问：一个10kg重的铁球，用光速撞击地球，能把地球撞穿吗？想通俗讲明白这个问题并不容易。

一涉及到光速的问题基本上是奔着爱因斯坦来的，而根据《狭义相对论》物体静止在地球的秤上有示数的物体永远无法到达光速（静质量不为零），如果有静质量的铁球哪怕是质量非常小，无限接近于光速，就算是1万个地球排成队，也不够它撞的，甚至宇宙毁灭！这就是结论。

有记者问爱丁顿，听说全世界只有三个人真正懂得相对论，是这样吗？爱丁顿反问：谁是第三个人？

图：爱因斯坦与爱丁顿促膝长谈

在《狭义相对论》中，速度无限接近于光速，就意味着铁球需要无限的加速能量，无限并非定值，而是无穷，具体有多大，取决于它有多接近光速。这样的解释对于大多数人都云里雾里的，因为《狭义相对论》是基于实验得到的“光速不变”原理，通过数学微积分推导得到的结论，如果直接说一下公式再带入计算，大部分人还是难以理解。因此要解释为什么“秤上有示数的物质”无法达到光速，为什么光速会不变，为什么地球宇宙会被10g的铁球会灭掉就要回到物质的本质。

物质的本质是什么？

物质有什么构成的

物质的质量哪来的

质量本质到底是什么

简单来说，从宏观的层面，你此刻手里拿的手机无论是超薄的、还是全面屏的都具有一定的质量，不带壳的摸着挺烫手，说明它向外释放着能量（热辐射）。

继续深入为各种零件，再继续为各种材料，这些材料有各种成分，每种成分由分子、原子组成，例如屏幕中必然有玻璃的主要成分硅酸盐，普通的玻璃组成为：

它们就像拼积木似的，只不过Na（钠）这种积木少，O（氧）这种积木多，具体多少就看化学式，它就像物质的说明书一样，下角标都标着数量，各种元素组成了你所见的世界万物，然而这些元素并非最小积木，它们甚至是可变的积木。

在太阳燃烧的过程中，几个氢“积木”会合并成更大的氦“积木”并释放能量，为太阳系提供光和热。

而聚变的背后是这些积木内部结构的改变，因为它们都是由原子核中的质子和中子，还有核外电子组成的，到底是什么元素主要取决于核内质子的数量，质子数为1为氢，为2则为氦，继续往下看元素周期表。

而组成元素的质子、中子也并非最小的粒子，在更微观的层面还有夸克与各种粒子。我们把这个层面的粒子叫做基本粒子，它们才是组成物质最小的“积木”。

通俗来说我们把这些粒子分为两类，有静质量的费米子和静质量为零的玻色子。费米子是组成物质的基本结构粒子，例如核外的电子和组成质子和中子的三价夸克。

而玻色子在不同费米子之间进行能量传递，或者说是通过相互作用表现宇宙间的三大力，强力（胶子）、弱力（玻色子）、电磁力（光子），而引力至今还没找到引力子，目前由爱因斯坦《广义相对论》描述。

总的来说说，电子为轻子质量忽略不计，而夸克间的质量来源于胶子的强相互作用，因此质子有了质量。那么夸克的自身质量来源于哪里？

2012年，欧洲核子研究中心通过对撞机发现了质量之源——希格斯玻色子，它存在于宇宙的各个角落，形成希格斯场，而夸克在场中运动与其作用得到了势能有了质量。因此从本质来说，一切质量归于粒子间的相互作用，也就是能量。

打破能量的秩序

物质由基本力构成了三维结构才有了你手中的手机，然而这种结构并非坚不可摧。玻色子（光子等）静质量为零，这是因为它不受希格斯场作用，在没碰到费米子前它们可以心无旁鹭的以光速运行，这是相对于宇宙背景前提下最快的速度。

费米子（夸克、电子）由于从场中获得质量，同时也会受到场的制约，这就会产生相对速度，注定与至高的绝对速度无缘，在光速的制约下它们可以无限接近于光速，而光速永远是光速，光速的玻色子在它们之间以光速进行作用维持着物质应有的秩序，而宇宙中有一种天体叫做黑洞，它可以吞噬光。

黑洞

当一个物质想要向某处移动，组成物质的结构粒子必然要统一像某处进行移动，而传递移动能量的玻色子也要遵循着移动方向进行相互作用。黑洞质量极大，光进入黑洞视界也出不来，这代表着同样光速运动、静质量为零的玻色子进入黑洞也出不来。

广义相对论中，引力是时空几何的性质，时空曲率越大，引力越大。玻色子即使是光速，在黑洞视界内的时空曲率已经失去了原本的方向，只会走向黑洞的奇点。这意味着连接费米子之间的纽带已然无效，三维结构就会崩塌，因此进入视界之后，所有的物质都会被拆分成基本粒子，甚至人类未知的更小的结构，总之它们的单位都是零维的，一堆零维的粒子在中心组成一维的奇点。

铁球

了解这些回到铁球的问题：

铁球为何无法达到光速？

铁球无法达到光速是因为铁球有质量，组成铁球的粒子受到了场的束缚，所以无法达到宇宙至高的光速。光速之所以恒定不变是因为光在真空中，了无牵挂不受场的束缚，不存在相对运动。

为何铁球无限接近光速能毁灭地球？

爱因斯坦基于《狭义相对论》的质增效应，推导出来了质能等价方程，由此我们知道质量只是能量的另外一种形式。从上面的四大基本力与希格斯场中，更容易理解质量其实就是能量。

当我们想让铁球无限接近于光速，也预示着要给予铁球无限的能量，而即使给予它无穷无尽的能量它也达不到光速。爱因斯坦《狭义相对论》中的质量（能量）与速度的关系公式描述了这种性质。

随着铁球无限接近于光速，铁球所具有的能量（静质量），就照着公式中的曲线无限拔高，具体有多高，取决于它多接近光速，或者说有多少能量使它加速，而铁球永远到达不了光速，同样能量也是无穷，根据能量守恒定律，10g的小铁球接收无穷的能量，而无穷的能量压根看不起宇宙中的一粒尘埃——地球。