胀的早期,宇宙膨胀的速度远大于宇宙内部传播的速度(光速),因此,宇宙内部的量子空间会随着宇宙的膨胀而越来越不平衡,就如同泼出去的水是不连续的。 于是只能靠将局部的高能屏蔽的方式来平衡宇宙内部的空间,由此形成的封闭体系就是物质(基本粒子)。 这是一个由能量转化为物质的过程。 在宇宙膨胀的后期,宇宙膨胀的速度远小于宇宙内部传播的速度(光速),因为两者的变化是反向的,此时宇宙内部的空间会随宇宙的膨胀而熵增大,即此时已经可以靠空间内部的交流来实现平衡了,此时宇宙内部不再由能量转换为物质了。 再往后,随着宇宙的进一步膨胀,宇宙内部量子空间的能量(背景温度)和密度的降低,早先产生的封闭体系(物质)的封闭性就会减小,使这些封闭体系开始逐渐地解体,重新释放能量还原为离散的量子。 这就是质量转化为能量的过程。 如果不同的封闭体系有幸相遇,就会合成更大的封闭体系(聚合反应)或降解为更小的封闭体系(裂变反应),都会因此而提前释放出部分能量。 之所以现在的质能转换主要是质量转换为能量,是因为能量转化为质量的条件已经不再普遍存在,只有在局部才会看到能量转换为质量的事例。 比如,在叶绿素的帮助下,光和作用可以将能量转化为物质。