侯工：光的真相

光是人类最常见的自然现象，同时又是人类最不了解的自然之谜。直到现在，人们还认为光是由一种称为光子的基本粒子组成。具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性，也就是波既有波动说又有粒子说。

其实波动说与粒子说是互相矛盾的——如果说光是波，它就是象水波和声波一样只有形在介质中传播，本身没有载体；如果说光是粒子，它就会象子弹或者宇宙射线一样没有波形而有载体；所以两者只能取其一。通过光的干涉、衍射和偏振等大量的实验都说明光是以波的形式传播的，而说明光的粒子性只有光电效应，但是，鄙人已经证明，光电效应并非由光子引起的，而是由光的频率引起的——电子的固有频率与光的频率产生共振而逸出原子成为自由电子从而形成光电效应。马克斯·普朗克发现的普朗克关系式E=hv （h为普朗克常数），将能量 E与频率 v关联在一起，就说明光电效应是电子对光波的频率响应而导致的共振现象。既然连光电效应都是由光波的频率引起的，那么光的粒子说就彻底地被颠覆了。

光是如何产生的？光的速度是怎样产生的？为什么光速是宇宙的最高速度？光波的形状又是什么样的？光的干涉、衍射和偏振现象究竟是怎么回事？这些问题到目前不不是很清楚，那么就让鄙人说个明白。

首先请大家看一个电子图：

            图一个电子结构图

这个电子结构图说明，电子是由5能量粒子组成的，由于5个粒子连成一体，就会互相阻碍而形成失速，其失速表现为各自的速度不平衡，根据同速共存原理，如果速度不平衡，5个粒子就会散开，电子也就不存在了。于是，宇宙球面就对它施以援力，牵带着它运动。如何牵带？这是非常考究的，如果牵带它平移运动，肯定会产生摆动，摆动就产生不平衡；如果使它绕实轴转动，蓝色两个没有位移，红色的速度大于蓝色的，因此不平衡，如果红色的不转动而绕虚轴摇动，那么红色的只有上下波动，蓝色的又大于红色的。既然宇宙球面能够让红蓝速度平衡，肯定是有办法的，那就是一边绕实轴旋转，一边绕虚轴摇转。但是，这时问题又出现了——红色的既旋转又摇转，就象大人一样步幅大，蓝色的旋转没有位移，仅有摇转，就象小孩一样步幅小，怎么平衡？脑子快的马上想到：在大人走一步的时间里，小孩走两步，对！宇宙球面就是这样做的——在红色的旋转一周（360度）的时间里，蓝色的摇转两周（720度），这样就做到了平衡。这就是电子必须旋转2周才能回复原样的原因，这种现象称为费米子半奇数原理。

宇宙球面施给蓝色粒子的力形成的应力带是相反的，于是形成磁场，红色粒子的应力带形成电场，当电子自旋时就是微型的电磁场在振动，电磁波就是这样产生的。

光是频率在3.9×10^14~8.6×10^14Hz之间的电磁波它是怎样发出来的呢？

在常温下，电子在自己的轨道上运行，它周围的应力带形成应力定势，不会产生应力带波动，是没有光的。一旦物体温度升高，电子获得能量，运动速度增大，就会从低能级的内轨跃迁到高能级的外轨，就打破了外轨的应力平衡，根据泡利不相容定理，这个电子又被赶回内轨，这样反复地来回运动，就使电子周围的应力带产生波动，这样，电子自旋产生的电磁波就发出来了，于是光就这样产生了，它就象一只蛰伏在草丛里的青蛙，平时我们看不见它，当它用力一跃，跳起来我们就可以看到它的模样了。

由于光是由宇宙球面牵带着电子运动产生的，因此，宇宙球面的速度就是光的速度。光的速度就是这样产生的，宇宙球面的速度叫做宇宙原速，是宇宙的最高速度，所以光速是宇宙最大的速度。从图中，我们就可以想象出光波的形状来，它不是象上下摆动绳子那样的纵向波，不是象水波那样单纯的呈圆圈形的波，也不象声波那样由振动产生的波形，光波是各个方向都有的三文治式的夹心的转动一周摇转两周的波形，可见光波是自然界最复杂的波形，人们不理解这种波形时，就错误地以为光波有粒子性，当我们看到电子的结构和它的运动方式时，就明白光只有波动性而无粒子性，只不过光的波动性比较复杂而已。

光干涉是指同一的两束光互相干涉形成干涉条纹的现象，就象两个水波互相干涉一样，如图：

                  图二 两水面波的干涉

              图三  同光源的两速光干涉图

光干涉必须满足三个条件：振动方向相同，频率相同，相位差恒定，因此，只有靠近的同光源的两束光才会发生干涉现象。

衍射是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。在经典物理学中，波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后会发生不同程度的弯散传播。假设将一个障碍物置放在光源和观察屏之间，则会有光亮区域与阴晦区域出现于观察屏，而且这些区域的边界并不锐利，是一种明暗相间的复杂图样。这现象称为衍射，这是波的一种物理性质。光的衍射现象说明光的波动性。

图四 红色激光穿过小圆孔时产生的衍射条纹

光的偏振，振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振是光的波动性的又一例证。从电子结构及其运动方式可以知道，光是各个方向振动的。你可以通过一个实验想象这是一种什么景象：你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上，另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。如果你现在拿绳子上下振动，绳子产生的波就会从两根竹子之间通过，并从你的手传到那棵树上。这时，那座篱笆对你的波来说是"透明的"。但是，要是你让绳子左右波动，绳子就会撞在两根竹子上，波就不会通过篱笆了，这时这座篱笆就相当于一个起偏振器件。因此，用偏振片可以产生偏振光，偏振光就是用偏振片将其它振动方向的光过滤掉，留下一个方向振动的光。以前人们不知道电子的结构和运动方式，误以为光波是象绳子振动那样的纵波，1808年，马吕斯在试验中发现了光的偏振现象，还错误地以为这一发现成为了反对波动说的有利证据呢。