從古代起，人們就已經熟悉光現象了。但是，光究竟是什麼呢？這卻是一個不容易回答

的問題。人類對光的本性的認識，經歷了漫長而曲折的道路，有一個辨證發展的過程。在十

七世紀出現兩種學說，一種是牛頓主張的微粒說，認為光是從光源發出的一種物質微粒，在

均勻媒質中以一定的速度傳播。另一種是惠更斯提出的波動說，認為光是某種振動，以波的

形式向四周傳播。這兩種學說在解釋光的某些現象時都有自己的優勢，但並不能完美地解釋

所有的光現象。二十世紀初愛因斯坦在解釋光電效應時又提出了光子說。微粒說與波動說是

兩個互相對立、互相矛盾的理論，但是人們在大量的科學實驗中又確實驗證了它們都有自己

的正確性。所以現在人們不得不來一個折中的說法，叫光具有波粒二象性。即光既具有波動

性，又有粒子性。

　　從上述對光的理論發展中不難看出，人們對光的實質性還沒有完全把握，對這一現象的

基本成因尚未弄清。按照振動理論的觀點光是什麼呢？光是一個振動源作用到氣體分子使其

產生振動的能量傳遞形式，或者說是氣體分子振動（運動）的軌跡或影像，這種能量透過視

神經振動傳遞到人的大腦神經所產生的一種感覺，也可以說光是能量傳遞的一種現象。這裡

需要說明的是，光源就是振源，它是某種物質以遠遠高於周圍其它物質的振動屬性，且連續

不斷地向四周或某個方向發出振動傳遞的能量體。這也就是說只要把一種物質或一個物體使

其達到足夠大的頻率、足夠大的振強時，就可以使其成為振源。在我們日常生活中，太陽屬

於自然振源，燭光和火焰也屬於自然振源，電燈和手電筒燈泡的鎢絲屬於人造振源。所以，

光的強弱取決於振源物質的振動屬性，這個說法很容易理解，振源物質的振動強烈一些，光

就亮一些；振源物質的振動不太強烈，光就弱一些。當然，一個振動源作用在液體中或固體

中也可以產生光的現象，這不屬於我們平常所說的日常生活中看到的光。

　　如果你對上述光的定義有什麼懷疑的話，你可以做一個實驗：在漆黑的夜晚，閉上你的

眼睛，然後用手指猛彈你的眼珠（隔著眼皮），你會發現有閃光現象。這說明在沒有外界光

源的作用時，對視神經作用一個當量的能量，傳遞到大腦後產生一個光的當量感覺，你就感

覺到有一個當量光的存在。另外，當你蹲久了猛然站起時，就會感覺眼冒金花，眼前有許多

亮點飛舞。這說明突然的血壓變化衝擊視神經，這個衝擊能量與空中許多亮點的振動傳遞能

量作用到大腦產生的感覺基本相同，所以就產生許多亮點的幻覺。順便說一下，人們產生的

各種幻覺，道理與此基本相同。這一點從表面上講好象不符合哲學原則—存在決定於意識，

但實際上並不矛盾。因為大腦中如果原來沒有那個物體的感覺，即便有一個當量感覺你也不

知此為何物？所以幻覺仍是存在先於意識，只不過當時是意識先於存在。對於存在和意識的

後用手指敲擊身體其它部位而不敲擊眼球，為什麼不會產生光的感覺？這是因為其它部位的

神經通道與大腦的相應神經部位不是直接連線，大腦神經組織也有區域分工，這是生理學方

面的問題，我們將在後續的章節中細講。

　　在光學中最基本的知識是光的直射、折射、反射和衍射，用振動理論對它們應如何解釋

呢？首先談一下光的直射。我們的眼睛平常看東西時眼睛所接受到的能量範圍是有限的，能

量太大或能量太小都接收不了。應該說我們的眼睛大部分接收的能量並不是光的直射傳遞來

的，而是空氣分子縱向振動過程中產生的橫向振動能量。因為直射的能量太大，超出眼睛接

收的範圍。你若不信，試問：誰敢在烈日下正眼看一下太陽呢？光的直射用振動理論的觀點

來解釋就是：在介質中振源至某個物體在直線距離上作縱向振動傳遞能量的現象稱為光的直

射。光的直射或者說能量的縱向振動特點是，傳遞速度快，傳遞能量大。當然這也取決於介

質的特性，在同樣的介質特性情況下，上述特點仍然成立。在這裡也可以看出，介質分子的

形狀、大小均勻程度和分子之間的距離都是影響光的傳遞速度和傳遞效率的主要因素。

　　我們再來談談光的反射，所謂反射就是光的直射遇到物體後光的數量變化情況，用振動

理論的觀點就是縱向振動傳遞遇到物體後各個傳遞方向上能量變化情況。首先來談談遇到一

個平面的情況，為了便於理解，我們還是以日常生活中搗檯球的例子來宏觀地解釋。當一個

母球垂直地撞擊彩色球時（若母球與綵球的大小和質量都相等），母球的能量百分之百地交

付給綵球，這時綵球的運動方向與母球的運動方向完全一致。這就相當於光的直射方向與平

面平行，夾角為零度，光的能量傳遞情況不受影響。當一個母球非垂直地撞擊彩色球時，二

者有一定的夾角，母球的能量並不是百分之百地交付給綵球，綵球的運動方向與母球的運動

方向也就不一致了。綵球一個方向，母球是另一個方向，兩個方向的夾角正好等於二球撞擊

時法向夾角（如果二球表面無比光滑且又是剛性球）。這裡母球撞擊後所攜帶的能量相當於

光的反射能量，母球撞擊後的運動方向相當於光的反射方向，這就相當於光以一定的角度射

向一個光滑的平面，入射角等於反射角。氣體分子的振動傳遞遇到一個平面物體產生的情況

與上述的情況基本一致，所以你更加相信光的反射就是介質分子（氣體分子）與一個平面撞

擊後產生的振動能量傳遞現象了。

　　請讀者注意，我們在上述中是假定球表面無比光滑且又是剛性球，球的大小均勻，質量

相等，平面是一個光滑平面等。實際上這在自然界中是不存在的，而且介質分子的碰撞並不

是在一個平面上進行而是在空間進行的。所以能量並不是百分之百地交付，入射角不是絕對

等於反射角。但是，碰撞前後的總能量是守恆的。入射角絕對等於反射角加上另一部分物質

分子運動方向角度，這就是光的折射現象的成因。折射現象與直射時入射角不是絕對等於反

射角的道理一樣，主要是兩種傳遞介質在交介面上不能進行百分之百地能量傳遞所造成的。

折射率等於能量損耗率，這主要是取決於兩種介質的分子形狀，大小均勻情況、分子排列情

況、分子質量差異、介面平整程度等因素的影響。這方面有關光學研究已經分析得十分細

致，在此不予多說。

　　關於光的衍射現象，我們運用振動理論不想說的太多。因為波動說戰勝微粒說或者說波

動說最得意的時候就是在解釋光的衍射現象了。波動說在能量傳遞方面與我們的振動理論是

很相近的，只是在問題的建立方面有所不同。

是近似值等於300000千米/秒，這個數值按照振動理論的觀點是不對的。按照振動理論的觀

點，光速應該是分子振動傳遞速度，它取決於振源物質的分子振動屬性和中間介質分子的密

度等情況。當太陽的溫度很高時，分子振動很激烈，振動傳遞速度很快，光的速度值應該很

大；當太陽的溫度低到象現在地球和月亮的溫度時，分子振動很微弱，振動傳遞速度很慢，

自然光的速度值應該很小。中間介質分子的密度也是影響光速的一個主要因素，在真空中與

在有稠密分子的大氣層中以及在水中，同樣的振動屬性（振動強度），傳遞速度顯然不同，

光速也不相同。強光燈的光速遠遠大於煤油燈的光速，我想大家不會有太大的爭議。因此，

光速是個不定值，它是與光源物質的溫度呈正比的關係，認定它是某個數字是錯誤的。但

是，在目前的太陽和地球大氣層的狀況下這個光速數值運用於科學研究方面仍然有效，只是

在概念上應該澄清。

　　說到光速，我們來糾正一個錯誤。愛因斯坦曾推斷：當你乘著光速列車時，你就能找回

自己的往事。這是典型的科學上的迷信！因為某個事情的振動模式在大腦中形成感覺模式之

後，如果利用外界手段使其恢復是不可能的，只有透過大腦的內部功能才能實現。因此，我

認為，愛因斯坦在啟迪人們的同時，也無意地迷信著人們，但這並不影響我們對他老人家的

尊重。

　　關於顏色問題。講到光學，我們自然要講一下顏色是怎麼回事。“赤橙黃綠青藍紫，誰

持綵綢空中舞”，這是人們對這種自然現象的疑惑。那麼究竟是誰在空中舞綵綢呢？是物體

上面的能量透過空氣分子的振動能量！傳遞到人的大腦中，是人的大腦感覺！是與物體的分

子形狀的幾何特性有關的！顏色是空氣分子縱向振動經過減弱作用到人的視神經上的能量，

傳遞到人的大腦神經上產生的一種感覺；或者說是一般在太陽的能量傳遞到物體上，再透過

空氣分子縱向振動遇到物體後反射的能量，同時也包括空氣分子縱向振動所產生的橫向振動

能量，傳遞到眼球上，再透過人的視神經的傳遞，在人的大腦神經上產生的一種感覺。很顯

然，人的感覺範圍是有限的，超出一定的能量範圍，作用到人的大腦神經上的能量就不能產

生相應的感覺。以前的科技書上總是以光的波長來劃分顏色的，我們不用這個概念，我們用

空氣分子振動所傳遞的能量這個概念更加準確。人類在大自然界中生存活動時，生理結構也

十分講究實用性。常用的生理功能就穩固下來，不常用的生理功能就不去發展。人在觀察顏

色時也是這樣，超過一定範圍的顏色它就索性不要了。比如，振動傳遞的能量再大，它也覺

得是白顏色（極亮）；振動傳遞的能量再小，它也覺得是黑顏色（漆黑）。人只能在很小的

振動傳遞能量範圍內去感覺紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫色的存在。

　　事實上，自然界中的顏色是沒有明顯的界限的，人們之所以看到有各種不同的顏色，主

要是物體或物質反射的能量所造成的。我們假定，有一個理想的圓弧斜面，當太陽光或一種

強光射向這個圓弧斜面時，在此圓弧斜面的對面的平面上或與該平面所垂直的平面上，就會

出現理想顏色變化區。這個理想顏色變化區是這樣的：由白逐漸變為黑，中間有各種顏色，

但它們之間沒有明顯的界限劃分，是均勻地平滑過渡。但是，為什麼用三稜鏡可以把白光變

為七色光呢？原因是玻璃這種物質的分子結構、分子形狀和分子排列特點所造成的，當然也

與空氣分子的特性有一定的關係。由於它們的特性，使空氣分子振動傳遞經過它們的表面時

再向其它方向反射時，能量分配發生了不均勻：有些方向的能量分配得多一些，分子振動得

強烈一些，可能就是紅色；有些方向次之，可能就是綠色；有些方向的能量分配得很少，分

子振動得很緩慢，可能就是紫色或黑色。為什麼我們日常生活中看到的各種動植物和各種物

體有各種顏色呢？原因是這些物質的分子結構特性對太陽光（太陽傳遞的能量）反射後，剩

餘能量作用到人的大腦神經後，由於能量大小不同所產生的不同感覺所致。

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