当量子定律与爱因斯坦相对论相互结合时，就会发现“自旋”和反物质都是物理世界必不可少的特性。爱因斯坦首次发现了能量的实质，得出的结论震惊世界：物质是禁锢的能量。当能量凝聚成物质粒子时，它会产生一个负的烙印，这就是反物质。而正是狄拉克首先发现了这个极其深奥的真理。
牛顿在300多年前就发现了经典的运动定律。第一条是惯性定律：物体是“懒惰的”，不受外力作用时会保持静止或者匀速直线运动的状态。物质本身有一种阻性以防止其稳定的状态被打破：经验告诉我们，要移动一片树叶可远比移动一块铅砖容易。牛顿宣称，如果相同的力作用到两个物体，它们的相对加速度就是其固有惯性或者质量的一个大小程度的反映。
我父亲的第一个谜题的核心特质就是一个不可移动的物体，那么它的质量就必须是无限大的。这种概念是不可能存在的，至少在牛顿力学中是这样，因为宇宙中各种物体的质量虽然大但都是有限的。然而，爱因斯坦用他的相对论改变了我们的世界观，这个理论认为空间可以卷曲，时间可以变形，也使得无限质量的东西变成现实，这种东西对加速度具有绝对的抗拒。
如果某个物体处于静止状态，然后你用一个力作用于它一秒钟时间，它的速度会增加一个值，比如10米每秒。现在，用相同的力再作用一次。根据牛顿定律，以及日常经验，它的速度会再增加10米每秒。如果反复作用，物体速度会变得越来越快，不受限制。然而爱因斯坦认为，如果你能够非常精确地测量物体的速度，就会发现如果物体从静止开始第一次加速得到了10米每秒的速度，那么第二次受力加速后得到的速度增加会略微小于10米每秒；随着速度的增大，要对其加速会越来越难。如果物体速度接近光速，那么施加的力将几乎不能再对物体进行加速了。
只要我们面对的物体速度远小于光速，那么牛顿定律就是对实际运动定律的一个卓越近似。由于光速高达30万公里每秒，所以日常生活中牛顿定律已经非常准确了；但是如果考虑粒子加速器中的电子，其速度接近光速的百分之一，此时就需要运用更复杂的爱因斯坦理论了。
在爱因斯坦相对论中，随着物体的速度增加，其质量也会增大。当接近光速时，质量增加会非常快，使得物体对于加速度的阻抗增大。最终，当物体达到光速，其质量就会变得无限大。所以如果一个物体有质量，那么就不可能被加速到光速；能以光速运动的物体一定是没有质量的，比如光本身！
诚然，惯性会随着速度变化这件事情不太符合我们的“常识”，但是多年的高能物理实验已经证实了它的真实性。在高能实验室中，比如欧洲核子研究中心，物质粒子沿着轨道飞行，突然与反方向飞来的反物质束线对撞，这种电光火石的反应，只能引入相对论才能研究其中的奥妙。
由此得出一个结论：能量与运动之间的关系，虽然自牛顿就开始研究，然后被新的量子力学先驱赋予各种假定并在描述原子和电子行为方面获得了初步成功，但实际上要更加复杂得多。
爱因斯坦相对论引出了一个惊人而又意义深远的结论：即使静止的物体也具有能量，只是被禁锢在了构成其本身的原子的内部。能量大小的值“E ”可以表示为它的经典等式：
E=mc 2
其中，m 表示质量，c 表示光速。这是物质的内在性质，与运动状态无关。
对于运动中的物体，总能量还必须包括其动能。你大概会自然而然地想，只需要把动能和质能（mc 2 ）加起来即可。这本身没什么问题，但当物体运动时其质量m 会增加，导致mc 2 也会变化。虽然计算这种总能量的过程非常烦琐，但是计算得到的运动物体的总能量E 的结果却很简单。首先将动能的平方和质能（mc 2 ）的平方相加；其次，对这个和求平方根，就得到了所要的结果。下面我们举例，如果一个物体静止时能量为4焦耳，而运动起来后拥有了3焦耳的动能，那么总能量就是5焦耳（3的平方加4的平方，等于25；25开根号就等于5）。
对于这个总和，可以用一种形象的表示方式（见图2.2）：画一个直角三角形，其每个边就可以和各个能量对应。三角形的底边代表质能（mc 2 ）；竖直边代表动能。 那么斜边就代表了物体的总能量。想想我们古人的口诀“勾三股四弦五”，我们就能很容易计算出运动中的物体的总能量E ：总能量值的平方，等于质能（mc 2 ）的平方加上动能的平方。
图2.2 爱因斯坦，能量以及毕达哥拉斯定理。爱因斯坦相对论认为，运动物体的能量E 正比于直角三角形斜边构成的正方形面积，三角形的底边正比于其静止能量（mc 2 ），而其运动能量正比于动量与光速的乘积（pc ）
爱因斯坦相对论中关于能量本质的描述令人惊诧不已。首先，静止的质量物体内部具有能量mc 2 。其次，即使没有质量的物体，比如以光速运动的光子，运动也会导致它具有能量。由于总能量守恒，所以一束光中的能量有可能转化成物质中禁锢的能量。
但是，一束不带电的光，怎么就产生出了一个带负电的电子呢？故事讲到这里，我们就要引入物质的两种自然形态了。带负电的电子其实有一种带正电的形态，被称为正电子。光子是光的粒子，它的能量被禁锢在物的两个互补的部分中。该过程也可以反过来进行：一个负电子和一个正电子可以互相湮灭，其特有的能量会以光子的形式向外以光速发射开去。
光是最单纯的能量，而由单纯能量产生物的这种事情看起来近乎神圣。通过物质的负像－－反物质，我们和造物的上帝联系上了。从这里开始，我们来看看宇宙是如何从大爆炸中产生的。致密的热和带有巨能的光凝结成了物质和反物质这两个平衡的部分。爱因斯坦的相对论，结合其中能量本质的深刻蕴含，暗示了在时间之初物质是如何创造出来的。其中的核心观点是，物质具有一个镜像－－反物质。虽然相对论解释了能量的来龙去脉，但只有当相对论与量子力学结合起来之后，才揭示出了自然的全部能量。得益于这两个20世纪最伟大理论的联合，反物质理论才最终产生。
