在講這個問題之前，我們需要先來了解一下:質量與能量的關係是什麼?
能量與質量是可以相互轉化的，其理論基礎來源於愛因斯坦創建的相對論物理理論中的質量與能量轉化公式，即質能公式，其數學表達式為:E=mc2，E代表物體的總能量，m代表物體的總質量(靜止質量與運動質量)，c代表光在真空中運動的速度，這裏需要解釋一下，在牛頓創建的經典力學中，牛頓認為靜止物質是沒有能量的，但愛因斯坦的質量方程卻提出:靜止物質內部也藴含了靜止能量。
物質的能量等於物質的質量乘以光速的平方，這個公式是十分優美而簡潔的，愛因斯坦的質能方程很好的解釋了:為何小小的原子核，在發生裂變反應之後竟然能產生如此鉅額的能量的問題，但原子彈內的重金屬原子核裂變反應轉化率並不高，甚至不足1%，這説明它卻並沒有將物質的質量完全的轉化為能量，舉一個直觀點的例子:如果我們能將人體內部的核能完全轉化為能量，那麼這股能量足以將整個太陽系毀滅掉，目前，最理想的質能轉化模型是正反物質的湮滅。
我們可以將E=mc2變形後，就會得到m=E/ c2這個公式，這意味着能量也是可以轉化為質量的，質量轉化為能量，這個其實並不能理解，而且已經有了比較直觀的案例可以藉助我們參考，可是能量如何轉化為質量卻是一個很抽象的問題，虛無縹緲的能量如何才能看得見、摸得着的、具有質量的物質呢?下面我分別從天文與量子力學的角度解釋一下這個問題。
能量轉化為質量一:宇宙暴脹理論
宇宙暴脹理論是眾多解釋宇宙誕生模型的一種，宇宙暴脹理論認為在發生大爆炸後的一段極短時間內(10-36秒~10-32秒)，剛剛誕生的宇宙體積開始以指數倍的形式快速膨脹，這個膨脹速率是十分驚人的，宇宙體積的快速膨脹導致宇宙的温度開始下降，在這個過程中，宇宙一直保持着相對低温的狀態，我們稱這個階段為:宇宙暴脹階段。
在宇宙暴脹階段之後，嬰兒宇宙結束了慶祝誕生的狂歡，此時的宇宙雖然還在繼續膨脹，但是膨脹的速度要比宇宙暴脹階段小得多，由於宇宙膨脹速度減慢，所以宇宙的温度開始漸漸上升，宇宙暴脹過程中的鉅額勢能(能量的一種)開始漸漸衰變成各種基本粒子，這些基本粒子構成了如今宇宙之中的各種物質，勢能衰變成粒子，就是能量轉化為質量，或者能量轉化為帶有質量物質的例子，按照宇宙暴脹理論來説:我們生存的宇宙就是由宇宙暴脹後的鉅額勢能誕生的。
能量轉化為質量二:正反粒子的誕生與湮滅
伽馬射線是一種波長很短的高能電磁波，在宇宙中存在着一些高能伽馬射線，當高能伽馬射線與紅外線(波長)相互作用時就會產生正反電子對，伽馬射線與紅外線都屬於電磁波，是能量的一種，但是當高能伽馬射線與紅外線作用時就會產生正反電子對，電子是構成物質的最基本的粒子，雖然正反電子對會在極短的時間內湮滅，但正反電子卻是由能量產生的、實實在在的物質，只不過這種現在通常會發生在我們的遠端，通過天文觀測很難發現。
我們可以利用大型粒子對撞機來模擬這種現象:我們可以使用高能電子去轟擊光子，這樣就會產生一對新的電子與光子，還會產生一對正反粒子並且快速湮滅，這對正反粒子是如何產生的呢?它們肯定不會是憑空產生的，一定是由能量轉化來的。
能量轉化為質量三:量子漲落
量子漲落屬於量子力學的範圍，它是隻能發生於微觀世界的一種量子效應，量子漲落是由物理學家海森堡提出的不確定性原理推導而來的，推導的過程這裏就不過多介紹了，感興趣的讀者可以看我以前的文章，這裏就重點講一講量子漲落中能量轉化為質量的現象，量子力學認為:在真空中會隨機、憑空出現一組正反虛粒子對，但正反虛粒子對存在的時間極短，因為兩者會快速湮滅，雖然這種憑空誕生物質的現象與經典物理學相悖，但由於正反虛粒子對會在極短的時間內湮滅，所以量子漲落現象並不違背宏觀上的質量守恆、能量守恆定律。
那麼問題來了，這組正反虛粒子對是如何產生的呢?量子力學認為:這組正反虛粒子對是從空間中偷走了一部分的能量，那麼空間中會出現了一些能量缺損，但空間又要必須保證能量守恆定律，所以這組正反虛粒子對必須要在極短的時間內湮滅，並且將這部分能量還回去，才能保證空間結構的穩定，總結來説:這組正反虛粒子對是由空間中被丟走的能量產生的，這也是能量轉化為質量的現象。