從愛因斯坦到未來:光為什麼是橫波?理解了光,就理解了宇宙

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1638年法國數學家皮埃爾·伽森荻提出物體是由大量堅硬粒子組成的。牛頓隨後對於伽森荻的這種觀點進行研究,於1675年提出假設,認為光是從光源發出的一種物質微粒。惠更斯認為,光是一種機械波;光波是一種靠物質載體來傳播的縱向波,傳播它的物質載體是“以太”;波面上的各點本身就是引起媒質振動的波源。根據這一理論,惠更斯證明瞭光的反射定律和折射定律,也比較好的解釋了光的衍射、雙摺射現象和著名的“牛頓環”實驗。1817年,託馬斯·楊放棄了惠更斯的光是一種縱波的說法,提出了光是一種橫波的假說,比較成功的解釋了光的偏振現象。1905年3月,愛因斯坦在德國《物理年報》上發表了題為《關於光的產生和轉化的一個推測性觀點》的論文他認為對於時間的平均值,光表現為波動;對於時間的瞬間值,光表現為粒子性。 1921年,愛因斯坦因為"光的波粒二象性"這一成就而獲得了諾貝爾物理學獎。

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我們扔一顆石子到水裡,水錶面的漣漪向四周散開,看到的是橫波。但是在水的內部,則是縱波,如同空氣中聲音的傳播一樣。在液體裡,粒子是隨機分佈,所以它們是隨機組織的。當粒子隨機組織時,只有擠壓能改變組織的構型,剪下變形不能對粒子分佈起任何作用。因此,隨機組織只有縱波,而沒有橫波。在固體裡,粒子排列成有規律的列陣,是一個不同的組織。不同的組織會導致不同的波。擠壓變形和剪下變形都能改變組織的構型。所以,固體裡又有縱波,又有橫波。

如果把真空理解為超流體(超流體真空論),但是在粒子隨機分佈的液體裡,波動只能是粒子密度波,其對應於一個縱波,而不是橫波。可見,光波不是普通的波,它是非常特別的波,由於這些特別的性質,只有縱波的液體和同時擁有縱波和橫波的固體,都不能成為可以承載光波的媒介。

按照弦網密度波來解釋,在弦網隨機分佈的弦網液體裡,波動是弦密度波。在弦網液體裡,有些地方會有較多的弦,但有些地方會有較少的弦,這就是弦密度波。不同於粒子,弦是有方向性的。所以弦密度是由一個向量來描寫的,弦密度的變化方向總是垂直於弦的方向。因為弦密度波的運動方向就是弦密度的變化方向,這表示弦密度波是一個橫波。而且,只有橫波,沒有縱波。目前在數學上已經可以推匯出弦網液體裡的波就是電磁波。

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按真空渦旋來理解,那就更容易理解了,真空渦旋構成了弦的基本單元,渦旋的自旋方向和絃的移動方向是垂直的,多個光量子相幹形成光波,光波的移動方向和光量子的基本單元“真空渦旋”自旋方向是垂直的,所以是橫波。

那麼為什麼不像水面的橫波那樣,向時空四周擴散呢?因為多個光量子相幹,形成的是“區塊波”(區塊波我之前在文章《從量子糾纏和量子相乾的等效性談雙縫幹涉實驗,可以解釋所有現象》中已經提到,這是一個我自己起的名字),區塊波由多量子相幹形成。多量子區塊波而不是像水波那樣,水波是水分子的密度波,光波是光量子相幹形成的區塊波,波是因為渦旋之間的相幹形成,關鍵在於渦旋的自旋方向和其整體的運動方向垂直,形成的機理不同。我說的區塊波就是弦網密度波,但是區塊波可以更好的理解波的形成機理,即本質是多量子的相幹形成。

為什麼說理解了光,就理解了宇宙。因為光是真空能量波,所謂的真空渦旋,並不是一種與周邊真空不同的獨立的實體小球,而是真空本身因為能量的不平均形成的“渦旋”,本身的屬性就是真空的一部分。而光作為連線真空與人的一種“能量”,可以被人和工具感知,是人理解真空的一種很好的“表現性現象”。

理解了光,就理解了真空。理解了真空,就理解了宇宙。

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