光は物質か

Question

物質はすべて質量を持っています。
ところが光は質量がないそうです。すると光は物質と言って良いのでしょうか。光は何もない真空中も伝わりますので客観的実在であると思います。光は物質でしょうか。それとも光は質量のない物質なのでしょうか。
物質の定義が揺らぐような質問ですが、よろしくお願いいたします。

shiara · Accepted Answer

普通、光の質量をゼロとしている場合が多いのですが、厳密には、光に質量は定義できません。我々が経験的に認識している質量の概念を適用することができないからです。ですから、光は、普通の物質とは異なる存在です。そのため、「物質はすべて質量を持っています」を物質の定義としてしまうと、光は物質ではなくなります。ただし、物質ではない何か他のものに定義したとしても、それは呼び方が変わっただけで、光が実在するものであることに変わりありません。
　物理学では、エネルギー運動量を持つ量子はすべて物質といいます。物質でない実在はありません。物質と対比されるものは、時間空間です。

PAM123 · Answer

「物質」という用語を日常で使う意味と同じで解釈するのなら、光は物質ではないと感じる人がおおいでしょうね。物理学的には「物質」という概念をどう定義してるのか？は分りませんが、あまりそういう定義は聞いたことがないです。きっと、多数の原子や分子で構成されている系とか、そんなところでしょうか？でも、そういう場合は、物質というより、「凝縮系」とか「多体系」とか言うことのほうが多いようです。まあ、「物性物理学」に含まれるので、物質といってもいいかもしれません。
もし、「物質」をそう定義するなら、光は物質ではないですね。

でもきっと、質問者さんの疑問は、光というものを考えた場合に、日常的な意味で物質といえそうな性質もある一方、そうとはいえないような性質もあって、なんか不思議だ。どっちに分類したらいいのか？ということだと思います。
　おそらく答えは、我々が日常的に使っている概念（ここでは「物質」）がもはや通用しない対象にたいして、その日常的な概念のまま考えてるので、不思議に感じるだけ。だと思います。もはや、そういう日常的な用語を
すてて、専門的に定義された用語で考えないと理解できないということだと
思います。

tetsumyi · Answer

物質とは何かを定義しないと回答不可能ですが
一般的に物質とは原子等による内部構造を持っていて安定した物理特性を示す物だと思うのですが
素粒子や電磁波は物質とは言えないのではないでしょうか？

macchan2 · Answer

光はエネルギーを持ちます．エネルギーと質量とは、中身は同じです。人間の目には違う形に見えてしまいます．
E(エネルギー)=M(質量)×c(光の速度)^2(二乗)
アインシュタインのこの数式の上で、左辺と右辺(エネルギーと質量)は等価(同じ)です．

光は物質と同じで、エネルギーを持つ何かです．光などの電磁波の特殊なひとつの形が物質です。例えばごくまれに、物質は勝手に光などの電磁波に化けることがあります．逆に光はごくまれに、突如物質になることがあります．光しかない所に、突如ものがデデンと現れます．
これは空想ではなく、何十年も前から泡箱という観測装置を使って観測され
続けている事実です．

光は物質か

普通、光の質量をゼロとしている場合が多いのですが、厳密には、光に質量は定義できません。

「物質」という用語を日常で使う意味と同じで解釈するのなら、光は物質ではないと感じる人がおおいでしょうね。

物質とは何かを定義しないと回答不可能ですが

光はエネルギーを持ちます．エネルギーと質量とは、中身は同じです。

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　普通、光の質量をゼロとしている場合が多いのですが、厳密には、光に質量は定義できません。