宇宙中的萬物都在運動，人類在睡覺的時候身體內(nèi)的器官仍然在工作，就算一塊石頭看似是靜止的，其實它也在跟隨地球一起運動，宇宙不存在真正的“靜止”，物體運動的速度有快有慢，而最快的速度就是“光速”。

299792458m/s，這就是宇宙的“速度”極限，“最快速度”這個概念有些難以理解，在我們的常識中，只要能量足夠，就可以讓物體運動的速度越來越快，最近幾百年人類的交通工具就是在科技的改變下不斷升級，速度不就在慢慢提高嗎？

人類現(xiàn)在創(chuàng)造的飛行器或者交通工具，距離光速還差得很遠很遠，在我們熟知的尺度中認為速度可以無限增加是一件很正常的事情，就像是對于一個螞蟻來說，它很難知道地球有多大，在螞蟻的眼中地球就是“無限大”的，而實際上地球有一個確切的大小，現(xiàn)在的人類探索宇宙，就像是螞蟻探索地球一樣，只能在有限的范圍內(nèi)移動，同時探索能力有限。

光速，就是速度的極限，就算我們有無限大的能量，也不能讓一個有質(zhì)量的物體達到光速，那么問題來了，光本身是怎么達到光速的呢？光子經(jīng)歷了怎樣的加速過程？

光和光速

光子，是一種基本粒子，也可以被稱為“光量子”，量子的概念是最小并且不可再次分割的物理量，光子就是光的最基本組成單位，它是一種規(guī)范玻色子。宇宙中的基本粒子可以分為兩種：費米子和玻色子，光子是典型的玻色子，和光子對應(yīng)的是電子，典型的費米子。

費米子和玻色子有什么區(qū)別？

基本粒子是組成我們這個宇宙最基本的單位，比基本粒子更小的存在是沒有任何物理意義的，我們的物理學(xué)只能描述“普朗克尺度”內(nèi)的存在，比普朗克尺度更小的物理量會失去意義，換句話來說我們的物理學(xué)無法描述更小的存在了。

費米子是組成我們這個物質(zhì)宇宙的基本粒子，電子，質(zhì)子，中子都是費米子，我們可見的物質(zhì)都是由各種費米子組成的，而玻色子是“傳遞相互作用”的粒子，費米子負責(zé)組成物質(zhì)，玻色子負責(zé)傳遞物質(zhì)之間的各種相互作用，費米子是半分數(shù)自旋，玻色子是整數(shù)自旋，費米子用波函數(shù)表示，玻色子用“玻色子場”來表示。

作為一個標準的玻色子，光子的使命是傳遞“電磁相互作用力”，各種各樣的電磁波和電磁輻射都是由光子來傳遞的。光子最大的特點之一就是“靜止質(zhì)量為零”，實現(xiàn)光速的唯一要求就是該粒子的靜止質(zhì)量為0，目前發(fā)現(xiàn)的靜止質(zhì)量為0 的粒子有“光子”“膠子”還有沒有被證實的“引力子”。

膠子是傳遞夸克之間強相互作用力的玻色子，但是在宇宙中不存在自由膠子，所以我們先不做討論，“引力子”是一種假想中的玻色子，宇宙中存在四種基本力，除了引力之外我們都可以用量子理論來解釋，只有引力是一個例外，研究量子理論的科學(xué)家肯定想讓量子力學(xué)成為一個更完善的理論，所以提出了宇宙中還存在一種沒有被發(fā)現(xiàn)的“引力子”，引力就是兩個物體交換引力子時產(chǎn)生的。

可是在愛因斯坦的相對論中，不存在引力子，甚至不是一種力，而是“時空”彎曲，是宇宙本質(zhì)的體現(xiàn)，所以并不需要引力子的存在，我們也可以解釋引力。這個時候我們就可以很好地解釋光子為什么可以達到光速了。

光子具有能量，也具有動量，所所以光子其實是有質(zhì)量的，只不過光子沒有“靜止質(zhì)量”，這是因為光子無法靜止，它自然不會具備靜止質(zhì)量，大自然中的很多現(xiàn)象在進行時都會產(chǎn)生光子。只要是靜止質(zhì)量為0的粒子，就能實現(xiàn)光速運動！

問題來了，光子為什么可以實現(xiàn)靜止的質(zhì)量為0呢？

在量子力學(xué)的標準模型中還預(yù)言了這樣一個玻色子：“希格斯玻色子”，這種玻色子不帶電荷、色荷，極不穩(wěn)定，生成后會立刻衰變，但是它又無比的重要，科學(xué)家甚至稱呼希格斯玻色子為“上帝粒子”！

前文已經(jīng)提到玻色子可以用場的形式描述，希格斯場是一種遍布整個宇宙無處不在的量子場，基本粒子和希格斯場耦合后會被賦予質(zhì)量，也就是說希格斯玻色子是賦予萬物質(zhì)量的玻色子。

上帝粒子“希格斯玻色子”很神秘，現(xiàn)在人類很難找到它的存在，因為人類現(xiàn)在的粒子對撞機強度不夠，就算未來建造了更強大的粒子對撞機，也不一定能撞出希格斯玻色子，希格斯玻色子在出現(xiàn)后，很短的時間內(nèi)就會發(fā)生衰變成為其他粒子，因此想要捕捉到希格斯玻色子證明希格斯場的存在很困難。

希格斯場以及希格斯機制是一個看似很完美的理論，但是就算理論再完美，也需要用實驗才能證明這個理論是正確的，如果我們找不到希格斯玻色子，就無法證明希格斯場的存在和希格斯機制的正確性。

我們暫且認為這個理論是正確的，就可以解釋為什么光子的質(zhì)量為0了，其他粒子和希格斯玻色子發(fā)生作用后得到質(zhì)量，如果光子不和希格斯玻色子發(fā)生反應(yīng)，就不會得到質(zhì)量，因此光子可以實現(xiàn)“光速移動”。

因為光子不和希格斯場產(chǎn)生反應(yīng)，所以光子從誕生的那一刻開始，就沒有靜止質(zhì)量，因此光子不需要有一個“加速”的過程，光子在產(chǎn)生后的那一刻就達到了光速然后開始運動，直到和其他粒子發(fā)生相互作用或者被黑洞吞噬后，光子才會停止運動。

從目前的理論來看，光速就是已知的最快速度，也是信息傳遞的最快速度，這可能會成為未來人類探索宇宙的一大阻礙，因為在宇宙尺度面前，光速其實并沒有我們想象中的那么快，銀河系的直徑在10萬光年~20萬光年之間，未來人類無法實現(xiàn)光速，以亞光速飛行的話，就需要大于20萬年的時間才能橫跨銀河系。

關(guān)于光速還有很多未解之謎，或許未來人類真的可以找到超越光速的方法也說不定，