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2024-11-12 232
光子跑得那么快，想慢都慢不下来，它的能量从何而来？
来源：互联网
2024-11-12 23:30:22 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
任何具有静止质量的物体都无法达到光速，因为当物体开始运动时会产生惯性质量，而惯性质量等效于引力质量，随着运动速度的增加，惯性质量会逐渐增加，若是达到了光速，惯性质量就会增至无穷大，而要推动这样的物体就需要无穷大的能量，宇宙间没有无穷大的能量，所以也不可能推进物体达到光速，这是质能方程所告诉我们的。
而从质速关系方程中，我们又可以得知另外一个事实，那就是没有静止质量的物体，会始终以恒定的光速运行。因为如果一个物体不具有静止质量，那么只要它的速度不是光速，那么它的动质量就会为零，这也就意味着它的能量为零。一个处于运动中的物体，却不具有能量，这与宇宙的基本规律是相悖的，所以这种情况是不可能发生的，因为一个物体如果不具有静止质量，那么它的运动速度就一定是光速，想慢也慢不下来。
因为光子从诞生伊始便始终以光速运行，所以它是具有动质量的，而质量不过是能量的表现形式，所以光具有能量，这没有问题。
但不具有静止质量的光子，是什么能量让它从一诞生便开始运动的呢？这就要从光子的本质说起了，光子是什么？光子是一种基本粒子。
我们日常所见的很多事物是由分子所组成的，比如水是由水分子组成、氧气是由氧气分子所组成的。而分子又有由原子所构成的，比如水分子是由两个氢原子和一个氧原子所构成，而氧气分子则是由两个氧原子所构成的。在很长一段时间以来，人类都认为原子是构成物质的基本单位，但后来发现并非如此，原子仍然可以细分，它可以分割为原子核与核外电子，而原子核内又包含了质子和中子。
质子和中子仍然不是物质的最基本单位，它们还可以继续分割，成为基本粒子，而基本粒子就是构成物质的最基本单位。
基本粒子可以分为夸克、轻子、规范玻色子以及希格斯玻色子，每一个类型之中又包含了大量的基本粒子种类，比如夸克中包括了上夸克和下夸克等，轻子之中有电子和电微中子等，而我们所说的光子就属于规范玻色子，目前已经发现的基本粒子共有61种。
有一点非常重要，那就是所有的基本粒子都是不具有质量的。这是非常有趣的一件事，宇宙间的一切都是由基本粒子所组成的，大到宇宙天体，小到你我的身体，全部是由基本粒子所构成，基本粒子没有质量，而我们却具有质量，这是怎么一回事呢？
粒子是如何组成世间万物的呢？依靠的是自然界的四种基本力，即引力、电磁力、强核力和弱核力。
这四种基本力是如何产生的呢？它们的产生就是源于基本粒子之间的相互作用。比如电子从激发态跃迁至基态就会释放出光子，而就是在光子的交换过程之中，电磁力产生了。请注意，现在产生了能量，而能量是物质的本质属性，我们所说的质量不过是能量的一种表现形式而已，所以具有了能量，也就等于具有了质量。
现在问题终于变得明朗了，组成物质的基本单位，也就是基本粒子是不具有质量的，而基本粒子之间的相互作用产生了质量，或者说基本粒子之间的相互作用就是质量本身，这就是为什么由没有质量的基本粒子所组成的物质却能够拥有质量的原因。
质量是能量的表现形式，而要想将能量以质量的形式固定下来，并不是一件容易的事情，因为这需要相当大能量的累积。
能量等于质量乘以光速的平方，由此可见，即使是一个质量很小的物质，如果能够全部转化为能量，也是非常巨大的，不过在现实世界中是无法实现这样的转化的。
现在我们可以得出结论了，物体因为拥有了大量的能量累积，所以具有了质量，而要推动拥有如此巨大能量的物体运动，自然就要继续输入能量。但光子是基本粒子，它没有与其它基本粒子发生相互作用，没有能量，所以也不具有质量，所以不需要为其输入任何能量，它就可以运动起来，而一旦运动起来，它就具有了能量，所以也就只能以光速运行，因为没有静止质量的物体如果不以光速运行，它的能量就会为零，而运动中的物体，能量是不可能为零的。
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