一斤木頭燃燒之後剩下不到一兩灰燼，其他9兩物質去哪了？

在學習的旅程中，我們都曾探討過化學的奧秘，明白了像是木柴燃燒這類化學反應背後的原理。這類反應最直觀的跡象，便是火焰的舞動，那高溫的等離子體的誕生，火焰通常象徵着能量的劇烈釋放。

追溯至久遠的古代，我們的先人們在數萬年的歷練中掌握了駕馭火焰的技藝，用以威嚇野獸，溫暖寒夜，以及烹煮出更佳風味的食物。火焰的掌控在人類文明的發展史上扮演了至關重要的角色，可以說是構建了人類文明的基石，歷史長河中無數的信仰標記都與火焰緊密相連。

人們長久以來便已察覺，一堆木材在燃燒過後，只留下稀少的灰燼，那麼那些消逝的物質去了何方？這個問題並沒有困擾人們太久。儘管古人對這一現象已有所認識，但理解上仍有待完善。

隨着近代化學與物理學的興起，人們逐漸揭開了燃燒與化學反應的神秘面紗。如今我們得知，化學反應實際上是原子間結合方式的轉變，是化學鍵的重新組織。在化學反應過程中，物質的總質量保持恆定。

爲何總質量不變？原因在於化學反應過程中，參與反應的物質原子數量並未增減，僅是重新進行了組合。此外，人們還發現，不論施加何種形式的物理作用於任何物體，物體的形態雖然會發生改變，但其質量保持不變。

因此，人們基於物理與化學變化的規律，概括出了一條著名的法則：質量守恆定律。許多人或許會回想起，學生時代那些耳熟能詳的化學方程式，例如氫氣與氧氣結合生成水，反應前後的總質量恆定不變。

那麼化學反應究竟改變了什麼呢？答案顯而易見，是分子的結構與種類，即物質的形態發生了改變。木材的核心成分是碳元素，同時包含少量的氫、氧以及微量的其他元素，如氮、鉀、鈣、鈉、磷、硫等。在燃燒過程中，這些元素中的許多會與氧結合，生成氧化物。

在木材中占主導地位的碳元素，大部分會與氧氣反應，產生二氧化碳或一氧化碳，這些氣體不聲不響地融入大氣中，不易被人們察覺。

在封閉的孤立系統內，無論是物理變化還是化學變化，物質的總質量始終保持不變。物質不會無緣無故地消失，也不會無端地生成，它們只是在不同物質形態間相互轉換。

因此，如果我們在一個絕對封閉的環境中進行木材燃燒實驗，並測量燃燒前後所有物質（包括氣體、水蒸氣、灰燼等）的總質量，將會發現兩者幾乎相等。一般情況下，瞭解到這一層面的質量守恆已然足夠。

然而，請注意我之前提到的“幾乎相等”，而不是完全相等，這是因爲燃燒這一化學反應背後還隱藏着更深層次的機制。這具體意味着什麼？

精確來講，即使我們將木材燃燒後的所有物質累計在一塊，用極度精密的儀器來測量，還是會發現總質量略微減少，只不過這種差別極其微小，通常情況下我們習慣性地忽略不計。

但科學探索必須保持嚴謹，我們需要揭示這微小的質量差究竟源自何處。答案其實並不複雜，我們收集了木材燃燒產生的所有物質（包括各類氣體、水、灰燼等），但遺漏了燃燒過程中釋放的熱量，而且熱量的收集也極爲困難。

熱量是什麼？它是能量的一種形式，根據愛因斯坦相對論中的質能方程E=MC平方，我們知道能量與質量等價，質量可以轉換爲能量。

實質上，宇宙中最爲本質的成分是能量，而非質量，質量僅僅是能量的某種表現形式，兩者可以互相轉換。

至此，我們應能理解爲何木材燃燒後質量會有微小的減少，那消失的部分實際上是能量，依照質能方程，能量除以光速的平方即爲減少的質量。而木材燃燒釋放的能量本就不多，再經過光速平方的除法後，得出的質量更是微乎其微，通常情況下可以忽略不計，一般設備也無法檢測出如此微小的質量變化。

這便是我們通常會說化學反應前後質量保持不變，也就是質量守恆定律的緣由。然而更精確的說法應是能量守恆定律。