光沒有的動力，速度如何達到30萬km/s？科學家：光不快是萬物慢了

光速是宇宙中攜帶信息與能量的極限速度，在真空中光速約30萬km/s。光為何這麼快,動力源於哪裡？這個問題的解答可以揭露宇宙的一切。

光與一切密不可分

量子力學的核心：波粒二象性，量子是粒子，同時又是波。光量子，簡稱光子，麥克斯韋的方程光速的解為常數，即光速恆定不變。

從粒子的角度，光子的靜止質量為零，真空速度為光速。愛因斯坦基於光速不變原理推導出了改變世界的《狹義相對論》，其中質速關係描繪了靜態質量不為零的物質無法達到光速，靜態質量為零的粒子，只要以光速運動。

基於《狹義相對論》的進一步推導，愛因斯坦發表了流芳百世的質能方程：E=mc^2，能量與質量等價。質速關係把速度與質量聯繫了起來，而質能方程進一步把能量也關聯的進來。看似完全不挨著的能量、光速、質量的關聯是什麼？

牛愛都說不清楚是什麼

牛頓的封神之作《自然哲學的數學原理》中寫到m=ρv，即質量是對物質的量的一種度量，與體積與密度有關。第一定律描述，質量使物體具有慣性。定義為使物體會保持自己原有的運動狀態，無論是勻速運動，還是靜止的能力。

一個質量很大、勻速衝向地球的小行星，即使它不受任何力的作用，你也沒辦法穿著太空衣走到它邊上一巴掌把它扇飛，因為質量越大慣性越大。

牛頓只說質量的作用與效果，而愛因斯坦直接E=mc^2，說明質量與能量存在光速平方的關係，但同樣沒有說明質量到底是什麼，等價並不代表等於，質量並非能量，質量與能量關係的本質到底是什麼？同樣沒有講清楚。

實際上，牛與愛根本沒有辦法講清楚，因為當時人類觀察的尺度與科技水平存在局限性。光速、質量、能量的問題直到21世紀人類才弄明白，並且有了確切的證據。2012年，歐洲核子研究中心發現了質量之源——希格斯玻色子，解開了世紀難題。

質能等價

物質本不該在宇宙中形成，一切本應都不具備質量，物質都應以光速運動。我們不應該問光速為什麼快，應該反過來問物質為什麼慢？

因為宇宙間的基本粒子，其中有一部分被「束縛」了，物質的質量源於粒子的質量，粒子質量源於被能量所束縛，而粒子被束縛的另外一個結果就是被拖了後腿，無法到達原本應有的速度，而能量源於基本粒子間的相互作用，牛頓與伽利略喜歡把相互作用叫做「力」，而要解答物質的本質更好的說法是——規範場，簡單來說就是「場」。

基本的相互作用

從粒子的角度分析，宇宙中的一切物質都是由基本粒子構成，它們的尺度比原子、分子還小，這些粒子之間相互接觸會出現四種最基礎的相互作用（力），這些粒子與相互作用構成了宇宙間的一切現象與物質，換句話說宇宙間的一切物質與現象的底層邏輯都用四大相互作用力來解釋，而相互作用的產生源於粒子本身的內在特性。例如：

磁鐵同斥異吸，為電磁力，本質是粒子之間交換光子所產生的力，可以理解為光子被粒子丟來丟去，這種相互作用的原因是粒子帶電，如電子帶負電、質子帶正電。

原子主要質量集中在原子核，原子核由質子（中子）構成，質子（中子）又由三價夸克構成，不同的夸克就像正負電荷一樣，具有不用色荷的特性。

膠子也具有色荷會不斷的改變夸克的色荷屬性，被丟來丟去，膠子傳遞的能量可以牢牢地「捆綁」質子中的夸克，又可以使「被捆綁的三價夸克」的組合（質子或中子），不發生排斥作用，因為同性相斥，而原子核內質子與質子都帶正電，光子產生的電磁力的排斥力必然想把質子們分開，而膠子的相互作用強於電磁力，於是宇宙中才有了原子核，我們把膠子的相互作用稱之為強相互作用（強力），因為它比電磁力強。

除此之外宇宙物質的構成還有弱相互作用與萬有引力，這裡不一一描述了。既然我們認識了萬物的構成，那麼質量的源泉是什麼？

原子由核外電子與原子核構成，電子的質量太小了可以忽略不計，原子核的質量是質子與中子的加和，而中子與質子又由三個夸克組成。那麼質子與中子的質量是三個夸克的質量之和嗎？事情當然沒有那麼簡單。一個質子的質量是938.272MeV/c^2,換算成質量約為1.6726x10^-27kg。

科學家曾經讓高能強子對撞產生深度非彈性散射，從而激發正反夸克湮滅，通過爆發出的伽馬能譜精確地得到了夸克的質量，它們計算發現質子中的三個夸克靜止質量只和約為9.4MeV/c^2，這意味著夸克本身的質量僅僅佔質子質量的1%。

那麼質子（中子）99%的質量哪來的？愛因斯坦的E=mc^2，給了我們答案，雖然膠子靜止質量為零，但質量等價於能量，99%的質量可計算為m=E/c^2，E即膠子的強相互作用，換句話說質量是能量的另外一種形式的體現。

質能與基本粒子的相互作用雖然解釋了宇宙大部分質量的來源，那麼質子中1%的夸克本體質量、電子等一切具有靜止質量基本粒子本身的質量是哪來的？它們自身為什麼不是能量的載體，應該是空有一身零質量的「軀殼」才對呀？我們解釋清楚了99%質量的來源於粒子間的相互作用，那麼粒子本身的質量又來自何方？這個問題一直都無法解決，甚至差點推翻了「量子力學」。

量子場論

1916年，愛因斯坦發表了《廣義相對論》，出師於德國大衛·希爾伯特的物理學家赫爾曼·外爾看到了《廣義》論文，如痴如醉，如同窺見了「上帝的說明書」一般，就差沒有走火入魔。

《廣義相對論》中描述了引力場的本質是時空幾何，而外爾的數學更高於物理，其中對於幾何學的理解讓它看到了幾何學中的「場」不僅僅可以描述引力，甚至可以統一一切物理底層的理論。

擺在他面前就是現成的電磁場理論（麥克斯韋），於是在1918年發表了《空間、時間、物質》之後，在1928年又發表了更深入本質的《群論和量子力學》，然而當時很多物理學家認為群論太抽象，「統一場論」太遙不可及，根本沒有幾個願意花時間研究他。

後來怎麼樣大家都知道，1954年，楊振寧與學生米爾斯基於外爾的「規範場」，發展出了著名的楊米爾斯理論，場論從此除了電磁力又囊括了弱力（相互作用）。

緊接著蓋爾曼站在了楊的肩膀上，把楊米爾斯理論進一步擴展到強力（相互作用）。至此只剩下當初啟發外爾的引力場，並沒有找到引力子而無法統一，完成大圓滿。除此之外，還有粒子本身具有的質量起源沒有找到，但基於場論，科學家找到了一個新的方向。

英國物理學家彼得·希格斯認為宇宙大爆炸前一切物質都不存在，也不具備質量，為何大爆炸發生一秒之後一切物質就有了質量？既然靜質量為零的膠子可以形成「膠子場」，場中積蓄夠一定能量就會放出膠子，那麼是否宇宙間還存在某種場，在宇宙誕生一秒後可以不亞於光速，迅速滲透空間，與誕生的基本粒子（夸克、電子）相互作用，使它們具有一定質量，而不作用於亞原子（質子、中子）身上。

2012年，人類發現了新的粒子——希格斯玻色子，希格斯機制終於得到了驗證，宇宙間希格斯場無處不在，不過由於不同粒子本身的特性不同，因此它並非跟所有粒子都會發生作用。

希格斯場就像海洋一樣充滿在整個宇宙之中，夸克、電子等粒子會受到海水的衝擊受到阻力，這種阻力使粒子具備類似勢能的一種能量，這種能量體現在粒子身上表現出質量，粒子受到的阻力越大，所具有的質量就越大，愛因斯坦的質能方程可以再次描繪出質與能。不過，希格斯機制並不能束縛光子、膠子等粒子，因此它們可以以絕對光速在真空中穿行，因此它們不具備靜止質量。

光的自由

希格斯玻色子是上帝粒子，是質量之源，是宇宙最底層邏輯，賦予部分粒子質量的同時又無視了部分粒子，構成了宇宙的基本框架，讓一部分粒子成為了「粘合劑」，把質量粘合在一起，構成了星系、星球，還有我們。宇宙的一切本應都以光速運行，因為希格斯場的束縛，所以它們被「拖了後腿」，而光只是以它原本的速度運行，並不需要任何動力來源。