世界上质子只有一种,中子也只有一种,所有原子核中的质子全部都是一样的,所有原子核中的中子也都是一样的。
如果把这些原子核中的质子或中子拉出来,让它们都成为自由的单个质子或单个中子,你会发现它们质量完全相同(注意,是质子和质子相同,中子和中子相同,质子和中子是不同的),以至于你无法区分这个质子和那个质子哪个是从哪个原子里出来的。
但是同样是质子或中子,到了原子核中就不一样了。
例如我们知道氦原子核是由两个质子和两个中子组成的,但是你计算一下:质子质量乘以二,中子质量也乘以二,两者再想加,你会发现算出来的质量会比氦原子核的质量大一些!
那么两个质子加两个中子成为氦原子核的时候,怎么会丢失了一部分质量呢?在相对论发表之后,人们才明白,丢失的质量转化为能量释放出来了。这就是核聚变能释放能量的原理。
所以,所有原子核中的质子和中子,在它们单独存在的时候,质量是没有任何区别的,但是当它们存在于不同原子核中时,质量是不同的,并且通常都会比自由时减小一点,减小多少则由形成这个原子的结合能决定。在所有原子核中,银原子核里的质子和中子的质量最小。
其实这种通过减小质量释放能量的方式,并不只是质子和中子特有的,例如化学反应中,如果两个原子化合成一个分子,并且这个化学反应是放热的,反应后你去称这个分子,如果你的称足够精确的话,你会发现分子的质量比两个原子质量之和要小那么一点点(差别非常小,在研究化学时可以忽略不计)。