現代物理學的構建有兩大基石：相對論和量子力學，分別支配著宏觀世界和微觀世界。
其中，相對論和愛因斯坦幾乎是“等價”的，量子力學也有愛因斯坦不可磨滅的貢獻，這足以說明愛因斯坦有多么偉大！
19世紀初，愛因斯坦先后提出了偉大的狹義相對論和廣義相對論。 其中，狹義相對論表明，光速是宇宙的終極速度，也是任何信息、物質和能量傳播的最快速度。
起初，“限制光速”的想法很難讓公眾接受。 畢竟，在人們的固有印象中，只要不斷地對物體施加力，物體就會不斷地加速。 這也是牛頓力學體系的精髓之一。
然而，狹義相對論誕生后，光速極限不斷被科學家在實驗中驗證，也因此逐漸被大眾所接受。
但這里有一個問題，為什么光速如此特殊？ 光如何以光速傳播？ 而且瞬間就達到了光速？ 光子以光速行進的驅動力是什么？
要找到上述問題的答案，需要深入微觀世界去尋找。
在正式開始之前，我要強調一下，光速實際上并不是指“光速”。 光速是四維時空的固有速度。 它只與四維時空本身有關。 可以認為是因果關系傳遞的速度。 只是人們從一開始就用光速來定義光速，所以這個習慣就一直延續了下來。 除了光子之外，還有很多速度也是光速，比如膠子、引力波等。當然，真空中的光速等于光速，這不是偶然而是必然。
回到正題，為了理解“為什么光子必須以光速飛行”這個問題，我們首先需要了解粒子的標準模型。
粒子的標準模型中有許多基本粒子。 這些基本粒子花了很長時間才被發現。 最初的發現來自盧瑟福著名的實驗“阿爾法粒子轟擊金箔實驗”。 這個實驗讓我們對原子模型有了更清晰的認識。
從那時起，物理學家繼續利用粒子之間的碰撞來尋找新的基本粒子。 結果確實發現了很多基本粒子，多達數百種。
問題來了，這么多粒子感覺太混亂了。 如何對它們進行有效的分類？ 經過深入探索，物理學家最終建立了粒子標準模型，對看似混沌的基本粒子進行了詳細的分類。
簡而言之，所有基本粒子都分為兩大類：費米子和玻色子。 費米子實際上就是我們平時談論的基本粒子，比如電子、夸克等。玻色子是將費米子粘合在一起的基本粒子，就像膠水一樣。
例如，基本粒子就像磚塊，玻色子就像水泥。 磚塊通過水泥粘合在一起，形成高層建筑，也就是我們平時看到的宏觀物體。
玻色子有四種，都是規范玻色子，即膠子、光子、玻色子和引力子，分別是強力、電磁力、弱力和引力的傳播者。 這四種力量也是自然的四種基本力量。 四種規范玻色子就像膠水一樣粘合著各種費米子，四種基本力就是由這四種玻色子傳遞的。 需要強調的是，引力子目前還只是一個想象的概念三個宇宙速度，目前還沒有發現引力子存在的證據。
具體而言，質子和中子等核子通過膠子鍵合在一起，傳遞強相互作用（強力），形成原子核。 原子核和電子通過光子傳遞電磁力形成原子。
看到這里，小伙伴們應該對微觀粒子的組成有了一個大概的了解，但這一切和光子、光速有什么關系呢？
這是一件大事！ 如果深入思考，你會發現一個致命的問題：這么多基本粒子的質量從何而來？ 換句話說，到底是什么賦予了基本粒子質量？
根據粒子的標準模型，所有基本粒子都應該沒有質量并且應該以光速傳播。 但這種情況并非如此。
物理學家通過計算發現，物質99%的質量來自于強力，即強相互作用。 三個夸克通過強相互作用結合在一起形成中子和質子。 質子和中子也通過強相互作用結合在一起形成原子核。 原子核的質量幾乎等于原子的質量。 電子的質量太小。 可以忽略不計。
強相互作用通過膠子傳遞。 它是如何傳播的？ 例如，它相當于夸克四處扔膠子。 在這個過程中，可以體現出巨大的能量。 也可以理解為將夸克或質子和中子結合在一起的能量。 這種能量實際上就是核能。
根據愛因斯坦的質能方程，能量也可以用質量來表示，所以物體99%的質量實際上都來自于能量。 但問題是，剩下的1%質量是多少？
理論上來說，一定是基本粒子本身！ 因為在粒子的標準模型中，除了基本粒子之外，還存在基本粒子之間的相互作用。 粒子間的強相互作用構成了物質質量的99%，因此剩下的1%的質量必定來自基本粒子。
但正如剛才所說，粒子的標準模型表明基本粒子應該沒有質量，那么為什么它們有質量呢？ 這些品質從何而來？
物理學家提出了著名的希格斯機制，并認為自然界中存在另一種玻色子，即標量玻色子，也稱為希格斯玻色子。 正是這種玻色子為基本粒子提供了質量。 。
什么是希格斯玻色子？ 簡單來說，宇宙中充滿了希格斯場，希格斯場的擾動就會形成希格斯粒子。 很容易理解，希格斯場就像一片平靜的海洋。 當海洋受到干擾時，它會變得湍急并濺起小水滴。 那些小水滴相當于希格斯場。 粒子。
希格斯粒子到底是如何給基本粒子提供質量的？
普遍的理解是，大多數基本粒子都會與希格斯粒子相互作用，在此過程中減速并獲得質量。 也就是說，基本粒子本來應該以光速飛行，但現在有了希格斯粒子這個“絆腳石”，基本粒子不得不減速，然后獲得質量，即靜態質量。
但并不是所有粒子都會被希格斯粒子阻擋。 例如，光子和膠子就不會。 因此，光子和膠子保持著它們最初的特性：以光速飛行，并且它們以光速誕生。 飛行時三個宇宙速度，沒有加速過程，靜質量當然為零。
是否與希格斯粒子相互作用取決于基本粒子的固有屬性，如角動量、自旋等屬性。
當然，這是一句空話。 希格斯粒子真的存在嗎？ 它確實存在。 物理學家在2012年發現了希格斯粒子存在的證據，希格斯本人因此獲得了諾貝爾物理學獎！
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