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1 # 淡漠乾坤
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2 # 嘟嘟龍捲雲
三千年前,人類就在研究光學了。
“景,光之人,煕若射”——《墨經》,這是墨家第一次對小孔成像的物理描述。但古人對光學的研究絕不僅限於此。
我們知道基督教第一次傳入中土,名為“景教”,為什麼要用“景”這個字來表示基督呢?相信大家都已猜到了。
《聖經》——“那吩咐光從黑暗裡照出來的上帝,已經照進我們心裡,叫我們得知上帝榮耀的光,顯現在耶穌基督的面上。”這就是從上帝與基督之間的光景關係而為名
在古代光學的概念更為寬廣,我在這裡也是順應古人的世界觀來理解罷了。就說墨子吧,我們只知道他在科技上的傑出貢獻和他的博愛思想,卻往往忽視了另一個問題,那就是在諸子百家中墨家是最敬鬼神的,墨家的家長叫鉅子,接班人叫“靈子”,並且教內有密不外傳的通神術,但由於對靈子選拔的嚴苛就導致後繼無人了。
整個人類文明的誕生都是從巫靈之術開始的,今天西方人一手捧著《聖經》,一手創造高科技,這不滑稽,而是有深刻道理在其中的。
“潛雖伏矣,亦孔之昭”——《詩經》
“孔德之容,唯道是從”——《道德經》
所以這個“孔”字,必然來自於“小孔成像”的孔,於物而言是孔,於人而言是心。意為“窺見”、“明瞭”、“彰顯”之意,後世的字意有所拓展而已。可見祖先對光學的研究早就深入“量子神學”境界了,每日“慎獨”於密室之內,“日三省乎己”。
人類對自然界的第一個感受恐怕非光莫屬了。因為,光可以驅趕黑暗,帶來安全感;光可以驅趕寒冷,帶來溫暖。
然而,光又是自然界中最為與眾不同的東西。光不僅速度最快,而且其速度還具有不變性;此外,在許多物理公式中,都有光速的身影,比如質能公式和廣義相對論的引力公式等。
至於光的本性是什麼,也是人類研究的比較多的。比如,光具有波粒二象性、不同頻率的光具有不同的顏色,而且可見光只是光的很窄的頻段等。
光是我們理解和認識自然界的一把鑰匙,只有真正瞭解光的本質及其具有的特殊性質,我們才有可能獲得一個統一的世界觀。
然而,我們對於光的認識還是非常膚淺的,更多的是流於表象的認識,缺乏對光的本質瞭解。
比如,既然光具有波粒二象性,那麼光應該與其他具有波粒二象性的微觀粒子一樣,其本質是粒子,只是具有波動性罷了。
於是,問題來了。作為粒子必須具備兩個基本條件,其一是內涵,需要有質量;其二是體積,需要佔有一定的空間。
根據人類認識的基本原則,“凡是具體的,都是有限的。”質量為零或體積為零的粒子都是不存在的。因此,只要光的本質是粒子,那麼無論光子的質量和半徑有多小,但一定是大於零的。
於是,光子的質量和半徑的大小是需要我們研究和認識的。但是,實際上對於光子質量和半徑的探索卻並沒有引起人們的重視。為什麼呢?
因為,人們形而上學的機械世界觀是根深蒂固的。他們認為光子與其他粒子是截然不同的兩類物體,認為光的特殊性是其內在的屬性,而不是同一物理機制在不同極限情況下的不同表現。
比如,根據光速不變原理,將光速不變絕對化。認為光速相對於任何參照系都是不變的;認為不同能量的光速差是絕對為零的。
然而,在現實世界中,不存在絕對性,一切都是有條件的。光速不變也不例外,其只具有相對性。
比如,光子只相對於具體的物理空間具有速度的不變性,這就好比我只幫助需要我幫忙的人或我只幫助好人,而不是任何人。
比如,光速與其能量是有關聯的,只是不同能量的光速差遠小於光速,表現為光速與能量無關。這就是光速不變的相對性。
人們之所以認為光子與眾不同,其質量絕對為零,是基於光速不變的絕對性。對此,我們可以逆向思維。既然光是粒子,其一定具有質量,從而說明光速不變只具有相對性。
如何理解光速不變的相對性呢?
自然界是一個有機整體,其中的任何物體都會受到其物理背景的約束,即不存在絕對獨立和自由的粒子。因此,任何物體的外在能量都具有兩種存在形式,即相對於自身的動能和相對於空間的勢能。
在大海中,船的運動,除其自身的動力之外,還會受到海水的影響。而且,船越小,受到海浪的影響就越大。對於光子來說,也是如此。由於光子的質量非常小,以至於其動能遠小於勢能。
於是,光子的能量變化主要是其相對於空間的勢能,表現為光速與能量近似無關;
於是,光速是光子維持其空間勢能的速度,表現為只相對於空間具有速度不變性。
總之,我們對於光的認識還需要更深入的研究,需要我們卸掉光子神秘的光環,將其作為自然界中眾多粒子中的一員來認識和理解。光子唯一的特殊性,只是其質量和半徑最小而已。