[引言]重量概念，尤其是质量概念在物理学中是非常基本的概念，狭义相对论质速关系、广义相对论中物质存在质量和能量导致时空弯曲，如果不对质量与时间和空间作进一步物质化描述，是很难理解其物理过程，而只能先当成一种有用数学描述，对物质粒子波动性过程在理解上也是如此。好在现已有质能关系了，现在质量与时空的关系数学描述尤其是物理过程也应该尽早建立起来。这就需要对质量概念好好回顾和思考一番。

一、重量概念

       重量的概念起源于人们对日常生活的感受，随着时间和技术的发展，其定义和测量方法经历了多次变革。
       在古代，人们使用自己的身体部位或自然物体（如谷物）来进行长度、重量和体积的度量。例如，有的国家使用“一脚长”作为尺，有的国家则用“脚”和“拇指”的长度来定义度量单位。对于重量和体积，中国人用一定量的谷物称为一石，约为现在31千克。在欧洲，罗马帝国的计量单位如“磅”和“英寸”逐渐扩散到各个国家，影响了当地的度量体系。
        随着时间的推移，特别是在18世纪工业革命后，人类对精度的需求增加，促进了度量衡的统一化和标准化。法兰西科学院和英国皇家学会开始合作，提出使用秒摆等标准来实施对称重和丈量的统一化。这一时期，重量的概念开始与物理学中的重力概念相联系，质量为1公斤的物质在地球上的重量约为9.8牛顿。
        在中国，秦始皇统一六国后，为了便于国家管理，统一了全国的度量衡。重量单位包括铢、两、斤、钧、石等，其中1斤等于16两。1959年，中国政府将一斤的单位从16两改为10两，以与国际计量制度对接。
         国外常用的质量单位如磅、盎司、克拉等，其换算也是采用的十六进制。例如，1磅等于453.59237克，1盎司等于28.350克。
        这些变化反映了人类对自然界认识的深化和技术的发展，使得重量的概念从日常感受到科学定义，再到国际标准的制定，经历了漫长的历史演变过程。

二、质量概念
       质量（mass）是物体所具有的一种物理属性，是物质的惯性大小的量度，它是一个正的标量。质量分为惯性质量和引力质量。自然界中的任何物质既有惯性质量又有引力质量。这里所说的“物质”是自然界中的宏观物体和电磁场、天体和星系、微观世界的基本粒子等的总称。
        质量是物理学中的一个基本概念，它的含义和内容随着科学的发展而不断清晰和充实。最初，牛顿把质量说成是物质的数量，即物质多少的量度。
        在牛顿力学中，给定的物体具有一定的惯性质量（用字母表示），它作为一个与时间和空间位置无关的常数出现在牛顿力学第二定律之中：F=ma（物体加速度的大小a与所受力F的大小成正比，比例系数m称为该物体的惯性质量）。惯性质量是物体惯性的量度：对于m越大的物体，就越难改变其运动状态（速度）。在牛顿力学中，没有惯性质量等于零的物体存在。在狭义相对论中，惯性质量又细分为静质量、动质量、相对论质量（总质量）。相对论质量与静质量的差称为动质量。
        对于可以在实验室里测试的物体，惯性质量和引力质量相等。20世纪，爱因斯坦在广义相对论中提出等效原理就是以惯性质量和引力质量相等这一前提为依据的。可以认为，一切与广义相对论有关的观察和实验的精确结果都可以看成是这两种质量相等的证明。因此，惯性质量和引力质量是表征物体内在性质的同一个物理量的不同表现。

三、相对论力学体系动量守恒而质量不守恒的问题
        一个物理量守恒不守恒是个物理规律。一个物理规律是否成立，须要或者有实验的证实，或者可从理论推出。对于整个物理学（包括基本粒子在内），在目前既没有实验的证实，也不能从理论推出质量是守恒的；而已有实验证实，并且可从理论推出的是动量守恒定律。可能有人要说，在化学中，实验不是已证实了质量守恒吗？必须强调指出，化学中所讲的质量守恒，范围很窄，其所研究的物质只包括分子所组成的物质，不包括基本粒子所组成的物质。对于基本粒子所组成的物质，实验证实其质量不守恒。
         对于一般的物质，从理论上可以推出，其四维动量守恒而质量不守恒。
         基本粒子的质量，一般来说，并不反映惯性的大小，不宜称之为惯性质量，也不宜称之为物质的量。各种基本粒子的质量所反映的是各种基本粒子的特性，例如，基本粒子的类型不同，它们的质量也不同，基本粒子的拉氏量不同，它们的质量也不同。建议把基本粒子的质量称为固有质量，似较合适。
       在相对论中，因而在近代物理中，质量m只是标志物质的一个参数，并不总可常常用来反映惯性大小或所含物质的多少。这是否就意味着在物理学中，质量m这个概念就无足轻重了，甚至可以把它扬弃、或者用能量来代替它呢？我们的看法是：质量概念是难以扬弃的，也不能用能量概念来代替它；但须要对质量m这个概念的内函进行一些修改，并最好把‘质量’这个名称改变一下。下面来对这些问题作一些分析和讨论。
        先谈不能用能量概念来代替质量概念，这是由于：1、质量是标量，而能量来源于4维动量的时间分量，在坐标变化下，质量不变，能量要变；2、在一个物理体系具有时间平移不变性的条件下，这个体系的能量总是守恒，而一般来说其质量不守恒；3、希格斯机制只适用于质量，不适用于能量。
        再谈质量概念难以扬弃，这是由于，质量概念除了反映惯性的大小或所含物质的多少之外，还可反映其它物理特性，例如：1、在基本粒子理论拉氏量中的质量项有其特殊的物理特性；2、黑洞的视界与其质量有关；3、通过天文观测，可得出星系的质量和宇宙的平均质量密度。
       也许有人要说，星系的质量和宇宙的质量应反映所含物质的多少。可是，若希格斯机制等规律普遍存在，星系的质量和宇宙的质量应是变化的，这些质量所反映的就应是另外的物理特性。
        此外，基本粒子的质量也不是经常在不停地变化，当‘湮灭’和‘创生’现象不存在，基本粒子处于稳定状态时，它的质量m便是常量，此时其质量m所反映的也应是惯性大小或所含物质的多少。
        牛顿力学中，一个封闭的力学体系，质量守恒和能量守恒往往可以同时成立；但是，需要注意的是，在大尺度时空中，不能排除质量和能量随时间变化和转化，如果有变化只能通过长期天体系统变化表现出来。而短期可能由于质量和能量变化幅度非常小，是难以测直接测出质量和能量的变化。
        在狭义相对论力学中，一个封闭的力学体系，一般来说，质量守恒和能量守恒却往往不可能同时成立；而当能量守恒定律成立（要求该力学体系具有时间平移不变性）时，质量守恒定律则往往不成立。

四、质量与时空关系的新探索

       在以物质粒子辐射空间本底量子新概念为基础的理论中，自然有质量时变关系，把质量与时间和空间密切联系起来，由此可以解决包括证明惯性质量与引力质量同一的一系列重大的基本的物理学疑难问题。