找不到家的光子

直接給出答案吧。光就是能量，這是毋庸置疑的。

因為光子是能量有著嚴格的理論推導和長達一百年的實踐應用，光就是能量。

但是我還是得講細緻一點。

很多讀者有這樣的疑問：光由光子構成，起碼它是物質。而能量看不見摸不著，怎麼物質會變成了能量呢？

我想這樣的疑惑在很多人中學時代都有所思考。

能量到底是不是看不見摸不著的事物呢？

其實你每天都能感受到能量的改變，比如中午天氣熱，早上和晚上天氣冷。這些都是能量分佈的改變導致的感官變化。具體一點就是單位時間內太陽射向地球的光子數量的改變。單位時間實際內射向地球的光子越多，空氣分子吸收更多的光子後，動能增加，運動劇烈程度上升。

而微觀粒子的運動劇烈程度在熱力學上就是溫度的本質。分子越劇烈，溫度越高。當太陽直射點在北半球時（夏天），那麼我們白天接收到的光子數量更多，密度更大。這樣以來空氣溫度就會快速升高。

能量是對物質運動狀態改變的度量。

只要物質的運動狀態有所改變，那麼能量就有意義。

而宇宙物質無時無刻都在改變，那麼能量的引入就很有必要。

比如在理想的模型中，一個高速運動的小球撞向一個靜止的小球。靜止的小球開始運動，這時候高速運動的小球速度降低，動能降低。

那失去的動能去了哪？

答案肯定是給了那個原本靜止的小球了。

這樣就完成了一次能量的交替。

能量是人發明出的物理術語，但是這個術語一定對應的是自然事實。

這個自然事實就是物質運動狀態的改變，為了方便量化，我們就引入了能量。

這就和力一樣。力這個詞也是人類發明的，不過力代表的自然事實就是物質的相互作用。

有讀者可能不耐煩了，你講這麼多，和光是不是能量有什麼關係？

當然有關係，物質都是由原子構成，原子又由原子核和電子構成。原子核內部還有更小的粒子。

最後細分到基本粒子為止。所以我們的物質世界就是由基本粒子構成，基本粒子再構成類似中子和質子一類的複合粒子。

而基本粒子之間都會相互轉化，這個相互轉化的過程一定會伴隨著能量的改變。

這個改變就是靠光子實現的。

比如正反粒子湮滅釋放光子，電子輻射光子。

光子就是能量。在質能方程中我們已經知道，能量和質量可以相互轉化。

而這種相互轉化最容易理解的方式就是通過光子實現。

比如電子釋放光子，能量降低，所以能級也跟著降低直到基態。電子吸收光子之後，能量升高，所以能級也跟著升高直到激發態。

光子是能量的基本單位，也就是說：只有一個光子，兩個光子…… 的說法。沒有0.5個光子，1.5個光子的說法。

能量的吸收和釋放就是以光子的整數倍實現的。

科學認識論

如果光不是能量，這個世界上就沒有能量一說了。

太陽每秒鐘都有6億噸的氫核參與聚變，融合為5.958億噸的氦，其中發生420萬噸的質量虧損，這些質量就轉化為能量，使太陽能夠持續不斷的發出光和熱，延續了50億年，還能夠這樣的燃燒50億年。

這些巨大的能量就是以電磁輻射的方式源源不斷的發射到太空，每秒能量達到3.8×10^26J，其中有1.7×10^17J會照射到地球上，相當太陽總能量的22億分之一。這些能量有多大呢？就是相當1000萬座三峽大壩的發電總量，3000多顆廣島原子彈的爆炸威力。

這些能量都是依靠電磁輻射形式進行傳播的，而所謂的電磁輻射說白了就是光輻射，都是光的傳播。只不過電磁輻射中的光有可見光和不可見光之分，是根據電磁輻射的頻率來確定的。

電磁輻射頻率以波長來劃分，波長太長和太短的人眼都看不見，可見光的波長在380nm~780nm之間，在整個電磁波的中段位置，在可見光的前後極低頻到極高頻段，有無線電波、微波、紅外線、紫外線、X射線、伽馬射線等等。（見上圖）

光子是電磁輻射的載體，沒有光子就沒有光，沒有光哪來的電磁輻射？

在我們的日常生活中，我們可以處處都感到光得能量，陽光可以發電；陽光曬在皮膚上會發熱，甚至曬脫了皮；科學界還在研究太空光帆，用光來催動航天器遠航。這些不都證明了光是一種能量嗎？

當然有些可見光能量較弱，單憑人的感覺很難感受到其能量，大概就是因為這才有光是不是能量的疑問吧?

上面說的都是可見光，不可見光的能量更為巨大，如紅外線、紫外線、X射線、伽馬射線的能量都不可低估，尤其是伽馬射線暴，可以在數千光年摧毀地球生態，如此能量還不算能量？

所以，光是一種能量，而且是一種非常非常重要的能量表現形式。

能量的表現形式還很多，比如機械能、化學能、核能、風能、潮汐能等等，這些能量絕大多數最終表現出來的還是光和熱。

時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題，歡迎共同探討。

時空通訊

質量與能量是物理學中比較常用的兩個基本概念。在經典力學時期，盛行形而上學的方法和機械⚙️的世界觀，上述兩個概念是絕對分立的，它們各自服從自身的守恆定律。

而且，質量被用於描述作為實體的物質，後者的基本屬性是具有質量和體積；能量則被用於描述做功的能力。

然而，十九世紀後期，人類發現了放射性☢️元素。該類原子通過衰變，將部分質量轉變為能量。

稍後，二十世紀初期，愛因斯坦根據光電效應，建立了質能轉換公式。從理論上證明了質量與能量是可以相互轉換的，質量和能量都是描述粒子運動的物理參數，它們的區別只在於描述的粒子存在狀態不同。前者是封閉的，後者是開放的。

由於所有的粒子都具有波動性，說明空間不空，存在著作為物理背景的量子空間；

由於原子的體積是電子高速運動形成的封閉體系，說明物質不實，物質只是被封閉的能量。

於是，空間不空和物質不實，更進一步地消除了質量與能量的界限。最終，由質能守恆定律取代了原來分立的能量守恆定律和質量守恆定律。

於是，人類的認識愈加清晰，即質量與能量是一對互補的概念：

能量是粒子運動能力的度量；

質量是被封閉的粒子關於其空間效應的度量。

能量的聚合，成為質量；質量的離散，成為能量。

由此，形成了一個有機的量子宇宙觀：

離散的基態量子構成物理背景——空間；

受到激發的量子成為光子——能量；

由高能量子組成的封閉體系就是各種基本粒子——物質。

根據這一量子景觀，光符合能量的定義，是光子的運動，與作為封閉體系的物質形成了對比。它們共同構成了一個有機的量子系統，是可以相互聯繫、相互影響、相互作用和相互轉換的。

淡漠乾坤

重要的事情說三遍，光是能量，是能量，就是能量！如果連光都不是能量，還有什麼是能量呢？事實上，不僅僅光是能量，萬事萬物歸根結底都是能量！

我們平時所說的地球每天接收太陽的能量，說的不正是光嗎？難道還有別的？

追溯到宇宙起源，宇宙大爆炸，大爆炸發生後宇宙就是純能量體，沒有任何物質，在宇宙冷卻之後才形成了物質，具體怎麼形成的就不詳述了，但有一點可以肯定，物質是由能量形成的，因為宇宙中一開始只有能量！

話說過來，光是什麼？光就是一種電磁波，而光子是一份一份能量子的簡稱，是能量的最小單位，電磁波是能量，而能量並不是連續的，而是以光子為基本單位傳播的！

說直白點，能量和物質的區別定義如下：受激發的量子就形成了光子，也就是能量。而高能量子組成的各種封閉系統就形成了粒子，也就是物質。

可以簡單這麼理解，能量的聚合就成了質量，質量的離散就成了能量。萬物的根基都是能量！

宇宙探索

通常人們把光看成能量，但從嚴格的哲學角度上講，光是物質，而不是純能量。

1、光是能量，不然我們怎能曬太陽感到溫暖。

2、但光又不是純能量，因為能量是不能單獨存在的，它必須依附於物質而存在。

3、什麼是能量？能量與物質的運動有關，依附於物質的能量，依賴於物質的運動。

4、依附於物質的總能量，由愛因斯坦質能方程給出；而當二個物體相互作用時，所釋放的能量（比如光照射但人身上）是依附能量的很小一部分。比如若光與其它物體作用而沒有反射等是，為m*c*1。

惠舒旅社老闆

光不是能量，它只是能量載體的一種表現形式。就像空氣、水、石頭，它們都是物質，也都是能量，但一般情況下，它們以不包函能量的物質形式存在，只有在一定的條件下才可稱為能量。僻如：炸藥，誰都知道它是能量，是含能體，但只有讓它爆炸了它才是能量，不爆炸以前它是物質，是含能體。空氣、水、石頭通常都以不含能物質而存在，當它們得到某種外來能量的作用時，也都以含能體而表現，其自身並沒有失放任何能量。空氣被陽光加熱流動形成風，風是風能，但空氣本身並不是能；水被加熱作功，水本身並不是能，而是能量載體；石頭被拋射作功，而本身不代表能量。光也一樣，它只是宇宙中無處不在、無時不有的多種微小粒子組成物，它也跟前三種物質一樣，只是能量載體而非能量本身。宇宙中所有物質都在光粒子的海洋中，只有接受到外來某種能量時，光子才顯示出能量功能。

比個常見例子，老式電視的熒屏，平時並不發光，遭受電子轟擊後才發光，電子才是能量源。

理想無限延伸

量子是最小的物還是最小能量單位