新解“出生入死”，跳出神邏輯怪圈，物理學可能有新生，“出則生”。物理學不是西方獨寵，華人不必東施效顰，仰人鼻息。

只要在空間裡，就一定有體積

凡是真實存在的東西，就必然在宇宙空間裡。凡在空間裡存在的東西，就必然佔據一定的體積。如果它沒有體積，就不在這個空間，就不是個東西，也就不存在。

光在空間裡存在，就必然佔有空間。如果光是零維質點，它就能穿越一切，這不符合事實。顯然，光是有體積的。

空間裡只有【粒子】與【真空】

實體之外有空間，實體之內有空間。空間裡只有兩種存在形式：粒子與真空。

第一種存在【粒子】，是高密度的有介面的類原子／實粒子，如分子/原子/亞原子。

第二種存在【真空】，是低密度的無介面的引力場／真空場，如磁場/電磁場/地磁場。

虛粒子是不存在的，但可作為統計單元

真空場是連續性有梯度的介質，沒有粒子性。為統計處理，可以把各種波的一個【波節】作為一個【虛粒子】。

電磁波的波節叫光子，機械波的波節叫聲子，引力波的波節叫引力子，強核力的波節叫膠子，弱核力的波節叫介子。

不同溫壓下，有不同密度的粒子與真空

在地球大氣層空間，有較高的溫壓，可以有單質與化合物的【大粒子氣】，體積佔比≤0.1%。其餘是充滿電磁波的【真空場】，體積佔比≥99.9%。

在地球輻射帶空間，有很低溫壓，沒有大氣層裡那樣的大粒子氣，只有體積佔比很少的【等離子氣】，其餘是充滿引力輻射與電磁輻射的【真空場】。

在微波背景輻射帶 ，有極低溫壓，沒有地球輻射帶那樣的等離子氣，只有體積佔比100%的充滿輻射的【真空場】。

在原子的內空間，有很高溫壓，因為核外電子高速震盪，亞原子的體積佔比極小，其餘是充滿電子激發光子的【真空場】，對外表現為原子光譜。

▲飛機極速飛行，產生音爆質增效應。同理核內電子以光速飛行，產生光爆質增效應。

在核子的內空間，有極高溫壓，因為【核內電子】以光速震盪，有β輻射速度≈c為證。核內電子的光速震盪，負壓差極大，大量吸納了外圍場介質，故核子內空間是高密度的【真空場】，此稱“光爆質增效應”。

例如，質子的質量守恆方程：設電子質量單位為m₀，有：質子=正電子+繆電子+場量子簇，即：p⁺(1836m₀)=e,μ(2m₀)+m"(1834m₀)，其中，m"=m₀R³/r³=1834m₀叫【光爆質量】。光就在空間裡，是真空場的湧動

光來自空間裡的真空場。光，歸根結底，是真空場被電子擠壓所激發的電磁波，好比一石激起千層浪。

光的基質，就是真空場介質。真空場本來處於處於低能位，就必然會吸能傳力載波。飛機的升力，就是在有迎角時的機身後面有區域性真空。可見真空引力的場強是驚人的。

▲為什麼飛機倒過來也可以有升力？

不要片面站在地球大氣層這個狹隘空間認識真空場，換一個場合：你站在微波背景輻射那裡，裡裡外外都是真空場，想想電磁波怎麼傳播？不就是真空場在充當載體麼？

▲這幅圖是電磁波發生機制，大家琢磨。

卡西米爾效應證明電磁波來自真空場

製作一個【超薄真空腔】，像很扁的鼓。當你用木槌連續敲擊鼓的一面，另一面也會隨之震盪，可檢測到電磁波。傳播機制是：

【槌擊作功(W)】→【真空震盪(△Eγ)】

若按現有教科書，槌擊只能產生機械波，不可能產生電磁波，——錯❗機械波的本質是低頻電磁波，聲子就是光子。相關方程，你可以調整一下的。

有人說“光的傳播不需要介質”——錯❗錯在：以為光子是從光源發射出來。其實，光源裡的電子高速震盪，持續擠壓真空場裡的較低頻光子，變成較高頻光子。仔細琢磨一下光電效應方程：

【eU】↹【½m₀△v²】↹【h△f】

先看到閃電⚡不久聽到雷鳴。脫毛衣時，既有電火花還有嗶嗶聲，為什麼？說明機械波是聲波與電磁波的【複合波】。

光子，究竟可以有什麼模樣？

你在池塘邊拍水，就有一圈圈波浪，依次向前推湧。你停下來，波浪不會消失且越來越弱，就是沒有後續的波。

波浪的很像純數學的正弦波，就波浪的截面看，像有一道道波陣面。取其中的一個浪湧，像一條有厚度的波帶或波節，這就是光子的模型。

波節的長度叫波長，波峰的高度或波谷的深度，叫光子的振幅，每秒鐘湧動的次數叫光子的頻率。波帶狀的光子，可以拓撲成光球，或圓柱形的光柱，或超薄的光碟。

如何計算光子的半徑、體積

既然可以用【唯象法】，即只以實驗現象的有關狀態函式的資料說話，不考慮也很難搞清光子的真實細節；那麼把波帶拓撲為球形光子，也是可以的。可規定，

光子半徑∝光子波長，即：

r=λ/2π

例如，可見光的光子半徑，

r=400~800nm÷2π=63.7~127.4nm

相比之下，原子半徑≈0.1nm，比可見光的光子半徑至少小637倍，這可以解釋，為什麼可見光的透射性很差。

（完）

你說我有錢，但是我的錢誰都可以拿走，你說這個房子有我的位置，但誰都可以把我趕走，這個房子（宇宙）人太多了，我雖然是出生在這裡，但一生娘肚子就被趕跑，或被人收養或去做工又死了，根本沒有我的位置，我那裡佔有體積可言。

光子按現在的體積概念是沒有體積的，電子都沒有體積，何況光子呢。如果要搞清楚這個問題，就需要重新定義體積的概念才行。

光子的質量9.10938x10千克，光孑的半徑0.0031349費米。認為光孑不存在或沒有體積看來是不對的。

光孑的體積源於它具有結構。研究表明，光孑是由若干cn粒子透過疊加方式凝聚成管狀粒子。cn粒子是構成光孑的基本單元，也是最小的光孑。順便說一句，系統相對論認為，物理學所定義的基本粒子並不基本，真正的基本粒子是cn粒孑。另外，光子的場由閃場.臨界場和外場組成的三層結構。

光孑體積還因它的不可分割性。在物質結構原孑層次上，可以把質子和中子從原子核中分割出來，而電子也可以分割為強子和夸克，但是對於光孑目前從理論和實驗中都不能分割。有實驗認為可以分割，但分割出來的質量能量都不成其為光子。光孑是光線中攜帶能量的粒孑，也是光的最小能量量子，它代表了一定的物理量。目前量子力學中已具有雙光孑和單光子探測器，不存在被分割光子的探測器。

2020-6--24

光子的體積是多少？這個問題很玄。因為光子獨立存在的機率很少。如果假設光子有雙胞胎、三胞胎或多胞胎是同一個媽生的話，我們就稱它為光子團或光子場。光子沒有靜質量，只有動質量，且動量的方程由愛因斯坦列出：m=E/C^2。光速以30萬千米/秒，既然以秒為時間單位，那麼以秒移的空間長度是30萬千米。光子屬於量子是再不可以分割的最小粒子，同胞的光子對有糾纏效應。他們無論相隔多遠其資訊是互通的。例如第一粒光子A在一秒內走完了30萬千米，第二粒光子B才在某一起跑線上，第二秒起A和B同時有資訊傳遞，當然位置不同但不會影響其資訊的傳遞。這話的意思是說有超距作用，他們是如此的默契。總概光子胞團是生死默唸的，按照一些人認為問題：光子的體積有多少，甚至道光子的命運有多長也無法估計。兼且量子態的光子是有波、粒二象性的，動態而言的光量子團的活動範圍以太陽出發至達到地球需要8秒。這個8字元號也很象無限大∞的符號。請問大神們意下如何？立義並不非證則偽否！

光子是沒有體積的，你可以把光子想象成波，或者有一個二維的表面，它以垂直的角度投射到行進或運動的方向上。光子有兩個自由度，沿著這個二維表面運動（假設它看起來像一個小圓圈），有兩個分量，一個是電子分量，另一個是磁性分量，它們“分解”成動量。據說當這種情況發生時，波浪會崩塌。但這是一個模型，一個光子被吸收或被髮射的概念。

二維表面不能有體積，因此在這樣一個空間中沒有意義，但面積不是。在這個（數學）空間中，光子的半徑永遠不會超過相同的常量值（但這兩個分量在零點附近呈正弦變化，因此面積也以這種方式迴圈，從零到一個常數，以及週期時間或頻率，決定了一個特定光子的能量），這個（最大恆定振幅）似乎與它的表觀速度有關，不知何故。

能量與行進的距離無關，除非光子與另一個光子（或電場或磁場）相互作用，或與電子或其他帶電物質發生碰撞。換句話說，你可以說，光子中的能量是由它週期的一個週期（或類似的週期）所限定的（可積的），就像一點打包的能量，而不是它在旅途中迴圈透過的所有周期的積分。

光子屬於玻色子，是沒有體積的。

所謂玻色子，它們的作用是在費米子（如電子、質子、中子等）之間起媒介作用。

玻色子包括：光子、膠子、W－玻色子、 W＋玻色子、Z 玻色子、希格斯玻色子。所謂媒介作用，是指它們別傳遞了電磁相互作用、強相互作用（夸克）、弱相互作用（使原子衰變的相互作用）等。還有傳遞引力作用的玻色子：引力子，還沒有被實驗證實。

玻色子不可能有體積，因為有體積意味著有質量，那它們就要參與粒子之間的相互作用，就不能專職幹好“媒婆”的工作。

如題主所言，既然光沒有體積，是宇宙中最小的點，那為什麼它沒有直接穿過在它“眼中”空曠無比的物體呢？

這是如上所言，光是傳導電磁相互作用。看似空曠無比的物體，組成它們的電子，質子等卻是可以與它發揮作用的，這就織了一張大網。光子過來之後就有兩個選擇：

1、被這張網網住，即被這個物體所吸收。這就是為什麼我們曬太陽會覺得溫暖，因為光子攜帶的能量被轉化為我們自身的能量。

2、被這張網彈出去，這就是光為什麼會被反射和散射？這也是我們能夠看到這個世界的原因。

所以，你說光的反射，是因為光子體積大被攔截，就比較純真了。

你提的第二個偏振光疑問也是一樣。光子並不是一個物質世界的球概念，它是在不斷震動的，在振動時，它的電磁場與它透過的晶體等發生作用，就會產生偏振現象。

總之一點，你不能拿宏觀世界的有色眼鏡，去想當然的確定量子世界。

這取決於你對體積的定義。通常“體積”這個詞多用於在宏觀上佔據一定空間的物體。而在微觀世界，因為泡利不相容原理，通常只有費米子才能有體積（因為費米子不能佔據同一空間），而談論光子這樣的玻色子的體積似乎更多隻是邏輯上的。但邏輯上光子的體積真的可以定義和計算嗎？

我們來詳細分析一下：

定義光子體積的一個基本技術問題

首先，光子的“體積”很難嚴密定義。例如你可以說體積是構成光子的電磁場的作用範圍？那麼如果這樣思考的話又如何定義電子的體積呢？電子的電場可以無窮延伸，那它是不是有無窮大的體積呢……因此定義光子的體積遇到了這個技術問題。

上圖：一個電子的電場會因為其他電荷的存在而變得無比複雜嗯。一個電子的影響很可能就遍佈全宇宙。我們怎麼定義它的體積？

但是，作為一種波，波長和振幅應該是可以度量的屬性，而且根據光波具有偏振（極化）的屬性，證實了電磁波在與運動垂直的方向上具有二維的能量分佈。因為構成光子的電磁波的電場分量和磁場分量的振幅相互垂直，而波的傳播方向與這兩個振幅都垂直，如果能夠定義電磁場二維分量的面積，那麼就可以據此定義光子的體積。

上圖：光的極化（偏振）現象,說明了電磁波可以被視為某種平面波，其能量在二維平面上展開。像這樣的圖示非常簡單的表達了極化的效應，但是卻容易讓人誤解光振動的本質。圖中的正弦波不是振動的位移（不要想成單擺），而是場強。

首先讓我們考慮光子沿其運動方向的“長度”——當光子透過空間中的給定位置時，我們假設讓一個奈米觀察者開始觀察，他會觀察到：電場開始增強，而磁場同時相應減弱，然後電場達到最大強度，而磁場達到最低強度，最後磁場開始增強，電場開始減弱——這個過程是需要時間的，這一個週期的時間乘以光速就是光子在運動方向上的長度（實際上就是波長λ）。我們不要把電磁波認為是像平時看到的圖示裡面那樣相互垂直的兩個正弦波，實際上能量填充了光子經過的整個空間，而且需要一個震盪週期其能量的狀態才能迴圈一圈，而在這個週期中光子所運動的距離可以被認為是它的在運動方向上的長度（不過在微觀世界，半個長度或者分數長度的光子也是存在的，例如一個光子從一個電子的躍遷中剛剛產生還沒有傳播到一個波長的距離就被另一個電子吸收……）。

上圖：電磁波的三維結構（注意這裡正弦波指的是場強，而非位移），實際上的電場和磁場的擴充套件度就是半個震盪週期光能夠傳播的距離，因為能量的擴散速度不可能超光速。實際上就是說，光在單位時間內在三個維度上傳播的速度都只能是光速。

我們再來分析光子的橫向維度——與運動方向垂直的電磁場的振幅。電磁波當中電磁場分量的振幅並非指他們震盪的寬度（電磁波不是單擺或者彈簧），看起來電磁波所包含的電磁場分量應該都分別是延伸到無窮遠處的（從某種意義上來說是充斥整個宇宙的），因此我們無法確定這種振幅的空間尺寸。但這又一次是傳統圖示誤導了我們，讓我們認為電磁場的振幅就是震盪的距離，但其實那只是場強。那如何來度量振幅方向上的長度呢？——別忘了光速不變性！實際上電場和磁場的作用的傳播速度也只能是光速的，因此光子所擁有的電磁場不可能在振幅方向上傳播到無窮遠處(能量傳播速度不能超光速)，這跟電子的電場是不同的。當電磁波當中的磁場分量轉化為電場分量時，新生的電場最多也只能傳播到光速乘以1/4震盪週期的距離，而相應的，隨之新生的磁場也是這個情況——也就是說，在垂直於運動方向的兩個維度上，光子的能量最多在垂直於傳播方向的平面上向軸線外傳播到1/2波長的距離（即正弦波的1/2振幅），因為新生的電場只能在一個方向上維持1/2個週期（0-峰-0）。設光子波長為λ，那麼光子的橫截面應該就是S=π（λ/2）²

計算光子的體積

從前面的分析可以看出來，光子在運動方向上的長度是一個波長（λ），而光子在垂直於運動方向上的截面積是π（λ/2）²，因此光子的體積就可以計算了，如果我沒有推演錯誤的話，光子的體積應該是按照圓柱體來計算，即：

V=πλ³/4，即，光子體積=圓周率×(垂直於運動方向的電磁場傳的徑向距離)²×在運動方向上一個週期運動的軸向距離。

實際上光子的體積就是光子截面積在一個週期內透過的空間的通量。

我想這應該是一個比較合適的定義。

注意：認為“光子體積=圓周率×振幅²×波長”是錯誤的。因為這裡的振幅並不是位移。光子的體積跟光子的振幅沒有關係，而只是跟光子的波長有關。

根據這個公式的定義,波長越大光子的體積就越大。因為從公式來看體積只決定於波長，跟其他因素沒有關係。

但根據光子能量與波長的關係，似乎光子的體積越大，能量就越低，因為物理學的定律告訴我們：波長越長，光子的能量就越低。

那還有一個技術問題

因為光子是玻色子，所以多個光子可以佔據相同的空間，也就是說多個光子可以在相同的軌跡上傳播。那如果兩個完全相同的光子疊加在一起傳播，那怎麼計算他們的體積呢？？

是把兩個光子的體積加在一起呢？還是說只算一個？這真是一個麻煩的問題。因為我們對於體積的傳統定義似乎並沒有討論過體積重疊的問題。個人認為，作為邏輯概念來說，是應該考慮把兩個光子各自的體積加起來一起算的，如此才不違背玻色子的根本性質——即，在同一個空間區域內，多個玻色子的總體積大於該空間區域的體積。

上圖：實際上，在標準模型當中，波色子與費米子的對稱性暗示了它們的某種聯絡。說不定他們本質上是一樣的，因此諸如體積這樣的概念應該是普適的。看著上面三個集合如此簡潔而對稱的示意，讓人對於世界本質的真相感到瑟瑟發抖。(⊙o⊙)…

BOSONS-玻色子

Hadrons-強子

Fermions-費米子

總結

我們容易將光子的振幅誤解為（垂直於光子運動方向的）電磁場的傳播距離，實際上，這個振幅不過是電場的強度而已並不是位移，所以就可能得出如題主所說的“光子體積=圓周率×振幅²×波長”的錯誤公式。從前面的討論看來，光子的體積可以被視為電磁波的平面波在一個震盪週期當中掃過的空間體積，其形狀，基本上可以認為是一個圓柱體。

後記

有熱心網友在回覆中就粒子的波動性提出質疑，否認波粒二象性為物質基本性質，這裡列舉一些實驗室波粒二象性的事實：

1970年代，物理學者使用中子干涉儀完成了一系列實驗，這些實驗側重於引力與波粒二象性彼此之間的關係。在中子干涉儀裡，中子就好似波一樣，受到引力的作用。因為萬物都會感受到引力的作用，包括光子在內，這是已知的事實，這實驗所獲得的結果並不令人驚訝。

1999年，維也納大學研究團隊觀察到C60富勒烯的衍射。富勒烯是相當大型與沉重的物體，原子量為720u，德布羅意波長為2.5pm，而富勒烯分子直徑為1nm，大約400倍。2003年，維也納研究團隊演示了四苯基卟啉的波動性。這是一種伸展達2nm、質量為614u的生物染料。在此實驗中，他們使用的是一種近場塔爾博特-勞厄干涉儀。使用這種干涉儀，研究團隊還觀察到了C60F48.一種氟化巴基球的干涉條紋，其質量為1600u，由108個原子組成。2011年，對於質量為6910u的分子的實驗成功產生干涉條紋。2012年，遠場衍射實驗被延伸實現於酞菁分子和比它質量更大的衍生物，這兩種分子分別是由58和114個原子組成。在這些實驗裡，干涉圖樣的形成被實時計錄，敏感度達到單獨分子程度。2013年，實驗證實，質量超過10000u的分子也能發生干涉現象。

此外，尤其是電子雙縫干涉實驗，似乎揭示了電子並非實體的粒子（無論是從其存在形式還是運動形式上講），可以揣測，滿足泡利不相容原則並不代表粒子就是實在的，我所謂的物質不過是遵守某種規則的空泡泡。人家超弦理論還眼巴巴地期待著哪個偉大的實驗證實所有的粒子（管你是費米子還是玻色子）都是弦呢。

我們眼中的實在，或許不過是能量在若干個緯度上自娛自樂的小把戲，可能真的沒有什麼實在，沒有所謂粒子。說粒子，非粒子也，說實在，非實在也……

參考文獻：

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如果有體積，總有一種想把它切開看看的想法。如果沒有體積，又感覺到不可想像，一個客觀存在的物怎麼會沒有體積？矛盾中。