當理論和實踐發生沖突，我們如何測量光的質量？
好吧，這個問題真的吸引了相當多各種各樣的答案！但是如果有人問我這個問題，我會給出一個與眾不同的回答。
問題的關鍵在于你的直覺是錯的。首先，如果你認為，那從這個假設開始就錯了。你身邊的物體都有質量，這種經驗讓你形成了這個觀點，但這并不具有普適性。
任何沒有質量的東西都只能以光速為唯一一種移動方式。所以這類東西不是你經驗的一部分，因為在你意識到他們的存在以前，他們就已經消逝，或者在你意識到他們的那個瞬間，他們就被摧毀了（就好像是當你盯著屏幕時射入你眼睛的光）。所以你對于無質量的物體不存在任何牢固的經驗，你的結論就是沒有這樣的事情。
現在，質量這個詞語有不同的含義。在一種意義上來講，它是能量的同義詞，那么毫無疑問光可以傳播能量，你可以據此推斷出光有質量。但是這并沒有多少意義，比如說，你不能把這個定理用在衡量實質物體上。它是一個非常有用的值，不會影響光移動或加速的難度，但它不會直接告訴你光如何影響重力等諸類問題的答案，因此我們只能認為這是一個關于質量的比較匱乏的定義。
質量的另一種概念，其他人稱之為“靜止質量”或“適當質量”。粒子物理學家運用術語時常常表達的是這一種定義，因為對他們來說這正是這個概念的有用和有趣的方面。在能源方面，它是衡量合成一個粒子所需的最小能量的尺度；在日常的概念中，它就是當你談到物品的構成時所想到的那個質量。
光沒有最小能量，也沒有靜止質量，因此它以無質量物體所能達到的唯一速度（也就是光速）運動。它有一些與你可以將它與物體聯系起來的屬性，比如說速度（雖然它僅僅只有一種可能的速度）或者位置（有一定程度的模糊）；但也有一些不同的，比如說加速度和對空間的占據（從取代其他物體位置的角度來看）。
好，首先，光沒有靜止質量，也就是說，你不能截留一個光子并且測量它的質量，這不存在可能性，就像靜止的光子（在真空里）不可能存在一樣。
但是一個實際的光子是有質量能量的，你可以制作一個布滿鏡子的盒子，讓光線照進去不停地來回反射，原則上，你就可以通過盒子重量的微小增加來測量光子的質量能量。（盡管制作一個這樣的盒子可行性并不高，但是還有一些類似的東西存在：對于星體，尤其是超巨星來說，它們質量的很大一部分是以被捕獲的輻射的形式存在的，換一種方式來說，就是光子氣體的形式。）
同時，“物體”并不是質量的同義詞。光子也有別的譬如角動量一樣的特性。當涉及到重力時，所有這些屬性共同決定一個物體如何產生一個引力場并與之發生反應。靜止質量只是這些參數中的一個。（即使在低速、弱磁場中，也就是在我們的日常經驗中，它也是最重要的。）
最后，至于為什么光子是這樣的：這類課程通常不在本科時期教授。麥克斯韋方程是數學恒等式，實現它唯一需要的是電荷的(數學)定義，電荷可以用不同的方式定義，最后得到一組修改過的方程，也就是所謂的普羅卡方程，它描述了一種假設的電磁形式，其中光子確實具有非零的靜止質量。為什么自然選擇了麥克斯韋而非普羅卡？這可能是物理學家們永遠無法回答的一個問題。雖然我注意到，自然同時選擇了他們：實際上，弱相互作用的Z玻色子就像一個非常重的、巨大的光子。
最簡潔的版本：我們尚不清楚原因
短文版：從物理方面來說，我們有恒等式的理論和可以驗證我們的恒等式是否正確地解釋了這個世界的實驗方法。這么做的結果就是，如果我們把光子的質量設為零，它們就能正常運行，這就是最主要的原因。
完整版：現代理論物理學的迷人之處在于有多少事情只是一些基本原理和對稱性的數學結果。我們得出一些基本的原理和恒等式，找到契合恒等式的數學模型，然后我們突然發現，這些物體的一些純粹的數學性質可以用來描述我們從經驗中體會到的許多事情。當我們保持所描述系統的行為不變，改變恒等式中的一些參數時，它被稱為對稱性并且通常意味著有守恒量的存在。我們把從空間平移的對稱性中得到的守恒量稱為動量，從時間平移的對稱性中得到的稱為能量，從旋轉的對稱性中得到的則稱為角動量。除此之外還有一些不明顯的對稱性，在量子力學中，我們研究波函數，它們的值是復數，就像二維向量，有振幅(長度)和相位(角度)。我們可以通過長度預測某些結果發生的概率，但是我們通常不會觀察相位，所以有可能存在一些對稱性。
我們可以設定一個基本原則，即所有交互都是局部的，我在這里進行的行為不會立刻影響到火星上發生的一切；任何變化都是從一個點傳播到它相鄰的物體，再傳播到它的相鄰的物體，并以此類推下去；任何變化都需要時間才能從A傳播到B；在一個給定的點上發生的每件事都是由那個點上的東西和它的近鄰決定的。這就叫作局部性，當它與未觀察到的相位的對稱性相結合時，我們就可以得到“規范不變性”的概念：系統的行為不應當依賴于我們選擇定義在每個點上的復數的“角度”的方法。根據規范不變性原理，我們得到了直接的數學結果:它引入與初始場相互作用的額外場，產生了規范玻色子，比如光子，W和Z玻色子和膠子，正如動量來自于坐標移動的對稱性，光子也來自于復數和局域性的某種對稱性。
但是當理論與實踐相結合時，我們就遇到了難題：這種引入規范玻色子的機制假設它們是無質量的，但是從實驗數據中我們可以推測出一些玻色子（比如W和Z）是存在質量的。所以物理學家們只得發明另一種場——希格斯場，通過與這個場的相互作用得到粒子的質量，所以我們最終得到了很多之間可以相互反應的場域：一個域在給定點的值不僅取決于它的當前形式，還取決于其他域的值，并且一些耦合常數顯示了兩個域之間的相互依賴程度。一些場依賴于希格斯場，因此它們的波紋，即所謂的粒子，是具有質量的。另一些場則相反，不依賴于希格斯場且粒子無質量。這全部是由耦合常數決定的，但通常我們并不知道為什么這些常數有特定的值，所以我們僅僅只是在實驗中測量它。據我所知，最終我們依舊不清楚為什么玻色子具有質量而其他粒子沒有，盡管它們都是從等式和對稱性和局部性的基本原理中產生的。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3. Starria- quora
