宇宙的几种可能性(3):可怕的光子

宇宙的几种可能性(3):可怕的光子

爱因斯坦因为用“光子”概念成功解释了“光电效应”,获得了1921年的诺贝尔物理学奖。可是在1951年,他在给好友的信中十分伤感的吐槽:“什么是光子?50年来我一直在认真思考这个问题,可是一点结果都没有。眼下那些张三、李四、王二麻子都以为自己了解光子,其实他们全部都是错误的!”


西方物理学界关于“光”的本质的争论,可以说是一部百转千回的悬疑大剧。物理学家们根据对“光”的不同看法分为“粒子”与“波”两个对立派别,下面我们一起看下两个派别长达几个世纪的精彩对决(希望今后可以看到中国科学家的名字)。


第一回合(18世纪)

粒子派:伟大的牛顿

波派:英国皇家学会主席胡克 & 荷兰著名学者惠更斯

获胜方:牛顿因为其巨大的声望,以及比波派两位更长的寿命,笑到了最后。

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牛顿与胡克

第二回合(19世纪)

粒子派:德国普朗克

波派:英国托马斯~杨 & 英国麦克斯韦 & 德国赫兹

获胜方:波派因为人多势众,获得优势。

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普朗克

第三回合(20世纪)

粒子派:伟大的爱因斯坦 & 丹麦波尔 & 奥地利泡利

波派: 法国德布罗意 & 奥地利薛定谔

获胜方:博采众长的爱因斯坦提出“波粒二象性”,大获全胜。

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20世纪最牛的物理学家合影

几百年来关于“光”的本质的争论,以“光的波粒二象性”而剧终,同时敲开了研究微观物理世界的新方向:量子物理。人们发现微观粒子跟“光子”一样,可以同时体现出“粒子特性”与“干涉、衍射等波动特征”,所以统称为“量子”,它们包括构成物质的分子、原子、电子、光子等。


量子物理的应用十分广泛,对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明,这可以说是电气化时代与当前信息时代的基础的基础;从激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的图像显示,全部依靠量子力学的原理和效应;在核武器的发明过程中量子力学的概念也起了一个关键的作用。

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丹麦物理学家波尔

可是,对于量子效应下的测不准原理、叠加态、量子纠缠、观察者效应等,人们无法将其统一纳入一个合理的原理去解读,以至于目前通行于世界的哥本哈根诠释被调皮的物理学家们称之为“闭嘴(别问原理),只管算!”


当然,本文之所以存在就是为了试图解决量子效应的原理问题,如果只是对于历史的归纳和总结,相信老学究们会比我做的更好。“量子效应”区别于日常现实的种种神奇之处,“量子效应”与经典物理的处处违逆,不是别的原因,就在于“量子世界”与我们身处的经典时空,不在同一个“时空”,这在前面两节有过阐述。


牛顿的经典力学,不适用于高速运动的物体,因此爱因斯坦提出了狭义相对论来解决高速运动问题,他假定光速不变,然后把牛顿体系里除了万有引力定律的东西重新推理了一遍。在物体运动的背景--“时空”方面,牛顿与爱因斯坦(前期)对物理运动的阐述,都建立在匀速直线运动(惯性参照系)上面;后期爱因斯坦又提出广义相对论,增加了“加速度”的概念,将物理运动推广到具有加速度的直线运动中(非惯性参照系)。

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爱因斯坦继承牛顿的衣钵

发现问题了吗?牛顿与爱因斯坦有一个共同点,就是对“直线运动”的执着和迷恋,只不过前者是“匀速直线运动”,后者是“加速直线运动”。甚至为了解释地球围绕太阳的圆周运动,爱因斯坦提出了“时空弯曲”的概念,他认为太阳的巨大质量扭曲了时空,地球貌似在围绕太阳运转,其实还是在弯曲的时空中做“直线运动”。你说别扭不别扭?


问题的关键来了。牛顿与爱因斯坦之所以如此执着于“直线运动”,其实在于没有跳出日常的感觉,他们思考问题有个不自觉的前提:“时间”应该是直线前进的(哪怕是被弯曲以后),物体也应该是直线前进的。真的是这样吗?


问题的关键在于,在我们思考“时间是否直线前进”与“物体是否直线前进”的时候,我们是坐在一个以465米/秒(赤道速度)逆时针自旋的球体之上的哦?!

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地球的自旋

事实上,我们所认为的平滑的、均匀的、不间断向前的“时间”,是建立在465米/秒(赤道速度)逆时针自旋的基础之上的。如果跳出这个球体来看,我们常识所认为的“时间”,是逆时针螺旋前进的。


你有没有思考过,如果地球停止自旋,时间是怎么样的?

你有没有思考过,如果地球顺时针自旋,时间是怎么样的?

你有没有思考过,如果地球用不同速度自旋,时间又是怎么样的?


脑袋瓜子嗡嗡的吧?这说明上面的问题达到了你的认知极限,你的大脑已经运转不过来了,于是出现局部过热和停机的现象。其实,人类对宇宙的深入探索,就是对自己大脑的不断开发。别想歪了,我说的是物理意义上的,不是文学方面的喟叹。


我有一个不成熟的想法,需要试验物理学家们去验证。“光”为什么有这么多未解之谜,因为它可能是我们眼前这个经典时空的载体,或者说,“光”就是时间本身。如果人类突破不了光速(哪怕是认知上),那么就永远被囚禁在“光”所构建的时空幻相和牢笼里

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时空幻相

进一步推论,如果“时间是逆时针螺旋前进”的,那么,应该也是“逆时针螺旋前进”的。这就可以解释“光的诡异偏振”实验现象:


自然光是360°偏振的横波,包括了垂直于光波传播方向的所有可能的振动方向。横波有个特点,就是在传播过程中,只能通过与自己振动方向一致的狭缝。如果狭缝的方向是水平的,而某束光的振动方向是垂直的,那么这束光就无法通过该狭缝。

宇宙的几种可能性(3):可怕的光子

当一束自然光通过一块理想的线偏振片时,必定转换成与该线偏振片取向相同的线偏振光,强度为原先的二分之一。如果让光通过第二块(与第一块偏振方向垂直)线偏振片,则自然光将完全不能透过。诡异之处在于,在这两块互相垂直的线偏振片之间插入第3块线偏振片时发生的现象,只要其偏振取向与另外2块互相垂直的线偏振片的偏振取向都不同,那么就会有光透过。


更诡异的是,中间那块偏振片,如果跟第一块是45°夹角,那么光只通过一半;如果是30°夹角,那么可以通过三分之二,好像光自己会计算通过率似的。

宇宙的几种可能性(3):可怕的光子

其实原理也简单,光是“逆时针螺旋前进”的,遇见障碍物,会做接近90°的自旋。360°偏振的自然光,遇见实验中第一块偏振片(比如是水平的),那么通过的是原来偏振角度为0°-90°和180°-270°的光线,正好通过一半。

如果这时候插入第二块30°偏振片,那么通过的是30°-90°和210°-270°的光线,是原来的三分之二;

如果插入第二块是60°偏振片,那么通过的是60°-90°和240°-270°的光线,是原来的三分之一。以此类推。


重新回到“时间是逆时针螺旋前进”这个话题。


你有没有发现,西方世界标志“时间”的日历,是直线往前的?从传说中耶稣基督的诞生日-公元0年开始,一直走到今天的公元2021年。

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基督诞生

你有没有发现,中国农历标志的“时间”,却是螺旋前进的?10个天干和12个地支所代表的时间,每60年、或者60月或者60日,会遇到相同的干支,代表“时间”走完了一个螺旋。

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农历时间

两相对比,哪个更有意义?在中国传统的四柱八字中,从一个人的出生日期,可以准确判断出这个人的性格,以及今后的人生遭遇。假如说判断一个人的未来有点玄,但是单单指性格的话,我觉得准确率可以超过90%。比如我,日柱坐死地,就是个批判性的人格。也就是说,我批评谁不代表讨厌、更不是反对,代表的是关心,希望通过提醒您的缺点可以产生进步;反过来说,不批评不代表喜欢,反而可能是不想浪费口水。


上面说自己是批判性人格,哈哈,是打算又要骂人了。是哪个科学家说“四柱八字”是迷信的?请站出来,接受我的质询。前面有国内科学家不断说中医是“伪科学”,被我骂“缺乏最基本的科学素养”。难道你们对“四柱八字”还是同样的认知?如果哪位科学家既不敢做相关实验、又不敢面对客观事实,只敢对领导唯唯诺诺、对前辈科学家言听计从的话,我劝你还是不要搞科研了,其实你就只能做个实验室的帮工,只会做别人布置好的事情。

宇宙的几种可能性(3):可怕的光子

我们对地球时空的准确理解,将带来颠覆性的进步,不管是物理意义上的,还是社会科学方面。没想到这个事情,需要我这个民科来推进。鉴于我既没有资源也没有团队,如果有哪个平台(无论地球哪个角落)愿意提供机会给我去推进,我也乐意去探索命运的另一种途径。下一节探讨更为震撼的“观察者效应”。

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页面更新:2024-04-16

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