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光子的体积是多少？
如果我们问水的体积是多少，你一定会说这个问题问错了。水是一个开放的概念，其是由无数个水分子构成的。因此，只有问水分子的体积，才是由意义的。然而，如果我们把问题转化到光子的话，就不那么明晰了。
套用一句歌词，光是我们最熟悉的陌生现象。每天我们都看见阳光、灯光和火光，但却对光的性质几乎一无所知。爱因斯坦根据光电效应，证明了光是粒子。但他在同年发表的狭义相对论中，却又认为光的静质量为零。由此，意味着光子的体积也是等于零的。因为，吃的动作，是需要有可吃的东西才行的。否则的话，光是动嘴，那不叫吃。同理，没有质量的无，如何占有一定的体积呢？
爱因斯坦之所以认为光子的静质量为零，是因为其提出了光速不变原理，把原本是物理参量的光速当成了一个绝对不变的自然常数。于是，任何具有质量的物体都无法达到光速。然而，从哲学上来说，凡是为零的物体都是不存在的。只要光子是一个具体的物体，其质量和体积都必然是大于零的。
实际上，光速不变原理只具有相对性。由于空间不空，存在着量子空间。与其他物质一样，光子的外在能量也有两种不同的形式，其一是动能，其二是势能。由于光子的质量非常小，以至于光子的能量变化主要是其相对于空间势能的增减，由频率来度量。所以，光速只是光子维持其空间势能的速度，具有相对于空间和自身能量的不变性。由此可见，光速的相对不变，反倒是要求光子具有质量和体积。
对于光子质疑其具有质量和体积的其他理由是认为光具有波动性，其仅只是电磁波。对此，我们只要知道不仅是光子，所有的微观粒子都具有波动性。难道电子和质子也没有质量和体积吗？绝对地划分不同物体的界限，是经典力学机械的世界观所为。实际上，现实的世界是一个有机的整体，不同物体之间的差异，仅只是质变的结果。
此外，认为光子是电磁波的看法，就类似于把水分子当作是水，从而否定水分子具有质量和体积。实际上，光子是受到激发的量子，根据其具体获得的能量不同，具有不同的性质，从而被赋予了不同的名称，如电磁波、引力波、红外线、可见光、紫外线、x射线和伽马射线等。
总之，光子是由普朗克常数h定义和定量的最小粒子，具有不可再分割的特性。从这个意义上来说，量子（光子）是宇宙中唯一的粒子，是宇宙的基石。而其他粒子都只是由光子的运动所形成的封闭体系。如果我们把光子比作气体分子的话，那么各种基本粒子就仅只是充斥着光子的气球。基本粒子的绝大部分质量来自于对光子能量的屏蔽。这就是为什么，质能可以互换的原因。其本质，只是光子存在形式的变换。
好，现在我们回到正题，可以理直气壮地计算光子的体积了。这是计算气体分子的公式r半径=(1/25/2πNr自)1/2。我们只要知道光子的自由程和量子空间的密度，就可以计算出光子的半径，进而得出光子的体积。这就好比，我们穿过闹市区，只要知道平均走多远会碰到行人以及人群的密度，就可以大致计算出人的体积了。
光子是受到激发的量子，其本质仍然是量子。所以，我们首先计算作为基态的量子，其在量子空间的自由程。该自由程等于光速乘以基态量子的弛豫时间（频率的倒数）。弛豫时间等于普朗克常数除以基态量子的能量，后者可以由宇宙的微波背景辐射温度2.7k换算出来。于是，量子的自由程约为0.1厘米。
至于量子空间的密度，可以根据空间量子之间的距离为最小原子核的半径计算出来，其具体数值是2.93×10-12厘米。因为，强相互作用是基于空间量子间距附近的不连续性。于是，空间量子间距立方的倒数就是量子空间的密度，约为每立方厘米含有4×1040个量子。
我们把量子的自由程和量子空间的密度代入公式，得到了量子的半径是3.57×10-21厘米。由此可以计算出量子（光子）的体积约为10-62立方厘米。只能计算出大概的体积，因为我们不知道光子的具体形状。
不过，如此小的体积，具体的数值已经不重要了。关键是其大于零，说明光子是具有质量和体积的粒子。由此，意味着光速不变只具有相对性。于是，随着宇宙的膨胀，量子空间的密度会降低，光速亦会随之而不断地增大。所以，光速是度量空间密度的物理参量，而不是绝对不变的自然常数。
光速不可超越吗？
这个问题想必很多人都会有困惑。事实上，光速不但是不可超越的，而且任何拥有静止质量的物质都无法达到光速。这样听起来确实会让人产生疑问，为什么光速是最快的速度？因为根据牛顿第二运动定律F=ma，只要火箭携带了足够多的燃料，能够持续产生推力，火箭就会一直有加速度，达到光速并超过光速有何不可？
其实，这个问题就出在了F=ma。在牛顿第二运动定律中，质量是保持不变的，合力与加速度成正比。然而，物体在运动时，它的质量会发生变化——随着速度的增加而增大。根据爱因斯坦的狭义相对论，物体运动质量的计算公式如下：
M为物体的运动质量，m为相对静止质量，v为速度，c为真空中的光速。
当速度v=800km/h（普通客机的速度）时，物体的质量增加了0.00000000003%。当v=0.1c时，物体的质量增加了0.5%。当v=0.866c时，物体的质量增加了2倍。当v=0.99c时，物体的质量增加了7.1倍。当v=0.999999999c时，物体的质量增加了2.2万倍。
可以看到，当物体的运动速度很低时，质量变化可以忽略不计，所以使用牛顿第二运动定律不会有太大的问题。正因为如此，我们在生活中根本无法感知到相对论效应。
当物体的运动速度达到很高时，质量增加带来的影响将变得越来越显著，相对论效应不可忽略，牛顿第二运动定律的经典形式不再适用。当物体的速度无限接近于光速时，质量将趋于无穷大。如果要让物体继续加速，就需要无限大的推力，显然，这是不可能的。因此，拥有静止质量的物体无法达到光速，更无法超过光速。
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