大家知道,根據狹義相對論,任何基本粒子以接近光速運行,其質量都會增大。這時的質量叫做相對論質量(不知道我翻譯的對不對,原詞是RELATIVISTIC MASS)。 計算相對質量很簡單,只要將靜止質量乘以以洛侖茲因子。洛侖茲因子是
當粒子的速度v=光速c的時候,分母是0,洛侖茲因子是無窮大。正是因為如此,一般粒子達到或超過真空中光速是MISSION IMPOSSIBLE。 但是,光子是唯一已知肯定以光速運行的基本粒子(中微子速度很接近光速,但沒有確定結果證明中微子速度恰好為光速,另外引力子速度也為光速,但目前處於假說階段)。 光子的靜止質量為0(因為光子的質量完全取決於光子的能量,靜止的光波長為0,所以沒有能量,自然就沒有質量)。但是光子全部都在以光速運動中,自然界中沒有靜止光子。所以,談光子的質量,只能是光子在光速下運動是的質量。這個質量是多少呢?如果根據公式推導,光子質量為
m=hf/c2
這也是中國教科書上給出的答案。可是,現代科學發現,這個答案並不正確。這個計算出來的質量實際上是光子質量的最大可能值,但不是實際值。 目前科學界對光子的實際質量還沒有定論。有相當一部分科學家認為光子的運動質量也是0. 也有一部分科學家認為光子是有質量的,但這個質量很小。
所以,從光子的質量這個例子看出來,0乘以無窮大可以得一任意值,也可能等於0,但不一定是0.