爱因斯坦的大脑背后隐藏着什么思维机制？
在爱因斯坦的头脑中发生了什么，使他经过了两年时间的思考，在没有任何实验证明的情形下，提出了这个最令人迷惑的思想？
完全有理由相信爱因斯坦认为光束离开手电筒时不但携带能量而且携带质量，即二者均从手电筒中被“减掉”了。这意味着反常质量在离开手电筒时并未消于无形，而是从一种形式变成了另一种形式。在两束光产生之前，反常质量储存在手电筒电池里的化学键中。在光束释放之后，反常质量存在于形成光束的电磁波里（如果有人称量内壁装着镜子的盒子，盒子里面捕获到往来反射的光束，他会发现盒子比捕获光束之前稍微重了一丁点）。
反常质量的流动性，即反常质量能够从一种形态滑向另一种形态，不可能不让爱因斯坦想到能量的流动性，因为能量也同样可以从一种形态滑向另一种形态。他会更容易地想到二者的相关性，因为他的公式已经暴露了质量和能量之间意想不到的联系。但即使某一特定类型的反常质量可以轻松滑向另一种反常质量，正常质量却不能变化，这似乎是不言自明的。如上所述，从来没有人看到大石或其他固体物体会突然消弭于光束之中，或者神奇地从光束中弹出来，液体或气体也是如此。有形事物是由可以触摸的材料构成的，属于另类事物，与不可触摸的能量及其“反常质量”不同。这种明显的区分需要在质量概念内部建立严格的、不可跨越的屏障，将它们分成两个不可相互转换的亚种。
和当年的所有物理学家一样，爱因斯坦也深谙能量守恒这一牢固的并且已经被证实的原理，即能量可以改变形式，但却不能增加也不能减少。无数次实验已经证明：热（热能）可以转化为宏观物体的运动（动能），例如气缸里的活塞；反之亦然，如摩擦可以加热物体，电池的化学能可以转变成电磁能，等等。当年的科学技术依赖这个基本原理。
爱因斯坦对能量守恒原理深信不疑。现在，他又突然面临另一种类似的守恒原理，即反常质量的守恒。也就是说，反常质量，与能量相似，似乎也可以从一种形式滑入另一种形式，并保持不增不减。例如，如果一块晶体吸收了光辐射，电磁反常质量的一小部分，即一束光，将突然消失，同时，热反常质量的一小部分将突然出现。同理，在发光中情况相反。所以，可以想象，在爱因斯坦的思维中，因为有能量守恒原理和反常质量守恒原理之间的类比，能量概念和反常质量概念之间的紧密的类比联系也开始出现。
到目前为止，一直没有提到另一类非常重要的能量——势能。这个术语是法国物理学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon de Laplace）于1799年提出的。势能或许是最奇特、最反直觉的一种能量形式，因为它完全依赖于物体之间的相对位置。但是，无论奇特与否，势能在能量守恒中扮演了一个关键角色。例如，一个滚下山坡的球获得动能，同时失去势能，因为势能与它的高度成正比。反之亦然：如果球往上滚动，它的速度减少，因此动能减少，同时势能增加。再举一个弹簧的例子来说明势能在能量守恒中所起的关键作用。处于平衡位置，即没有拉伸也没有压缩时，弹簧没有势能，但是在拉伸或压缩状态下，它产生势能。只要我们将弹簧拉开，并且不让它弹回中性状态，它就保持着势能。在我们松开手的一刹那，它的势能就被转换成了动能。在这个过程的每一刻，能量的总和保持恒定。
所以能量，和质量一样，似乎也存在两个非常不同的变体。一方面，存在各种与运动有关的动态形式的能量，诸如热（分子振动）、波、旋转、空间中的运动等。另一方面，存在静止的势能。这种能似乎很不同，因为它与运动无关，只与位置有关。记得前面讲的关于钱财的寓言故事吧？可以将第一类财富比作流动能，因为它总是和流动的东西相关；而将第二类财富比作势能，因为它的存在不涉及任何动作，所以可以称之为冻结能。
将能量概念分成两类——流动的和冻结的，自然会想到把质量概念分成两类——反常的和正常的（不要忘记，这个划分是爱因斯坦的公式强加的）。这个类比非常清楚，简直到了呼之欲出的地步。虽然它很明显，但是这个类比会导致一个问题，因为在爱因斯坦所处的时代，一百年来，人们已经熟知动态和静止的这两类能量是完全可以相互转换的，否则能量守恒将不成立。而我们一直坚持认为反常的和正常的这两类质量是不可以相互转换的。如果能转换，铁原子、珍珠或鹅卵石就可以突然消失得无影无踪，只要它们身后留下了等量的反常质量，也就是热、声、光等。但是，这从来没有发生过，至少任何思维正常的人自然会这样认为。总之，就质量而言，在这两个类别之间似乎必须有一道密不透风的屏障。而就能量而言，它们之间不应该存在任何屏障。因此，我们含苞待放的质量-能量类比就这样破灭了。真可惜！
但是，这也正是爱因斯坦的“宇宙统一的直觉”起作用的地方。正如巴纳希·霍夫曼所述，如果坚持在反常和正常质量之间设置一道密不透风的屏障，“这样做需要设想两种不同的质量，而当一种已经足够的时候还要设想两种，这样做没有充分的理由。这种区分缺乏艺术性而且在逻辑上很难辩护。”如果相信霍夫曼的话，爱因斯坦在1907年一定会对自己说：“我对自然的统一性的坚定信念指引着我得出结论：一块拥有正常质量的普通物质应该有可能转化为一定数量的反常质量，反之亦然，尽管任何人在任何地方都从没见过这种事。”爱因斯坦被自己的简单性美学激发出来的强烈灵感与简的顿悟很相似。当她面临财产被没收的威胁时，她冲破了一道看不见的钱财屏障，想到了以前不可想象的办法，将冻结财产转换成流动资金。
但是，是什么促使爱因斯坦冲破了看似坚不可破的质量概念中的屏障呢？是哪一位“执法人”在一个晴好的日子前来敲门，给他施加了足够强烈的思想压力？建立在美学基础上的对宇宙统一的希冀，只凭这一点是不够的。因为，如上所述，两类质量之间没有相互转换，这是不言自明的。钟表、石块从来不会蒸发成光束、声波，或者任何东西。它们就呆在那里，无动于衷。所有这一切都一清二楚。那么，到底是什么让爱因斯坦看事情不一样了呢？
再回忆一下巴纳希·霍夫曼是怎样总结爱因斯坦在1907年有关质量的心态的。如果用这一章讨论的术语把他的话复述一遍，那么爱因斯坦的基本思路是这样的：“正常质量或许应该拥有能量，因为它与反常质量基本是同样的东西。而后者，根据我两年前得出的公式，拥有能量。因此，类比强迫我去概括。所以我得出结论：所有种类的质量都拥有能量。”这个类比显而易见地存在于“它与XX基本是同样的东西”。但是，仍然要问，既然知道人们认为正常质量和反常质量之间存在着巨大差异，爱因斯坦为什么会对这样一个类比充满信心，而且是在没有任何实验证明的情况下设想在每一个看似寻常的物质内部隐藏着巨大的能量储备？事实上，这是难以想象的、无比巨大的能量储备。
爱因斯坦的关键线索很可能是势能，因为，如前所述，势能会让人联想到正常质量。其他的能量形式涉及运动，势能是不动的。同样，反常质量涉及运动，正常质量是不动的。
至此，势能和正常质量之间的类比是有力的。但是，在爱因斯坦心里，这个类比的力度被削弱了，因为能量的所有形态，包括势能，都是可以相互转换的。而对于质量来说，相互转换的概念仅仅适用于墙壁的一侧，把正常的“冻结”质量专门排除在外。这是一个非常困扰人的不对称。但是，正是出于这个原因，它也最具有挑战性！为什么必须有一条不可逾越的屏障，将反常质量和正常质量分隔开，而能量内部类似的屏障却畅通无阻？这正是导致关键性突破的关键性问题。
提出正常的“冻结”的质量也能参与全部质量守恒的流体似的现象，这显然像蒙着眼向前的大胆一跃。这一跃没有任何理由，除了一种深沉的追求统一的美学欲望，以及一个富有启发性的类比的支持，即势能参与总的能量守恒，别无其他。但是，无论这个类比多么富有启发性，这仍然是鲁莽的一跃，因为它迫使你接受一种不着边际的想法：一块物体会凭空消失得踪影全无。这可是前所未有、闻所未闻的事件。
此外，使这一概念变得更加超现实的是，爱因斯坦非常清楚，因为他的公式中的巨大常数c2，哪怕最微不足道的正常质量转换为反常质量都会造成巨大得不可想象的能量突然产生，好像生于无形。（尽管这些能量一直都存在，只是隐藏在貌似平常的物质之中，我们看不见而已。这一点与化学势能潜藏在化学键内非常类似。）巨大的能量储存释放出来可以用来发展巨大的能源，更不用说超级武器了。如果有一天这种转化成为现实，世界将彻底改变。
总之，对E=mc2公式的新解相当于大胆地跨入了漫无边际的科幻领域。尽管这个公式里面别无他物，只有一个以美学为基础的直觉类比，然而，爱因斯坦于1907年付诸笔端的这个公式确实是一个飞跃，从而打开了通往具有革命性远景的大门。在这里，拥有正常质量的有形物体可以转化成其他的、不可触摸的质量形式，并因此而释放出大量的以势能形态锁在其中的隐藏能量。1907年是隐喻性的比萨塔开始倾斜的一年，并因其倾斜而开始引起了世界的关注。从那一刻起，“爱因斯坦的相对论”这个很快就变得人人皆知的短语在公众的想象之中开始与公式E=mc2紧密联系在一起了。
然而，在1907年，没有丝毫实验证据可以支持爱因斯坦对公式最初意义的延伸。到了多年以后，1928年，由于相对论和量子力学的微妙结合，英国物理学家狄拉克从理论上提出了反粒子的思想，例如，正电子是电子的反粒子。再之后几年，两个处于稳定状态的物质，具体说是电子和正电子，突然而且彻底的相互湮灭的现象在实验中首次被人观察到。这一过程只产生了两个光子（“光子”这个雅致而不可或缺的词终于在1926年被吉尔伯特·路易斯造出来了），各自按照光速向相反的方向飞驰而去，波动着并携带着准确的电磁能量。这个能量，除以c2之后，正好等于两个湮灭的粒子的正常质量。换句话说，这个实验结果表明，拥有正常质量的普通物质（在这里是电子和正电子，它们可以被看成是相互湮灭的“纳米卵石”）果真可以突然消失，不复存在，只要它们在同一时间被突然迸发的、拥有完全相同量的反常质量的辐射能所取代。就这样，25年之后，爱因斯坦完全以类比为基础、以美学为根基的惊险一跃终于迎来了实验证明。
巴纳希·霍夫曼也如此认为，在这个过程中有一点富有启发性：爱因斯坦在1907年得出的戏剧性的结论，即质量总包含能量，只不过是他在1905年作出的发现的另一面，即能量总包含质量。就好像是，当他写出公式之后，最初只是沿着一个方向去读，将m=E/c2读作：“一个量小得不可思议的质量包含在一个标准大小的能量之中。”然后，在两年之后，他最终认识到，这个公式还可以从另一个方向读，将E=mc2读作：“一个大得不可思议的能量隐藏在一个标准大小的质量之中。”这表明，即使最勇敢的思想者有时也需要大量时间、高度专注，以及受类比驱动的内心冲突，才可能完成事后发现不过是最初级的概念逆转。
