光子作為電磁場的量子（photon）

光感覺起來平滑連續，像水龍頭裡流出的水。但把水龍頭轉到足夠小，水流就會斷成一顆顆水滴。光也是如此：把光調到足夠暗，你會發現它以不可再分的能量小團的形式到達。每一團就是一個光子——給定顏色的光所能擁有的最小份量。你不可能擁有半個紅光光子；你只能得到一個、兩個，或者一個也沒有。

單個光子的能量完全由它的頻率（顏色）決定：頻率越高的光，例如紫外線或X射線，每個光子攜帶的能量就比紅光、紅外線等低頻光更多。這一關係是 E = hf，其中 f 是頻率，h 是普朗克常數。這就是為什麼紫外線會曬傷皮膚，而同樣亮度的紅光不會：起作用的不是總亮度，而是每一個能量包各自的能量。愛因斯坦正是用這個想法解釋了光電效應——只有當每個光子的能量足夠時，光才能把電子從金屬中打出來。

在現代粒子物理中，光子不只是一包光：它是充滿整個空間的電磁場的量子，即最小的激發。我們看到的那種以漣漪形式呈現為光的場，同樣也承載著電力和磁力，而光子正是承擔這種傳遞的粒子。光子沒有質量、沒有電荷，永遠以光速運動，是標準模型中電磁交互作用的力載體。它是那個深刻思想——每一種基本力都有自己的場，每一個場都有自己的粒子——最簡單也最被透徹理解的例子。