光子为何能瞬间达到光速？光子：快不算本事，慢下来才算高手！

光，在我们身边无处不在。毫不夸张地讲，人类科学发展史，基本上就是对光本质的探索史。但颇有讽刺意味的是，就是如此常见的光，直到今天科学家都没有完全弄清楚它的本质。

但是，这并不能怪科学家们不努力，实际上他们已经相当努力了，已经告诉了我们很多有关光的奥秘。在众多奥秘当中，有一个可能让很多人羡慕的一点：光一出生就以光速飞行，没有任何加速过程，可以说是一瞬间就达到光速了。

更不可思议的一点是，真空中光的速度无论如何都不会减速，意味着光必须以光速飞行。

在如今人类追求速度的大背景下，肯定非常羡慕光子的这种必须以光速飞行的特性，但是当对光进行深入研究后，我们发现不必羡慕光，因为快其实并不算本事，能慢下来才算是高手。

因为只有慢下来，才意味着能量的积累，才能历经岁月的洗礼，稳固下来感受岁月的沧桑变化。

上面这段话听起来好像带有哲学思想，不像是科学，该如何理解呢？

光，其实描述了万事万物的运动本质，这句话一点也不过分。爱因斯坦的狭义相对论表明，任何具有静质量的物体都不可能达到光速，而静质量为零的物体又必须以恒定的光速运动。一个想达到光速，却无论如何都达不到，而另一个就算不想以光速飞行都不行。

同时，爱因斯坦提出的质能方程又表明，质量与能量是等价的，只不过表现形式不同罢了。很多人会有疑问，质量为什么会与能量等价呢？大自然为什么会有这样的法则？

最大的问题在于：光到底是什么？

牛顿经典力学告诉我们，任何物体在不受外力作用的时候，总会保持静止或者匀速直线运动，这也是我们的日常生活经验，也就是所谓的“惯性定律”。

问题来了，光算是“一个物体”吗？光遵循“惯性定律”吗？

牛顿之后的又一位物理学界大佬，麦克斯韦告诉了我们答案：光是电磁波，既然光是一种波，就像水波那样，自然就不遵循惯性定律。

到这里，本来这个问题已经得到解决了，但是随着量子力学的横空出世，问题似乎变得更加复杂了。因为发现在描述微观粒子的行为时，有时需要用到一套理论，而有时又需要用到另外一套理论，甚至有时两套理论都必须用。

这其实就是我们通常所讲的光的“波粒二象性”，光既具有波动性，同时也具有粒子性。不仅仅是光，所有微观粒子都具有这样的特性。

而波粒二象性，就是量子力学的核心思想，量子世界里所有诡异现象的本质，其实都是波粒二象性的具体表现，比如说不确定性，还有电子双缝干涉实验，薛定谔的猫等等。

等等，到底什么是“量子”？是某种微观粒子吗？

并不是，量子只是一个物理学概念，如果一个物理量存在不可再分的最小单元，那么这个物理量就是量子化的，最小的不可再分的单元就是量子。

就好比一根木头，你不断用刀对半砍木头，最后实在砍不动了，剩下的就是“量子”。

但是，以上对量子的定义其实并不太严谨，更多的是从粒子性来定义的，但是刚才也讲了，微观粒子也具有波粒二象性，具有波动性。因此，我们经常说的“氢原子核外有一个电子”，其实也可以表达为“氢原子核外有电子云”。

这些其实都不重要，很多人关心的是，物体能无限分割吗？比如说一滴水，一直分割下去，最终会得到什么呢？

水的组成结构从大到小分别是分子，原子，原子核，质子中子，然后是夸克和电子，夸克之间通过胶子传递强相互作用。

而夸克，电子和胶子被物理学家们称为“基本粒子”，是不可再分的，起码目前是这样。

夸克也分为好几种，同时除了夸克电子和胶子之外，还有很多其他基本粒子，物理学家们根据粒子的不同特性进行了分类，在此基础上建立了粒子标准模型，总共包含了62种基本粒子，其中引力子还没有被找到。

要想把所有这些基本粒子都详细讲一遍，没有几天时间是不行的。

说了这么多，与光速又有什么关系呢？

关系很大。所有的这些基本粒子本来是没有质量的，也就是说，它们本来都应该以光速飞行，一出生都是光速。只不过由于希格斯玻色子的存在，让大部分基本粒子与之发生相互作用，从而发生了减速慢了下来，在这个过程中获得了质量，这就是质量的本质，其实还是能量，只不过是源于粒子之间相互作用产生的能量。

而光子胶子等基本粒子不会与希格斯粒子发生作用，所以它们没有静质量，只能以光速飞行。

至于能不能与希格斯粒子发生作用，决定权在粒子的内在属性，比如说基本粒子的电荷，色荷，和角动量等属性。

到这里，或许你应该明白，光之所以能以光速这么快的速度飞行，就是因为光的速度没有任何能量来源，说白了就是光不会被希格斯粒子阻拦。而其他微观粒子包括宏观物体之所以这么慢，就是因为组成我们的粒子有能量来源，会与希格斯粒子发生作用获得能量，也就是质量。

也就是说，虽然我们无法达到光速，但可以尽可能地接近光速。但对于光子来讲就比较悲催了，它只能以光速飞行，哪怕想慢一丢丢都不行。

同时，对于光子来讲，是没有任何时间概念的，在我们眼里任何再漫长的时间，对于光子来讲都是一瞬间。也就是说，岁月对于光子来讲是不存在的，光子无法经受岁月的洗礼，也可以通俗理解为光的时间永远是静止的，光一生下来就是永恒的时间静止。

光子这样的状态是不是很可怕？所以，不要羡慕光子的速度了，能慢下来才更有意义，才是真正的高手。