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pzzdm:关于光是不是实物的讨论
送交者: pzzdm.com 2010年05月08日07:11:42 于 [教育学术] 发送悄悄话
昨天我说光不是实物,是能量。有教徒自以为揪到我的小辫子,疯狂攻击。呵呵。那我就把这个问题细说一下。看看光究竟是不是实物。

先要看看实物的定义是什么。所谓实物,就是实实在在的物体,比如桌子,细菌,天狼星,空气等等。实物有什么特性呢?当然有很多不同的实物,但是我想他们的共性是,不可以无限地压缩(即使是气体,也不能无限压缩,因为你一直压缩气体会变成液体和固体)。这一条在微观量子水平上看,就是泡利不相容原理。说的是两个基本粒子不可以在同一时间,以同样的能态,自旋,出现在同一位置。泡利原理只对费米子有效。而组成我们所见到的实体的基本粒子,比如电子,夸克(质子和中子的成分),都是费米子。这泡利原理对于大多数玻色子是没有约束的。就是说,同样状态的光子,是可以出现在同一位置的。所以,你把很多束激光聚集在一点,并不会有什么困难,这些光子也不会碰撞在一起。他们就像幽灵一样互相穿过。

那么光到底是什么呢?根据光最初的定义,它是电磁场中的一个扰动,这个扰动在电磁场中传播。就是说,光的本质,是一种能量。后来量子力学的发展,发现光本身也不是无限可分的,是不连续的。这样的一个个PACKET就叫做光子。光子就是 A PACKET OF ENERGY。 所以,正如我昨天所说,光子实际上是一小包能量。你不能用理解电子的方法来理解光子。其实,玻色子和费米子的区别,很像东方的太极阴阳之说。玻色子是阴,是虚的,费米子是阳,是实的。

那么,根据爱因斯坦的质量能量转换公式,质能不是可以转换吗?那么有人说,光既然是能量,就应该也是实体的质量。呵呵。这种说法是对质能转换的误解。有质量的实体就是实体,能量就是能量。有质量的实体可以通过某种方式转换为能量(比如碰到它的反物质了),但是,转换之前,你不能说它就是能量。这个跟波粒二象性完全不同!波粒二象性是指一个粒子同时也拥有波动性。但是,质能转换发生之前,能量就是能量,质量就是质量。 发生之后,质量变成了能量,那就是能量,不再是质量了。
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