本篇探讨的核心议题：
关于光子是否具有质量的问题，以及其与能量、动量之间的关系。
在传统物理学观念中，光子通常被视为无质量的粒子。这种描述是物理学家用以在狭义相对论框架下阐述光子粒子特性的一个比喻。
我们可以通过一个例子来进一步阐释这一概念。考虑一个孤立系统内的“粒子”，当其速度增加（以矢量v表示）时，牛顿定义了该粒子的动量p（也是一个矢量）。在粒子加速或发生碰撞时，动量p会以特定方式变化。为了保持这种行为的一致性，动量p必须与其速度v成正比。这里的比例常数即为粒子的质量m，即p=mv。
在狭义相对论中，尽管我们仍能定义粒子的动量p，但其行为却以一种明确的方式被描述。这种描述是牛顿力学的延伸。尽管动量p与速度v的方向仍然相同，但它们不再严格成比例。为了更好地描述这种关系，我们引入了粒子的“相对质量”（“relativistic mass”）。
具体来说，当粒子处于静止状态时，其相对质量具有一个最小值，这被称为“静止质量”。同种类型的粒子，无论何时何地观测，其静止质量总是恒定的。例如，所有的质子、电子以及中子都拥有确定的静止质量。当粒子被加速到更高的速度时，其相对质量将会趋于无限增加。
在狭义相对论的框架下，我们可以定义能量的概念E，使其具有与牛顿力学中相似的简单和明确性质。当粒子具有一定动量p（其大小以p表示）和相对质量时，其能量可由以下公式给出：E=relc²，以及E²=p²c²+rest²c⁴。（式1）
此公式在物理学中具有重要地位，因为它可以应用于物质粒子和光的“粒子”（即光子）。这一通用性使得该公式极为有用。
关于光子的理论，量子力学提出了一个观点：光可以被视为“粒子”的集合，即光子。尽管光子不能处于静止状态，因此静止质量的观念不适用于它们，但我们可以将光的“粒子”特性纳入上述公式中。只要我们考虑到光子没有静止质量，该公式便能正确描述光的性质。
关于光子的理论探讨还涉及到一些更为复杂的概念，如“大质量光子”等高级观点。如果光子的静止质量不为零，那么量子电动力学将面临挑战。这主要是因为规范不变性的丧失可能导致理论不可重整化。电荷守恒的绝对性也受到质疑，正如光子静止质量为零一样。无论理论如何预测，最终都需要通过实验来验证这些预测。
实验结果表明，确定光子静止质量为零的证据非常确凿。我们能够做的最多是为其设定限制条件。非零的静止质量将在静电力的平方反比库仑定律中引入微小的阻尼因子。这意味着在极大距离上静电力会减弱。
类似地，静磁场的行为也会受到影响。通过分析行星磁场中的卫星测量数据、使用电荷组合探测器等方法，我们可以推导出光子质量的上限。近年来，科学家们不断改进实验方法和技术手段来更精确地测量这一上限。
参考文献：
1. WJ百科全书
2. 天文学名词