你這個問題是世界最前沿的，目前被稱做光子的東西還沒辦法測量它的體積。這個課題你可以去研究一下

也許你是想在奈米光刻機方面有所突破，我告訴你，鄙人有辦法突破，只是不能在這裡說。事先宣告，如果國家有關單位有了解鄙人的想法，鄙人可以毫無任何條件地合盤托出

我想題主問的應該是一立方奈米可以容納多少光子？

1立方奈米=10^-9立方微米=10^-18立方毫米

知道了一立方奈米的體積，那麼我們來看看光子的體積。

在正常思維下，光子是沒有體積的，為什麼？因為光是一種電磁波，是一種能量形式。光子是電磁輻射的載體，而在量子場論中光子被認為是電磁相互作用的媒介子。所以在這種思維下定義光子體積非常難，也沒有意義。

下面我們來試試非正常思維。

光子作為一種波，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。網上有很多演示電磁波的動畫或者圖示，但那種正弦波形的畫法只是為了方便演示。實際上，電場和磁場並不是垂直於傳播方向來回擺動，它們實際上是填充了整個周圍空間的能量，只是其強度隨時間和位置正弦振盪。

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），實際上電磁波所包含的電磁場分量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。傳統圖示往往誤導了我們，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<span>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。

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。

光子的本質是電磁場的波動，一個光子是一份能量，一立方奈米能容納多少光子理論上是沒有上限的。比如在極高的溫度下，在宇宙的創生時刻，各種基本粒子旋生旋滅，比如電子與正電子，質子與反質子等等，它們的每一次湮滅都會產生大量的光子，而這些反應都發生在極小距離上比如十的負十五次方米，遠小於奈米尺度。更極端一點，整個宇宙起源於大爆炸，也就是說，從根源上講，現存的所有光子都來源於那個遠小於奈米的尺度。

要討論這個問題，我們首先要考慮的是能不能確定光子大小。實際上遺憾的是我們根本無法確定光子大小。當我們談論低於德布羅意波長的長度尺度時，粒子的概念就被破壞掉了，這時光更多表現的是波形式。而此時關於光子的大小，採用粒子或波的解釋都將毫無意義。

我們知道在量子尺度下，所有微觀粒子遵循不確定性原理，這導致我們無法準確確定光子大小。其實對於光子大小，我們對其更為現實的解釋方式是採用“視野”判斷，也就是現有一起啊能觀察到的最低下限，由此我們能夠確定光子大小的上限值（此時光子在此處出現的機率幾乎為0）。

在測量光量子大小時，需要考慮到由不確定度帶來的相對誤差。我們知道在相a、b上出現的“絕對誤差”|a-b|頻率f機會T的“閃失”多少，fT=1（一種態的千絲萬縷的存在形式相，相對相到絕對相），令p=|a-b|，則“閃失率即光速”c=pf，其中的a與b又是p的迴圈態形式，a、b身份為“光子”，p的身份為“量子”，c是聯絡光子與量子的橋樑——光量子，三者之間存在一定的轉換關係。一個單位極的光量子構成一個相對獨立的空間層次體系，不同單位極的光量子構成不同的空間層次，它們之間都是平行的態，只有絕對的無限個“1”的一種“閃失”形式，才構成了錐度——角的出現。一種視角就是一種光量子。光子、量子無極，光量子有極（極值點：極大與極小），而這就是我們視角的切入點。

實際上，光子的大小取決於我們怎樣認識光子，當我們把絕對誤差定的大小進行變動，光子的大小就會隨著我們的認識而變動，因此可以說一奈米內容納的光子數目可以是無數個。