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pzzdm:關於光是不是實物的討論
送交者: pzzdm.com 2010年05月08日07:11:42 於 [教育學術] 發送悄悄話
昨天我說光不是實物,是能量。有教徒自以為揪到我的小辮子,瘋狂攻擊。呵呵。那我就把這個問題細說一下。看看光究竟是不是實物。

先要看看實物的定義是什麼。所謂實物,就是實實在在的物體,比如桌子,細菌,天狼星,空氣等等。實物有什麼特性呢?當然有很多不同的實物,但是我想他們的共性是,不可以無限地壓縮(即使是氣體,也不能無限壓縮,因為你一直壓縮氣體會變成液體和固體)。這一條在微觀量子水平上看,就是泡利不相容原理。說的是兩個基本粒子不可以在同一時間,以同樣的能態,自旋,出現在同一位置。泡利原理只對費米子有效。而組成我們所見到的實體的基本粒子,比如電子,夸克(質子和中子的成分),都是費米子。這泡利原理對於大多數玻色子是沒有約束的。就是說,同樣狀態的光子,是可以出現在同一位置的。所以,你把很多束激光聚集在一點,並不會有什麼困難,這些光子也不會碰撞在一起。他們就像幽靈一樣互相穿過。

那麼光到底是什麼呢?根據光最初的定義,它是電磁場中的一個擾動,這個擾動在電磁場中傳播。就是說,光的本質,是一種能量。後來量子力學的發展,發現光本身也不是無限可分的,是不連續的。這樣的一個個PACKET就叫做光子。光子就是 A PACKET OF ENERGY。 所以,正如我昨天所說,光子實際上是一小包能量。你不能用理解電子的方法來理解光子。其實,玻色子和費米子的區別,很像東方的太極陰陽之說。玻色子是陰,是虛的,費米子是陽,是實的。

那麼,根據愛因斯坦的質量能量轉換公式,質能不是可以轉換嗎?那麼有人說,光既然是能量,就應該也是實體的質量。呵呵。這種說法是對質能轉換的誤解。有質量的實體就是實體,能量就是能量。有質量的實體可以通過某種方式轉換為能量(比如碰到它的反物質了),但是,轉換之前,你不能說它就是能量。這個跟波粒二象性完全不同!波粒二象性是指一個粒子同時也擁有波動性。但是,質能轉換發生之前,能量就是能量,質量就是質量。 發生之後,質量變成了能量,那就是能量,不再是質量了。
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