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光子的速度为什么这么快？光子：快不算什么，能慢下来才算本事

发布者：鸡闻起舞 2023-1-30 03:06

光速，30万公里每秒。一束光从地球飞向月球只需要一秒多的时间。

光的速度为何这么快？到底是什么动力让光的速度达到30万公里每秒？

或许我们应该换一种思维方式，思维不能总是禁锢在“光速为什么这么快”，反过来思考一下：为什么我们的速度如此慢？

在我们羡慕光子的速度如此之快的时候，或许光子也“羡慕”我们的速度为何如此慢。而随着科学家们的深入研究，发现了一个事实：其实快并不算什么本事，能慢下来才是真本事。

是不是有些懵逼，别着急，咱们慢慢分析。

首先，光到底是什么东西？

关于这个问题，科学界一直在争论，直到今天也没有完全的定论。毫不客气地说，过去几百年的科学发展史，几乎就是光本质的探索史，光，就像一根线那样，串联起科学理论的发展。

对于“光到底是粒子还是波”这个问题，科学家争论了上百年。今天的普遍认知是“光具有波粒二象性”，至此，“光是粒子还是波”的争论稍微平息。波粒二象性是量子力学中的一个重要元素，量子力学中的很多诡异现象，比如说双缝干涉实验，不确定性，薛定谔的猫思想实验，甚至平行宇宙假想都与波粒二象性息息相关。

量子力学强调，量子就不可分的最小单元，何为量子？举个通俗的粒子，你拿着一把刀，对着一个苹果一直切下去，直到最后再也切不动了，剩下的就是量子。光也是如此，光的最小单元就是光量子，也就是光子。

科学家们发现，自然界存在很多种不可再分的基本粒子，比如说电子，夸克，胶子等，这些都是基本粒子。基本粒子加起来总共有62种（其中引力子还没有被证实），这些基本粒子就组成了标准粒子模型，依据这个模型，科学家可以很好地把基本粒子进行分类。

关于标准粒子模型的故事，不是一时半会能讲清楚的，这里简单通俗地说明一下。

其实，所有的基本粒子应该都是没有质量的，从量子的概念来讲，它们都是不能再分割的“点”，也就是数学概念上的“零维”的点，但是现实中它们是有质量的，为什么呢？

简单说，“没有质量”的基本粒子在发生相互作用时，会体现出能量，而质量就源于能量，这就是爱因斯坦的质能方程表达出来的。

举个通俗的例子，各种基本粒子就像穿梭于大街上的人一样，如果是超级明星，行走在大街上，周围的群众肯定会迅速围住明星，明星就会受到很大的束缚，行走起来就比较困难，体现出来的质量就比较大，要想运动就必须有更多的能量才可以。

而如果是普通的老百姓，受到的束缚就比较小，顶多是偶尔的随机与他人的碰撞，体现出来的质量就比较小，运动速度就会很快，不需要很多能量。

而光子就像“谁也不爱搭理”的乞丐一样，别人碰到乞丐都会主动躲得远远的，乞丐不会与任何人发生相互作用，就没有任何质量，只能以最快的速度光速运动，想慢都慢不下来。

至于谁和谁发生相互作用，要依据基本粒子的内在属性，比如说电荷，角动量，色荷等。拥有了质量之后的基本粒子，在四大基本作用力的作用下，形成了更重的粒子，比如说中子，质子，然后是原子核，原子，分子等。

这里有必要说明一下，中子和质子都是由三个夸克组成的，但是三个夸克的质量仅占中子质子质量的1%而已，剩下的99%的质量其实都是连接三个夸克的胶子相互作用的束缚能量，而能量也体现出了质量。

所以，可以看出，光的速度为何这么快？它的背后有什么动力推动呢？其实光没有任何能量来源，如果有能量的话，光就不会这么快了。恰恰是有能量来源的我们，才会慢下来，因为有能量意味着拥有质量，意味着与其他物质发生作用！

地球月球阿尔伯特·爱因斯坦

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