对于光是一种波,学生头脑中的形象很清楚,基本上就象水波或者声波一样,散布在一个空域中,而这个空域的形体是可以变化的,光波可以分割,即使到了光的电磁理论的时候,也只是把光波中振动的量,更具体化为电场与磁场而已。 对于光子,学生也习惯于要去建造一个模型来模拟,就是要找一个宏观物体,或者一种宏观的运动,它能在主要方面和光子的行为相似。我们不妨为此去作些努力吧。 把光子仍然想象成可以任意分割的波,可无法解释光电效应的规律,因为这些规律显示出光的能量,必须是一份一份不可分割的。尤其是后来一些精采的实验,把这种粒子性显示得更加突出。比如有人做过用极微弱的光进行双缝干涉实验,在可以分辨的时间内,平均只有一个光子到达屏幕,开始在屏幕上显示出来的不是很弱的干涉花纹,而是实实在在的一个个的光点。这是非常清楚的粒子的形象,每个点的光能就正好是h。只有当很多光子通过双缝以后,屏上才逐渐显示出,亮暗相间的条纹,可见,那些亮的区域,是许多光点组成的,而暗的区域则是光子到达概率很小的区域。 这样看来,似乎又应该把光子想象成一个弹丸似的东西了,一个弹丸打在靶上就出现一个孔,这是我们在客观世界所熟悉的东西。可是这也不行。因为光必须通过双缝才能形成干涉条纹。若把光子想象成弹丸的话,一个弹丸只能通过一个缝,通过一个缝与另一个缝是开是合有什么关系呢?要解释清楚这个现象,必须认为光是一个波,它的部分通过一条缝,另一部分通过另一条缝,结果形成了干涉。 总之,光子表现出来的行为是这样的:它打在荧光屏或光电阴极上,出现在一个很小的区域中,它的能量是一个不可分的份额h,这说明它是粒子,可是它在通过狭缝时,它又必须展布在一个较大的空间,而且可以分割成任意的几部分,把这些被分割的部分重叠在一起,还会产生干涉现象,这清楚地说明它是一种波。在宏观世界中,能找到具有这种性质的东西吗?不能。正是因为宏观世界中没有这种东西,这才给光子的形象造成了困难。其实,我们认识一个事物,重要的是要知道它在什么环境下有什么表现,我们能够完全掌握它的规律就行了,用另一个东西来类比并不是必须的。事实上,任何类比也只能是局部的相似,世界上不存在完全相似的事物,除非事物本身。因此,对于“光子是什么样子”的回答是:光子就是它自身那样子。
爱因斯坦提出光子学说后又过了几十年,对光子的研究仍然继续,特别是:光子是物质的基本粒子学说仍然没有建立。为什么?究其原因,是人们不愿意放弃现在的物质模型:物质的质量是物体本身固有的,和环境无关;物质世界:按照爱因斯坦对光子的理解,如果光子是物质的基本粒子,任何物体在相对静止的情况下都没有质量,物质没有静止质量的意义太可怕了,我们摸不到物体,看不见对方,不能利用任何物质,这是我们现实生活中不可能存在的物理模型。因为是不可能的物理模型,必须改变认识自然界的思维方式,不然是没有办法认识自然界的。自然界就是这样捉弄人类,不允许人类那么轻易的认识基本粒子。如果光子真的是物质的基本粒子,我们周围的物质确实就没有静止质量了,因为物质由于光子这类基本粒子构成的,而且按照爱因斯坦对光子的理解,光子是不应有静止质量的,光子没有静止质量,由光子组成的物质也不会存在静止质量,事实上物质确实没有静止质量,平时我们看到物质的静止质量,以及物质的运动质量是这样产生的:由于物质不断地与周围的物质作用光子,这种作用是吸收和发出光子,在单位时间内作用的光子能量越大,对外界显示出来自己的质量越多。在单位时间内吸收与发出光子能量越小,物质对外表现出的物质质量就越小,如果物质停止了与环境作用光子,这个物质也就没有了质量,这种现象几乎是不可能的,如果说有可能存在的话也是在下列事件中出现,第一,物质处在绝对零度下,就是说在没有光子能量的区域中,第二,物质的光子信息本身与环境的光子信息相差太远,物质完全不吸收,或者是理解为拒绝吸收环境的光子信息。如果这类事件是突然发生的事例,物体就好像是突然间消失了一样,用通俗的话讲:物体进入了另一个时空。 物质不断地与环境作用光子(吸收和发射),从而表现出的物质的质量,在一定时间内,物质与环境作用的光子个数多、能量大,它表现出的质量就多;这可以用一个数学公式来表达: ,其中 是物质吸收和发出光子的最高频率, 在一定时间内作用光子能量,它越大, 就越大,我们就感觉到物质质量越多,就说成是物质的质量大;相反也是成立的。 从这个意义上讲,我们周围的所有物质,只要是有静止质量的物质,都不是物质的基本粒子,只有光子,没有静止质量,光子本身才是物质的基本粒子,所有电子,质子,甚至是更小的物质粒子,只要存在静止质量,都不能算是物质的基本粒子,只能算是光子构成的光子信息团,由于光子信息构成不同,对应的光子信息的寿命不同,如果环境中对应的光子信息数量特别多,这种光子信息在吸收、发出光子信息后自己的光子信息,在单位时间内改变量特别小,也就是对应的粒子在自然界中存在的时间就长,用通俗的话讲这种粒子的寿命比较长,如果对应粒子的光子信息在自然界中存在的非常少,这种粒子的存在有两种途径,一是少吸收物质的光子信息,自己的静止质量显示的小一些,寿命长一些,另一种是多吸收物质的光子信息,自己的静止质量大一些,在单位的时间内,自己的改变量多一些,自己的寿命小一些。事实上物质是采用上一种方法,这可以用物质的原子吸收光谱暗线,与物质原子发射光谱的明线频率是相对应的,来说明物质只是吸收与自己光子信息对应频率的光子信息。 由于自然界中的光子数量非常多,显示为光子的寿命为无限长,事实也正是如此,光子的存在时间最长,光子是不能消失的,因为自然界中存在一个能的转化与守恒定律,要是光子消失了,光子的寿命有一定的数值,这个定律就不成立了。光子只能是被一个物体吸收后,同时发出一个光子,只是发出的光子信息组合不同,这种不同的光子信息组合,就表达了一定的光子信息,特别是能把吸收光子信息之后的物体,再发出来的光子信息表达出来,物体就是这样传达信息的,自然界存在一个最大的传达信息的速度,就是光子在自然界的速度, 。人类的视觉是用了自然界的最高时速。 另外人体在进化过程中,充分利用了自然界的光子信息,人类的五种感觉方式都是在光子信息这种原始感觉基础上进化而来的,光子信息是物质与物质存在时,不断进行交流的一种信息表达形式,只要物质存在,就要不断地吸收和发出光子信息,就要从其它物质身上吸收光子信息,同时发出具有自己的特征的光子信息,将自己的物质身份表达给自然界,这就是物质存在时的特征。人类是在自然界中,不断吸收地球表面上的光子信息,由于地球表面上的光子信息不断变化,人类为了适应自然界的变化,就进化出视觉的器官―――眼睛。特别是人类的眼睛最敏感的光波就是太阳的中心频率的光子,其它动物的视觉最敏感的光波,应该是这种动物在生活过程中,吸收光波的中心频率。人类的其它各种器官都是在物质的共同信息语言下进化而来的,因为物质的存在就是在不断地吸收光子信息,同时发出光子信息,那么物质间光子信息就是物质与物质,人类与人类,动物与动物,植物与植物,以及这些物质间相互交流的共同语言,所以,光子信息不仅仅是物质存在时必须吸收与发出的物质类型,也是物质间相互交流信息的一种共同语言,这种语言是所有物质共同的语言,是所有物质都能听得懂的语言,不论是无生命的物质,还是有生命的物质,无论是植物与动物间,还是人类与动物间都是能够共同交流的语言信息,只可惜人类由于物欲膨胀,各种器官的完美发展,不利用、不相信这种光子信息的存在,更不理解这种光子信息的内容了,遇到这种光子信息的变化和存在时,人类只知道自己有一种感觉,却不知道这种感觉具体代表什么,这种感觉的信息内容是什么,这是人类在自然界进化过程中的一个遗憾,放弃了自然界的自然知觉,放弃了自然界中传播最快、最准确的光子信息感觉,而使用了人体的五种感觉,特别是人的视觉只用到了很少一部分光波。不过,由于科学核技术的发展,人类又创造了手机,利用手机代替了人类的一部分自然知觉,又补充了人类失去的一部分功能。 由于光子信息是自然界中存在的一种自然知觉,将这种信息、这种语言、称为自然语言,是所有物质共同使用的语言,是所有物质都能听得懂的语言,所以不仅人有灵,所有物质都是有灵的,这样对动物能理解人类的一些行为就不足为奇了。 由于光子担当的任务太大,一是充当了显示物质的代言人,没有光子的吸收与发出,物质就不能存在,物质的质量就显示不出来,物质就没有惯性,物质就不能为其它物质服务和利用;二是光子的构成――光子信息,又充当了自然界所有物质交流信息的语言,说光子是物质的基本粒子已不足为过了。 参考资料:http://xjjibenlizi.nease.net/new_page_7.htm