靜止質(zhì)量為零：有還是沒有？
光子的靜止質(zhì)量為0。所謂靜止質(zhì)量，就是指物質(zhì)相對于某慣性系靜止時(shí)的質(zhì)量。而光是永遠(yuǎn)不會(huì)靜止的。光在真空中永遠(yuǎn)以光速c（29.9792458萬km/s）運(yùn)動(dòng)，在其他介質(zhì)中速度會(huì)減小，但它不會(huì)靜止，一旦靜止就意味著被別的物質(zhì)吸收。
你絕不會(huì)捕捉到一個(gè)靜止的光子，為什么呢？因?yàn)閻垡蛩固固岢?，光子的靜止質(zhì)量為零，它只有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。
在相對論中，物體的質(zhì)量是隨運(yùn)動(dòng)速度而變化的，如果一個(gè)物體的靜止質(zhì)量不為0，那么它達(dá)到光速時(shí)，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量就會(huì)變得無窮大，所以只有光子這種靜止質(zhì)量為0的粒子才能以光速運(yùn)動(dòng)，其他所有物體的最大運(yùn)動(dòng)速度都不會(huì)超過光速。
根據(jù)E=mc2=hν，可以得到光子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量m=hν/c2，也就是說，對于不同頻率的光，其光子的質(zhì)量也是不同的。這真是令人難以理解，靜止質(zhì)量為0，光子到底存不存在呢？運(yùn)動(dòng)質(zhì)量不同，這個(gè)質(zhì)量又是怎么產(chǎn)生的呢？
這個(gè)問題也許只有從E=mc2來尋找答案。這個(gè)狹義相對論中最有名的公式，揭示了質(zhì)量和能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。用愛因斯坦的話來說，就是：
“能量就是質(zhì)量，質(zhì)量就是能量?！?/p>
能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量產(chǎn)生光子，所以光子是從無到有，因而沒有靜止質(zhì)量。但是能量又是怎么產(chǎn)生的？光子是一產(chǎn)生就以3×105km/s的速度運(yùn)動(dòng)，還是有個(gè)從0到3×105km/s的加速過程？
以現(xiàn)有理論來看，光子是不可能有從0到3×105km/s的加速過程的，所以光子一產(chǎn)生就以光速運(yùn)動(dòng)，它是怎么做到的呢？
2007年，法國物理學(xué)家已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種能夠捕獲光子的裝置，這種光子捕獲儀可以捕捉單個(gè)光子。這種裝置里有一個(gè)空腔，空腔里是反光能力極強(qiáng)的超導(dǎo)鏡子，能夠在0.14s的時(shí)間里捕捉并監(jiān)控一個(gè)光子。別小看這0.14s，在這段時(shí)間內(nèi)，一個(gè)自由的光子可以完成從地球到月球大約十分之一的距離。
可是即便如此，誰又敢說人類已經(jīng)真正認(rèn)識了什么是光子，什么是光呢？人類在光子面前，看來還得吟出屈原的那句詩：“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索?！?/p>
