质量的概念与整个物理学理论是紧密相关的，由于狭义相对论排除了任何涉及重力现象的考虑，因而本章讨论的质量指的是惯性质量。

在回顾了那些将会被相对论修正的关于动量守恒及牛顿质量的经典概念之后，雅默提出把质量的相对论概念发展过程区分为三个不同的阶段，它们分别涉及爱因斯坦、路易斯和托尔曼，以及闵可夫斯基这些人名。^[1]在爱因斯坦的历史性论文《运动物体的电动力学》中，他发展了考虑电动力学条件下质量依赖于速度的概念。论文的动力学部分建立了洛伦兹变换方程，他在“电动力学部分”（第二部分）考虑了电荷为e和质量为m0的粒子的运动，称粒子的质量“像它的运动一样缓慢”。在题为“缓慢加速电子的动力学”部分，爱因斯坦获得了如下等式

它们描述了带电粒子在相对于参照系R由静止到运动的转换。为了找到相对于R初始速度为v的粒子的运动定律，爱因斯坦考虑到从相对于R以速度v运动的系统R′的观点的情形。在这个系统R′中，情形等同于从静止到运动转换（R中）的前一种情况。根据相对论原理

作为从R′中观察的粒子的质量，依然是一个缓慢运动的粒子，并且根据相对论原理必须等于m0。借助洛伦兹方程，前述的方程现在可以变换到R的坐标系，对于沿着Ox方向的运动，得到

式中，γ=（1-v2/c2）-1/2。既然方程（4-3）右边部分“是作用于电子的有质动力的力的组成部分，并且作为以电子相同的速度与电子在那一刻运动的系统中所观察的，是如此真实”，与传统公式质量×加速度=力对比，可以得出纵质量等于γ3m0，横质量等于γ2m0，即

爱因斯坦评论说，“对于力和加速度的不同定义，我们自然将获得质量的不同数值”，这清晰地表明他已认识到他的质量定义的随意性。事实上，如果力被定义以至于动量和能量定律呈现最简单的形式，根据同一性观点

那么方程（4-3）将呈现如下形式

把这个表达式与牛顿最初定义的作为动量变化率的力，以及作为动量表达式中速度的系数的质量相比，我们看到质量的速度依赖由如下普遍的公式给出(www.daowen.com)

基于麦克斯韦-赫兹电磁学理论获得的这些对于力学非常重要的结论一般被认为是相对论的一条捷径，它不需要非力学理论来源就能推导出方程（4-8）。完成这项工作是质量的相对论概念发展的第二个阶段。路易斯和托尔曼发表于1909年名为《相对论原理和非牛顿力学》的论文中，基于动量守恒和洛伦兹变换公式提出了方程（4-8）的推导。他们确信力学概念的自主权，坚持对相对论质量的这一力学中最基本观念的表述应该只从守恒定律和相对性原理得到，而没有任何电磁学的参考。之后，托尔曼又在他1912年的文章中以弹性纵向碰撞的方式引入了相对论质量概念。托尔曼引入相对论质量的方法被很多相对论教科书的作者所采纳。

第三阶段是闵可夫斯基在1908年划时代的出版物《空间与时间》，其借助于四-矢量概念，给出相对论理论以及尤其是相对论动力学更加简洁和哲学上更满意的表述。在四-矢量语言中，粒子的动力学特性被所谓的能量-动量矢量Pi所刻画，它被假 定 总 是 平 行 于 四-速 度Ui（=dx/dτ，dy/dτ，dz/dτ，d（ict）/dτ，其中dτ是本征时间元素）以及对于自由粒子它在时间中不变。这些条件意味着

其中m0是被称为粒子的本征质量（或静止质量）的不变量。借助关系dτ=dt（1-β2）1/2，Pi的空间组成是

或者以三维符号表示为

与在经典力学中一样，确定作为粒子的“质量”m的动量表达式中速度的系数，可以得到

这样，一个自由粒子（没有相互作用）本征质量守恒（在时间中恒定）的正式证明就可以简单地给出。

借助于四-矢量的积分，方程（4-12）的推出揭示了依赖于速度的质量的概念上或者定义上的特性。这是空间和时间之间的新关系，或者说，洛伦兹-闵可夫斯基动力学，产生了动量在速度上特殊的函数的依赖和由之而来的质量的速度依赖。