数百年来，有一种物理定律从未被质疑过，那就是在宇宙中发生的任何反应，质量都是守恒的。无论开始有什么，中间是如何进行的，结果又产生了什么，开始的质量总和最终的质量总和都是相等的。但是根据狭义相对论，质量根本不是最终的守恒量，因为不同的观察者对于系统的能量有不同的看法。下面，就来看一下爱因斯坦从狭义相对论中推导出的最著名方程——质能方程：
E=mc^2
这个方程由三部分组成，（1）E是能量，位于方程的一边，表示系统的总能量；（2）m是质量，与能量存在联系；（3）c^2是光速的平方，使能量和质量等价的换算因子。
这个等式彻底改变了我们对世界的认识，正如爱因斯坦自己说的：“这个方程遵循狭义相对论，质量和能量都是同一事物的不同表现形式。对于一般人而言，这是一个不太熟悉的概念。”
下面是这个简单方程的三个最重大意义。
一、即使是静止的物体也有其固有的能量。能量的形式有很多种，包括机械能、化学能、电能以及动能。这些都是运动或者反应物体的固有能量，它们可以用于做功，比如推动一个发动机，点亮一个灯泡，或者把谷物磨成面粉。但即使是静止的普通物体也具有固有能量，并且这是一个非常巨大的能量。这强烈暗示着，在牛顿的宇宙中，两个物体之间的万有引力都应该以能量为基础，这种能量等价于E=mc^2的质量。
二、质量可以转化成纯能量。质能方程告诉我们，每一千克的质量可以转化为9×10^16焦耳的能量，这相当于2100万吨的TNT爆炸所释放出的能量。在放射性衰变、核聚变或核裂变过程中，最初参与反应的质量会大于最终的质量，质量守恒定律是无效的，减少的质量被转化为能量。从衰变的铀到裂变式原子弹，再到太阳的核聚变，再到物质和反物质的湮灭，都遵循质能方程。
三、能量可以从虚无中产生质量。第三个意义最为深远。如果把两个台球碰撞在一起，结果还是两个台球。如果把一个光子和电子碰撞在一起，结果得到的还是光子和电子。但如果用足够高的能量把一个光子和电子碰撞在一起，结果会得到一个光子、一个电子、一对新的物质-反物质粒子。也就是说，结果会产生两个新的大质量粒子：一个是像电子、质子、中子一样的物质粒子，另一个是像正电子、反质子、反中子一样的反物质粒子。只有当碰撞的能量足够高时，才会产生这些粒子。诸如大型强子对撞机（LHC）等粒子加速器就是通过从纯能量中制造出新的粒子，来寻找那些理论预言中的不稳定高能粒子。事实上，宇宙中的一切物质就是从大爆炸中的能量创造出来的。
质能等效的事实也使爱因斯坦取得了他最伟大的成就：广义相对论。因此，简单的质能方程具有十分深远的意义。
