人类最先学会使用的就是光，所以人会昼行夜伏。阳光给人类带来温暖，火光可以驱赶野兽，煮熟食物，从而极大地扩展了人类的食物范围和活动区域。然而，对于光的认识，我们人类却经历了一个漫长的过程。

　　最初，人类认为光是从眼睛里放射出来的。后来，人们才逐渐地认识到，光来自于太阳和火，人眼只是接收光信号。真正对光进行系统的研究，是从牛顿开始的。牛顿通过棱镜折射实验，证明光是复合的，是由各种不同颜色的光所组成。而且，牛顿认为，光的本质是粒子。

　　然而，其他的科学家们却发现，光具有干涉和衍射现象，从而认为光的本质是波。由于当时盛行形而上学非此即彼的思维方式和机械的世界观，认为光的本质只能二选一，要么是粒子，要么则是波。于是，关于光的性质争论不休 ，一直持续了二百年。

　　1900年，为了消除能量的连续性所产生的紫外灾变，普朗克在其新建的黑体辐射公式中提出了一个量纲为粒子角动量的物理常数h。该常数意味着在我们的宇宙中存在着不可再分的最小粒子。因而，该粒子被称为量子，其质量和半径都是大于零的。

　　1905年，爱因斯坦由光电效应，证明光的本质是粒子，光是高能电子对空间粒子激发的结果。该粒子就是普朗克常数h定义的最小粒子——量子。因而，爱因斯坦称光子为光量子。

　　又过了二十年，科学家们发现，不仅光具有波动性，所有的微观粒子也都是波动的。因而，光的波动性不再是否认光是粒子的理由了。如果我们从二维的角度来认识，那么由于存在着物理背景，所有物体的行为会受到外部环境的影响。

　　比如，花粉之所以在水中具有无规运动，是因为离散的水分子对花粉的不对称碰撞。因为，花粉的体积太小了，其感受到了水的不连续性。又比如，人在闹市中穿过时，会不时地受到行人的挤撞，从而使该人的行走路线是非直线的，具有一定的随机性。

　　因此，微观粒子的波动性，说明存在着由最小粒子构成的量子空间。该空间是宇宙的本底物理背景，所有物体的运动都会受到量子空间的影响与束缚。于是，每个物体的外在能量具有两种不同的形式，即相对于自身的动能和相对于量子空间的势能。

　　或者我们可以换个角度来看问题，正是因为量子空间的存在，类似于弹簧，该空间限制了物体的运动，将其部分动能压缩为势能。如果空间密度无限大，则物体的动能全部转化为势能，该物体相对于量子空间静止不动；反之，如果空间密度无限小，则物体的能量都以动能的形式存在，从而回到了经典力学的情况。

　　于是，物体的质量和半径越小，其受到量子空间的束缚就越弱。等效于空间密度降低，因而该物体在量子空间的运动速度就越大。这就是光速最大的原因，光子是我们宇宙中最小的粒子。

　　根据有机的量子宇宙观，基态量子构成量子空间，受到激发的量子成为光子，由高能量子的运动所形成的封闭体系就是电子和质子等基本粒子。因为，卢瑟福实验已经证明了物质不实，原子的体积仅只是由电子的运动所形成的封闭体系。由于电子和质子都拥有电荷和自转，它们是有结构的，因而也是可以被继续分割的封闭体系。

　　总之，光的本质是由普朗克常数h定义的最小粒子——量子，光子是受到激发的量子。因此，光子既具有质量，又拥有能量。只是，作为最小粒子的光子，其本征质量在宇宙的范围内是无法转化为能量的。因此，量子（光子）是宇宙中唯一的实体粒子。而其他的粒子都只是量子的封闭体系，是量子的聚集。此外，由于存在着量子空间，任何物体的运动都会受到限制。光子是最小的粒子，因而其受到的限制最小，从而具有最快的速度。

　　光是什么？事实上光子有三种态：基态、静态、动态。现代物理学只研究了其中的一种态：动态或光在真空中的传播，其余两种态都还没有涉及或还没有发现。

　　光子由正负电荷和正反虚拟子构成，带1份正能量h（普朗克常数）。

　　引力子＋光子≡中微子

　　引力子带1份负能量-h，光子和引力子相遇就会湮灭生成中微子。中微子里隐含的光子叫静光子，由于是看不见的所以叫暗能量。暗能量约占三分之二，科学家还在卖劲地寻找，估计还要找上10-100年的。

　　中微子长什么样？

　　正负电荷绕两个引力子形成自耦合态。

　　真空中任意一个点都对应一个中微子，当中微子接收到1份能量h时，中微子就从自耦合态（∞）转变为外耦合态（∝）：即时电场→即时磁场→即时电场……

　　上图光在真空中的传播是正负电荷（图中标注电子有误）上上下下缠绕引力子波动前行。这就是动光子的样子，与中微子同构。

　　这里只是介绍了光子本身的知识，光子通过变换还可以变换出另外7种存在形式，叫光子八态，想了解这些宇宙秘密秘?请参考下面链接。

　　我想再一次强调，光没有质量，也正是这个原因，光满足叠加原理，光在空间某一点，可以任意叠加，不受数量限止。这也是激光得以形成的原因。光在空间相遇，彼此不发生相互作用，这也是光不具质量的佐证之一。光是波动，这是有别于有质量的物质的。而且是根本性的。由于光不具质量，力对光波本身不产生效应，所谓光在强引力场中的偏转，应理解为光的折射，而我们的引力场空间乃至真空应理解为客观存在的介质。质能互换公式中对能量的定义含混不清，有必要进一步澄清其意义，从某种能量的角度，光与物质统一起来应该理解为正确，但这个能量究竟是什么？应该有一个正确的定义。总之光没有质量，对我们正确的理解光是什么？非常重要。

　　首先，明确一点，一切理论物理，都是要用实验去验证的。

　　其次，物理学是不断进步，理论不断被修正或者更深一步解释。

　　现在的实验大家可以去网上查一下，光的传播速度可以通过方法降为零，注意是静止为零。 光子的静止质量是有的，但不是准确值，是上限值，这个贡献是我国科学家完成的。

　　量子理论不断在修正，没有绝对的理论。

　　虽然光没有质量是正确的，但这一事实并不意味着光是纯能量。光由称为光子的基本量子对象组成，我们将其与其他基本量子对象（例如电子和中微子）一起列出。该列表上的每个对象都包含几个不同的属性，这些属性确定对象的行为。质量和动能只是基本量子物体可以承载的几个特性中的两个。 说光是“纯能量”将意味着光仅携带能量的性质，而没有其他性质，这是不正确的。

　　例如，光子的能量E等于其频率f乘以常数E = hf。类似地，光子的动量p等于其波矢k乘以常数p =?k。同样，周期T只是线性频率f的倒数，T = 1 / f，波长λ只是波矢幅度k乘以2π的倒数，λ=2π/ k，速度c只是频率乘以波长，c =fλ。尽管上面列出的某些属性可能被视为多余的，但这并不能改变光子不仅具有能量还具有更多属性的事实。

　　光子还具有一些不表现出的特性，仅仅是因为它们具有光子的性质。

　　如我们所见，质量只是基本对象可能具有或可能不具有的许多属性之一。因此，质量的存在不会给物体带来任何程度的物理现实，即使质量是我们日常生活中最熟悉的属性。此外，没有质量不会使物体变得更加“纯净”。我们在日常生活中对质量非常熟悉，以至于我们可能会说“没有质量的物体确实不存在”。但是这个说法是错误的。

　　

　　更准确的说法是：“没有物理可观察特性的对象实际上并不存在。”由于除了质量以外，还有许多基本属性，因此我们可以看到，没有质量，对象就可以存在。再次，质量的缺乏并不能自动暗示物体是纯能量，因为还涉及许多其他属性。请注意，质量实际上只是能量的另一种形式。基本物体的总能量是其质量能加上其动能（请注意，势能由物体系统而不是单个物体持有）。

　　有趣的是，如果我们将许多光子组合成一束光束，则可以按照光子的模式对诸如图像之类的信息进行编码。上面列出的每个光子属性都可以用来承载信息。例如，人眼、传统相机和传统太空望远镜从一组光子中提取光子位置和频率（颜色）信息，以形成图像。

　　无线电天线会沿着它们产生的无线电波的长度改变频率（FM）或光子计数（AM），以对信息进行编码。诸如在某些太空望远镜中使用的干涉仪可测量光束中光子的相位特性，以提取有关产生光束的光源的信息。光场相机从一组光子中提取光子位置、频率和波矢方向性，以捕获三维照片。如果光仅仅是“纯能量”，那么人眼、照相机、无线电天线和太空望远镜将无法工作。

　　这是一个有趣的问题。光是一种复杂的现象，据我所知，我们不知道为什么光如此之快地传播根本原因。但是，在上面文章中我们了解什么是光一些属性。知道光与电和磁密切相关，因此让我们先谈一谈电磁场，这有助于理解光为什么会这么快。

　　我们已经很熟悉磁场的影响：磁场是使磁铁粘在冰箱上的原因，而地球的磁场使指南针指向北方。电场略有不同：打开手电筒时，电池中的电场使电流流过电线和灯泡，从而点亮灯泡。电场也是使相反电荷相互吸引和同电荷彼此排斥的原因。

　　当我们仔细研究电场和磁场的行为时，我们会发现电场和磁场的波有可能在真空空间中传播。 “波”是什么意思？我们小时候可能尝试过握住绳索或绳子的一端，而其他人则握住另一端，上下摆动时，我们会看到波浪从绳索的一端向下传播到另一端。（我们是否注意到一个问题：波沿着绳索传播的速度有多快？取决于我们来回摆动的速度有多快。）

　　当我们说“电和磁波”时，类似于绳索中的波。我们可以在某一点改变电场或磁场，类似于扭动绳子的末端，并且扰动会远离我们。（改变一个点处的磁场的一种方法是将磁铁固定在那里，然后来回摆动。）但与绳索中的波不同，这些波实际上向四面八方远离我们。物理学家经过多年的研究发现，光由电场和磁场波组成。

　　爱因斯坦相对论认为，在真空中光速是恒定的，299792.458千米/秒，这是我们宇宙的最快速度。事实证明，在真空中，例如在太空中，光始终以相同的速度传播，跟磁场来回摆动的速度无关紧要。在空气中，光波的传播速度要比在真空中慢得多，在玻璃中，波的传播速度只能是在真空中的三分之二。

　　可见光电场和磁场的摇摆并不是唯一的现象。我们从广播电台听到音乐的原因是，我们的广播电台可以检测到空中传播的电场和磁场，而这些电场和磁场每秒仅摆动约100,000,000次。例如，如果我们调谐到93.1 FM，则我们天线正在每秒拾起93,100,000次摆动的场。对于101.9 FM，该字段每秒摆动101,900,000次。

　　这远不及可见光中的摆动快。但是无线电波和可见光非常相似——它们都是电场和磁场波，它们以不同的速率摆动。可见光、紫外光、红外辐射、无线电波、X射线、伽马射线、微波和雷达波，都是由以不同速率摆动的电场和磁场组成的，它们都以光速传播。

　　

　　光通常指的是人类眼睛可以见的电磁波（可见光），视知觉就是对于可见光的知觉。可见光只是电磁波谱上的某一段频谱，一般是定义为波长介于400至700奈米（nm）之间的电磁波，也就是波长比紫外线长，比红外线短的电磁波。有些资料来源定义的可见光的波长范围也有不同，较窄的有介于420至680nm，较宽的有介于380至800nm。

　　而有些非可见光也可以被称为光，如紫外光、红外光、x光。

　　光既是一种高频的电磁波，又是一种由称为光子的基本粒子组成的粒子流。因此光同时具有粒子性与波动性，或者说光具有“波粒二象性”。

　　光是能量的一种传播方式。光源所以发出光，是因为束缚于光源原子里的电子的运动。有三种方式：热运动、跃迁辐射、受激辐射。前者为生活中最常见的，比如电灯和火焰；后者多应用于激光。

　　另外，光波本身就是从原子、分子内辐射出的高频电磁场，因此光波可以通过加速带电粒子产生。如同步辐射光、轫致辐射、切伦科夫辐射、自由电子激光等。波动光学与非线性光学将发光看做原子内部因吸收外界能量而导致其电偶极矩发生周期变化的结果。几何光学、波动光学、非线性光学与同步辐射光等理论完全可以用经典电动力学中电磁场理论的相关内容来解释。

　　同时，光是一种静止质量为零的粒子，光在传播过程中只携带能量和动量，并不携带质量。正是因为它没有静止质量，所以它才能以光速飞行。要知道在现代物理学理论中任何以光速飞行的有质量粒子的能量都会趋于无穷大。

　　先直接回答题主的三个疑问？光是一种电磁波，有相对论质量，有能量，速度由真空的磁导率和介电常数决定。

　　①平时我们所看见的，照亮世界的，属于可见光。而那些红外线，紫外线之类的也是光。大家共同的称号是电磁波，只是因为波长频率不一样。可见光的波长一般在400-760nm之间，但也因人而异，有些人的范围会稍微再广一些。

　　②光一直处于运动中，具备相对论质量，也就是

　　

　　也叫动质量，当然了光的静止质量为零。至于光的能量就更加简单了，爱因斯坦的质能方程就能给出，或者是E=hv，h是普朗克常数，v是光的频率。

　　③至于光的速度，除了实际测量之外，在理论上也有计算，室友麦克斯韦发现的，光速为真空中磁导率和介电常数之积的倒数，再开个根号就行了。

　　题主还问到了为何光速是特定的这个数值，那就问为什么磁导率和介电常数是那样的数值，这个就是我们所处的宇宙它本身决定的吧，再不行，就只能去问“造物主”了，哈哈。

　　这里一共有三个问题。

　　第一个问题：我们一般所说的光指的是可见光，可见光是一种特殊波长段的“电磁波”，波长范围为

　　380～780nm，传播速度为光速，由变化中的电场和磁场产生，根据电磁感应定律我们知道，变化中的磁场能产生电场，同样的，变化中的电场也能产生磁场，于是电场产生磁场，磁场又反过来产生电场，往复循环于是产生了电磁波。关于电磁波，除了可见波段外，波长小于380nm为光的红段，称为“红外光”（有的也称红外线）；同样的，波长大于780nm为光的蓝紫段，称为“紫外光”（有的也称紫外线），由于它们皆在可视波长范围外，这也是它们被称为“外光”的原因。关于红外光，有一个经典的例子，大家应该都看过电影中那些特工要执行盗窃任务的时候总会通过一个类似于玄关的通道，那个通道看似什么也没有，然而当特工们戴上特殊的眼睛后就能看到密密麻麻的红色光线像线一样连接在墙的两边，一旦有物体触碰到红线，警报就会被激活，那个“红线”就是红外光。

　　光除了连续的波动性之外还有特殊的粒子性质，1905年爱因斯坦提出光的波粒二象性，指出光在一定程度上具有粒子的性质，他把这种粒子称之为光量子，一群离散的光量子按一定方向传播形成光束。关于光量子，也叫光子。量子力学认为一切力的传递背后有其相应的基本粒子承载体，“光子”就是传递电磁相互作用的基本粒子。光的这种同时又粒子性和波动性的性质被称为光的“波粒二象性”。现代物理学表明一切物质（质子，电子，中子等）都具有波粒二象性。

　　第二个问题：现代物理学把物质的质量分成了静止质量和运动质量两个概念，日常生活中我们说的质量为静质量。那光有质量吗？现代物理学表明光的静质量为零，但具有动质量。两个例子可以证明：把动量公式和质能方程联立可得到光的动量P=E/c.有动量则有质量。另一方面，光在大质量天体周围传播路径会被弯曲，比如黑洞。

　　第三个问题：关于光的速度，其实是算出来的，麦克斯韦根据法拉第电磁感应定律创建了一套方程组—麦克斯韦方程组，这套方程组准确地描述出了电磁波的各种性质，通过计算，麦克斯韦算出电磁波的传播速度真空中为299792.458km/s≈3×10^8m/s，这就是现在的光速C。至于光子为什么能达到这个速度，首先来看看物质的加速。对于一个有质量的物质，在速度增加的时候动能也会增加，根据能量守恒定律，这个体系一定会有其他能量减少，如果减少的能量跟这个物体本身无关，也就是外加能量给物体做功使其动能增加，而动能这个东西，我们知道它是由质量m和速度v共同决定的，在低速时，外加能量会大部分增加在v上，v增大，动能增大；在高速时，特别是接近光速时，外加的能量会越来越多的分配给m，m增大，动能同样增大；当无限给物体提供能量以增加其动能时，最终在接近光速99.99999%时外加能量几乎全部会转换成m，所以，理论上如果要让有质量的物体加速到光速，需要有无限多的能量。所以只有光子这样静止质量为0的物质，才能够真正达到光速。

　　简单讲，光的本质就是电磁波，属于电磁波谱中非常狭窄的一段，既然是电磁波，光肯定有能量。事实上，在理解光本质的时候，我们确实可以简单地认为光就是能量。

　　而爱因斯坦狭义相对论告诉我们，能量和质量本质上是一种东西，可以认为是一种东西的两面性，两者是等价的，也可以相互转化。

　　既然光具有能量，那么某种意义上肯定具有质量，但质量也分为静止质量和相对质量。光的静止质量为零，也就是说光只能以光速飞行，而且一生下来就是光速，不需要任何加速时间，瞬间达到光速。

　　只有具有静止质量的物体才有加速过程，而且有静止质量的物体无路如何都达不到光速。

　　关于光速的问题，爱因斯坦狭义相对论中已经表明了，而狭义相对论的一个重要前提（假设）就是“光速不变原理”，这个原理表明，光速不受参照系的影响，在任何参照系下都是光速。

　　需要强调一点，光速不变原理本身就是一种假设，并不需要证明，但绝不是爱因斯坦胡乱的假设，做出这个假设的过程其实是非常复杂的。

　　光速为何是30万公里，而不是40万公里？

　　原则上可以是40万公里，但如果是40万公里，你又会问“为什么不是50万公里？”

　　所以问题的重点并不是“光速是多少”，只要光速不是无限的，它肯定有一个数值，我们只需要测量出来就行了。而测量的结果正好是30万公里，就是这么简单！

　　关于光有个最有趣的悖论就是相对论说光速是不变的，物体以光速飞行时，它的时间会暂停。 也就是说这个物体飞行1光年距离所用为时间为0 飞行一万光年的距离所用时间还是0，结论就是光速无限快，但前面明明说光速是不变的啊，所以这里成了悖论。

　　还有个可能也是悖论的是都说光是波，但是光波与光波居然是可以重叠在一起的，而其他形式的波与波在接触的时候都会互相撞击在一起，并不能叠加，也就是说光可能并不是波，但光的确具有非常像波的一些特性，这的确是非常奇怪的，至今科学界还是用一个词来形容 波粒二象性