像光子這種沒有靜止質(zhì)量的東西，一生下來就只能以光速運(yùn)動(dòng)，更不需要外力來維持。

光和光速

光本質(zhì)上就是電磁波，具有波粒二象性，既可以看作粒子，又可以看作波。狹義上的光是指可見光，僅占電磁波譜上很小的一段，而廣義上的光包括紅外光、紫外光、可見光、X光等。

物體是由原子組成的，物體發(fā)光自然源自微觀層面。當(dāng)原子內(nèi)部的電子吸收能量后，便會(huì)躍升到高能級。高能級并不穩(wěn)定，由高能級掉落到低能級，電子便會(huì)向外輻射出一定頻率的光子。當(dāng)然，產(chǎn)生光子的方式不止一種，核反應(yīng)也能產(chǎn)生光子。

丹麥天文學(xué)家奧勒·羅默通過觀察木星的衛(wèi)星，認(rèn)識到光的傳播速度是有限的，并初步估計(jì)了光速。伽利略嘗試精確測量光速，不過以失敗告終。在19世紀(jì)，法國物理學(xué)家菲索發(fā)明了一套旋轉(zhuǎn)齒輪裝置，并用該裝置測出光速為31.5萬公里每秒，這已經(jīng)比較接近現(xiàn)代測量值了。而光速的精確測量，則是麥克斯韋方程提出之后的事了。

科學(xué)研究表明，真空中的光速是宇宙中最快的速度，每秒鐘能夠跑30萬千米，精確值為299792458米每秒。通常我們所說的光速就是指真空中的光速。

力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

真空中基本上空無一物，光在真空中傳播，不會(huì)遇到阻力，故而可以一直保持這個(gè)速度不變，不需要外界維持動(dòng)力。除非被其他物質(zhì)吸收，否則將永遠(yuǎn)以光速運(yùn)動(dòng)下去。

這一點(diǎn)在經(jīng)典力學(xué)中就能找到解釋。根據(jù)牛頓第一定律也就是慣性定律，如果沒有外力作用，物體將一直保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。也就是只要沒有阻力，不需要提供動(dòng)力，物體就能夠永遠(yuǎn)以恒定的速度運(yùn)動(dòng)下去。力只能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（運(yùn)動(dòng)速度或者運(yùn)動(dòng)方向）。

當(dāng)光在介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)與介質(zhì)發(fā)生相互作用，速度必然會(huì)減慢，而當(dāng)光脫離介質(zhì)時(shí)，速度又會(huì)立馬恢復(fù)到光速。具體的原理就不細(xì)說了。

為啥光子一出生就能跑這么快？

光子和自然界中的其他物質(zhì)有所不同，光子沒有靜止質(zhì)量（物質(zhì)的內(nèi)稟質(zhì)量），就是純能量的載體。宇宙中的所有物質(zhì)都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而光子質(zhì)量為0，自誕生起便只能以光速運(yùn)動(dòng)，這是光子的固有屬性。因此牛頓第二定律并不適合這個(gè)場景。

現(xiàn)代物理學(xué)表明，物質(zhì)之所以具有質(zhì)量，是因?yàn)檎婵罩谐錆M了希格斯場，這些粒子能夠通過希格斯機(jī)制，與真空中的希格斯場發(fā)生作用，繼而攜帶靜止質(zhì)量?？茖W(xué)家此前預(yù)言的由希格斯場激發(fā)出的希格斯粒子，也已經(jīng)在高能粒子加速器中找到了。

光子屬于傳播子，或者傳遞電磁相互作用，但光子并不會(huì)與真空中的希格斯場發(fā)生作用，因此光沒有靜止質(zhì)量。

根據(jù)相對論，任何有質(zhì)量的物體的速度都不可能達(dá)到或者超過光速。對于質(zhì)量不為0的物體，隨著該物體的運(yùn)動(dòng)速度不斷增加，質(zhì)量會(huì)呈指數(shù)式暴漲，接近光速時(shí)，質(zhì)量將會(huì)變得無窮大。想要將物體的速度加速到光速，也就需要無窮多的能量，因此物體的運(yùn)動(dòng)速度只能無限接近于光速。

不過根據(jù)質(zhì)能方程，可以認(rèn)為光子擁有動(dòng)質(zhì)量。因?yàn)楣庾泳哂幸欢芰浚梢該Q算成對應(yīng)的質(zhì)量。