光子飞行的动力是什么(光子的动力从何而来)

导语：光子以光速飞行，到底是什么动力让光子瞬间达到光速的？

先说答案，光子以光速飞行不需要任何东西，它一生下来就是光速，没有任何加速过程，瞬间就能达到光速。

为什么会这样？

因为光子的静质量为零，而且必须为零。毫不夸张地说，人类现代物理学大厦就是建立在“光子静质量为零”这个基础上的，比如说麦克斯韦方程组。如果光子的静质量不为零，几乎所有的科学理论都会轰然倒塌，推倒重建。。

说白了，光子的静质量为零，其实也是一个假设，但这个假设至今为止都没有被证伪，也非常符合科学家们一直以来的观察和验证。也可以认为是公理，公理就无需证明，只要符合我们的认知就可以了。

就好比公理“两点之间，直线最短”，你就无法证明，也无需证明。

根据爱因斯坦的质能方程E=MC平方，还有光子能量公式m=hv除以光速的平方，可以计算出光子的动质量，大约为5.74x10的负50次方千克。

也就是说，光子虽然没有静质量，但它有动质量。

光，其实就是电磁波，光子也是电磁波的传播媒介。而平时我们所说的光通常是指可见光，而可见光只是电磁波谱里非常窄的一小部分。除了可见光之外，还有无线电波，微波，红外线，紫外线，X射线和伽马射线等。

光子是如何产生的呢？主要有两种方式。

第一，通过正反物质相遇发生湮灭，湮灭瞬间会迸发出巨大能量，以光子的形式呈现出来。

第二，通过电子跃迁。电子在原子核外会通过吸收或者释放能量发生轨道跃迁，在基态和激发态之间来回跃迁。当电子从激发态跃迁到基态时，就是释放能量，也就是光子。

光子出生之后，就永生不灭。看起来光子被某个物体吸收之后消失不见了，但其实光子并没有消失，只是转化了，转化为能量。比如说电子吸收光子会跃迁到激发态，但很快就会释放出光子，重新回到基态。而电子总是倾向于回到基态，因为基态是最稳定的形态。

说了这么多，为什么光子生下来就以光速飞行呢？简单讲，这就是光子的基本属性，也是光子霸道的地方。

我们都知道，任何物体要想不断加速，都需要消耗能量。而根据爱因斯坦质能方程，能量也会体现出质量。施加在物体上的能量，让物体获得了很大的动质量。

随着物体速度越来越快，动质量就会越来越大。理论上如果物体想要达到光速，就需要无穷多的能量，整个宇宙的能量都不行，这显然是不可能的。

而光子是没有静质量的，所以光子达到光速就不需要任何能量。不过光子本身是有能量的，能量大小与光频率息息相关，频率越高能量就越大。

光在真空中的速度大约为每秒30万公里。在不用的介质中，光子的速度也是不一样的，比如说在水里，光的速度只有每秒22万公里左右。

从微观领域来讲，光子之所以能以光速飞行，而且必须以光速飞行，主要原因在于光子不会与希格斯粒子发生相互作用。

宇宙里充满了希格斯场，而希格斯场的扰动就会形成希格斯粒子，也被称为上帝粒子。微观粒子的质量就是上帝粒子赋予的。

所有微观粒子其实本来都应该以光速飞行，但是由于希格斯粒子的存在，绝大部分粒子都会与希格斯粒子发生相互作用从而减速，在减速的过程中就获得了质量。

而光子不会与希格斯粒子发生任何作用，就不会减速，也就不会获得质量。

那么光子的速度真的不能慢下来吗？

当然可以。除了在不同的介质中让光速慢下来之外，还有一种方法，冷冻。普通的冷冻效果当然起不了作用，需要非常接近绝对零度的冷冻才行。

绝对零度大约为零下273度，科学家们发现，即使在零下270度的低温下，光速仍旧保持每秒30万公里。

在实验室中，科学家制造出了无限接近绝对零度的环境，只比绝对零度高了0.000000000001度，也就是百亿分之一度！

在如此低的温度下，物质的形态也发生了转变，成为一种非常奇异的状态，被称为“波色~爱因斯坦凝聚态”，这种状态已经被证实了，是物质的第五种形态，其他四种形态分别是气态，液态，固态和等离子态。

在这种状态下，物体呈现超流体和超导性质，电阻神奇消失，而光子也会在这种低温环境里变慢，似乎被冻结了。

比如说，20世纪末，丹麦物理学家成功将一束光的速度变慢，利用的就是超流体，速度只有每秒17米，对比每秒30万公里的真空速度，每秒17米就相当于光子被冻结了！

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