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光在我們的生活中無(wú)處不在,但你真的了解光嗎? 光子理論的產(chǎn)生,對(duì)物理學(xué),甚至整個(gè)自然科學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。愛(ài)因斯坦是19世紀(jì)最偉大的科學(xué)家之一,雖然光子的理論是愛(ài)因斯坦首先提出來(lái)的,愛(ài)因斯坦一生也與光子糾纏不清,但直到他去世,都沒(méi)有弄明白光子?;蛟S愛(ài)因斯坦離開(kāi)塵世的最后遺憾便是對(duì)光的困惑!因?yàn)楣庾犹衿嫣幃惲?,說(shuō)它是幽靈一點(diǎn)也不為過(guò)。
人們?cè)缫颜J(rèn)識(shí)到,光就是電磁波,是一種事物的兩種叫法而已。當(dāng)然這里指的光是廣義的光,而不僅僅是指人類(lèi)肉眼可見(jiàn)的光。不同波長(zhǎng)的光其頻率也不相同,頻率越高,波長(zhǎng)越短,頻率越低,波長(zhǎng)越長(zhǎng)。既然光就是電磁波,那么這也就不會(huì)很難理解!但問(wèn)題是,光子是一種非常奇怪的東西。 光子是攜帶電磁波能量的粒子,由光子組成的電磁波能在一個(gè)空間中擴(kuò)散。按道理,這種在空間中振蕩的電磁波也就是一粒粒的光子在飛行而已!但問(wèn)題是,振蕩的電磁波遇到與其波長(zhǎng)相近的障礙物仍然能夠前進(jìn),如無(wú)線(xiàn)電波就是如此。但光子又是怎么通過(guò)的呢!它遇到障礙物時(shí),是直接穿過(guò)去還是繞過(guò)去的呢? 如果是繞過(guò)去,那么這些粒子是如何提前判斷前方有障礙物,而從本身的直線(xiàn)飛行改為繞道飛行。換言之,光難道是有意識(shí)的嗎?電磁波的傳播速度與光子的運(yùn)動(dòng)速度是相同的,如果光子繞道而電磁波仍然是以光速傳播,那么光子繞道而行豈不是超越了光速。而如果是直接穿過(guò)去,它又如何保證不被障礙物吸收了呢? 實(shí)驗(yàn)證明,光就象一種會(huì)思考的有意識(shí)的生物,即使是一個(gè)小小的光子也是如此!無(wú)論你是一個(gè)一個(gè)的發(fā)送光子還是一束一束的發(fā)射光,光都能在通過(guò)各種不同的障礙物時(shí),提前決定應(yīng)不應(yīng)該通過(guò)、或如何通過(guò)、或通過(guò)多少的量。這實(shí)在讓人驚嘆!
在愛(ài)因斯坦的“相對(duì)論”中,光也有不可思議的特性,它在真空中永遠(yuǎn)以光速運(yùn)動(dòng),而與觀察者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),這就是光速不變的恒定原理。光速具有絕對(duì)性,而時(shí)間與空間具有相對(duì)性。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí),運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢,當(dāng)達(dá)到光速,時(shí)間就完全停止。這就是說(shuō),對(duì)于光本身本身而言,光在運(yùn)動(dòng)時(shí),時(shí)間就是靜止的。光子以光速傳播,所以時(shí)間對(duì)光子來(lái)說(shuō)根本沒(méi)有意義。 因此我們也通常認(rèn)為,從太陽(yáng)發(fā)射出來(lái)的光在到達(dá)地球的過(guò)程中,用地球的時(shí)間來(lái)測(cè)量它用的時(shí)間是8分鐘,但這只是人類(lèi)用地球的時(shí)間來(lái)計(jì)算而已。而對(duì)于光子本身來(lái)言,它到達(dá)地球是根本沒(méi)有花任何時(shí)間的。在光子眼中,只有空間而沒(méi)有時(shí)間。這是不是非常詭異神奇而讓人難以理解呢!就象我們要看太陽(yáng),我們抬頭就能看見(jiàn)了,而不需要等到8分鐘以后才能看到。我們也知道,眼睛是感光器官,眼睛是意識(shí)的外設(shè),我們能看到物體正是因?yàn)楣獾淖饔?。換言之,光不但與意識(shí)是如此相似!更是意識(shí)必不可少的存在!
電磁波是靠振蕩的電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)傳播的,而且電磁波是一種橫波,那么電磁波完全可以用振動(dòng)來(lái)描述其性質(zhì)。但它卻不是振動(dòng)而是一種光粒子流,光粒子流也是電磁波,因此在科學(xué)領(lǐng)域里就分成了兩種光科學(xué),一種是波動(dòng)光學(xué),一種是量子光學(xué)。 大部分的光現(xiàn)象可以用波動(dòng)光學(xué)來(lái)解釋?zhuān)幸恍〔糠止猬F(xiàn)象比如激光理論中涉及光子發(fā)射與吸收的現(xiàn)象就要用量子光學(xué)來(lái)解釋。但兩種理論卻都是獨(dú)立的,它們各不相容!目前為止,還沒(méi)有辦法形成統(tǒng)一的理論。但兩種理論研究的對(duì)象卻只是一個(gè)光而已。也就是說(shuō),如果你把光看成是一種波,那它就是波。如果你把光看成是粒子,它就是粒子。這實(shí)在是讓人困惑!
靜止質(zhì)量是指物質(zhì)相對(duì)于某慣性系靜止時(shí)的質(zhì)量。而光子的靜止質(zhì)量為0,但光又卻是一種永不靜止的東西。因?yàn)橐坏╈o止就意味著它被別的物體吸收了,黑體就是一種吸收光的物體。人類(lèi)沒(méi)辦法能捕捉到一個(gè)靜止的光子,因?yàn)閻?ài)因斯坦指出,光子沒(méi)有靜止質(zhì)量,只有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。這又是讓人困惑的! 既然靜止質(zhì)量為0,那么光子是否真的存在呢,而運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量又是如何產(chǎn)生的呢?這也只能從愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論中的公式E=mc2來(lái)解答了。這個(gè)公式揭示了能量與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化關(guān)系,也即“能量就是質(zhì)量,質(zhì)量就是能量”。能量直接變?yōu)橘|(zhì)量而產(chǎn)生了光子,這就是“從無(wú)到有”!如此說(shuō)來(lái),光子也是從無(wú)到有——從“空”或“0”而來(lái)的!這實(shí)在是讓人驚奇! 既然光子沒(méi)有靜止質(zhì)量,那么它的能量又是如何產(chǎn)生的呢?難道說(shuō)光子是一開(kāi)始就能以光速來(lái)運(yùn)動(dòng)嗎?還是開(kāi)始是從零速度加速到光速而運(yùn)動(dòng)的呢?從現(xiàn)有的理論來(lái)看,光子是不可能以后者的方式運(yùn)動(dòng)的,而是以前者即一開(kāi)始就是以光速來(lái)運(yùn)動(dòng)的!但它又是如何做到這點(diǎn)的呢?這與其它普遍的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)都如此完全不同!這又是讓人困惑的!
綜上所述!光子種種的詭異神奇現(xiàn)象概括如下: 1、光子是否具有意識(shí),它好象懂得思考判斷? 2、光速恒定理論說(shuō)明,時(shí)間對(duì)光子來(lái)說(shuō)沒(méi)有意義?就如時(shí)間對(duì)意識(shí)也沒(méi)有意義? 3、光子既是波也是粒子,這證明光會(huì)變而且善變? 4、光沒(méi)有質(zhì)量卻有能量,與意識(shí)靈魂何其相似? 5、光子永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)而不會(huì)靜止,難道是個(gè)幽靈? 6、光子不需要加速度,永遠(yuǎn)光速運(yùn)行? 7、光子也是從無(wú)到有,從“空”而來(lái)的? 8、光與我們所知的正物質(zhì)是如此不同,難道它是一種暗物質(zhì)? 當(dāng)然,現(xiàn)在科學(xué)上已經(jīng)能夠做到捕獲單個(gè)光子了。但即使如此,仍然沒(méi)有人敢說(shuō),他真正認(rèn)識(shí)了什么是光?什么是光子? |
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