大家知道,根据狭义相对论,任何基本粒子以接近光速运行,其质量都会增大。这时的质量叫做相对论质量(不知道我翻译的对不对,原词是RELATIVISTIC MASS)。 计算相对质量很简单,只要将静止质量乘以以洛仑兹因子。洛仑兹因子是
当粒子的速度v=光速c的时候,分母是0,洛仑兹因子是无穷大。正是因为如此,一般粒子达到或超过真空中光速是MISSION IMPOSSIBLE。 但是,光子是唯一已知肯定以光速运行的基本粒子(中微子速度很接近光速,但没有确定结果证明中微子速度恰好为光速,另外引力子速度也为光速,但目前处于假说阶段)。 光子的静止质量为0(因为光子的质量完全取决于光子的能量,静止的光波长为0,所以没有能量,自然就没有质量)。但是光子全部都在以光速运动中,自然界中没有静止光子。所以,谈光子的质量,只能是光子在光速下运动是的质量。这个质量是多少呢?如果根据公式推导,光子质量为
m=hf/c2
这也是中国教科书上给出的答案。可是,现代科学发现,这个答案并不正确。这个计算出来的质量实际上是光子质量的最大可能值,但不是实际值。 目前科学界对光子的实际质量还没有定论。有相当一部分科学家认为光子的运动质量也是0. 也有一部分科学家认为光子是有质量的,但这个质量很小。
所以,从光子的质量这个例子看出来,0乘以无穷大可以得一任意值,也可能等于0,但不一定是0.