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试问:“光波”和“电磁波”的自然属性完全一样吗?(2)——现代科学启蒙主义系列

(2012-05-28 15:54:28)
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 为何这种已经普遍流行于全球各国的中学、大学和研究院所长达一个多世纪的麦克斯韦的“经典光·电统一观”,必须要被彻底否定?

 




 

众所周知,在20世纪初玻尔发现“量子物理学”之前,从26个世纪之前古希腊毕达哥拉斯开创的“古代物理学”到17世纪伽利略开创的“近代物理学”,“光”和“电”这两种最为常见的自然现象一直都被当作两种不同的数学模型来分别处理的。至于“光”和“电”这两种最为常见的自然现象的统一诠释源,最早源自英国的麦克斯韦用哈密顿发现的“四元超复数代数几何模型”写成的“经典电动力学”。

 

这种哈密顿首先发现和创立的“四维超复数超空间几何学”,随后就被英国史学界赞誉为“最后一个自学成才”、无职业、无薪水的亥维赛改造成一种前所未有的“三维矢量空间几何学”,重写了麦克斯韦电动力学全部的内容,麦克斯韦总结的20多个基本方程式,简化为只有4个基本方程式组成,形成了今天全球各国通用的标准方程组,即大名鼎鼎的“麦克斯韦方程组”。英国物理学界为了永恒纪念和感谢这位绝世天才亥维赛,特意将“经典电动力学”的单位制命名为“亥维赛量纲制”。

 

随着20世纪初玻尔发现和创立“量子物理学”,迫使全世界的科学家不得不重新认识和理解“光”和“电”这两种最为常见的自然现象。虽然麦克斯韦从“经典电动力学”发现和总结的“经典光·电统一观”,至今在全球各国的中学、大学和研究院所的影响极其广泛又极为深刻,已经深入人心,根深蒂固。但是“量子物理学”却毫不犹豫地将“光”和“电”这两种最为常见的自然现象重新严格地区分开来。

 

然而,在已经过去的全世界的历史事实证实,那位曾经开创“晶格动力学”,并给“新量子力学”赋予“统计概率诠释”的物理学诺贝尔奖的获得者德国的犹太人玻恩和沃尔夫,于1959年这么晚的时候联手写了一本闻名全球各国被多次反复再版的著名光学教材“光学原理”,依旧毫不松懈地紧紧固守着麦克斯韦的“经典光·电统一观”。足见这种传统认识观的惯性和滞后性是多么得强大无比,总是能够轻而易举地抓走全球各国的中学、大学和研究院所的师生的心灵和头脑,一个不剩地统统都被强行关进麦克斯韦的“经典光·电统一观”的思想监狱内,不得逃脱出来!

 

“光”和“电”这两种最为常见的自然现象,到底是应该被彻底统一在一起呢?还是应该被彻底分离开来呢?即使在21世纪的今天,想必全球各国的中学、大学和研究院所绝大多数的师生,也是莫衷一是,各执己见,没有任何一个人情愿放弃各自的陈见的。

 

至少在我们看来,所有地球人围绕“光”和“电”这两种最为常见的自然现象的相互对峙的争执,它们二者到底是应该被彻底统一在一起呢?还是应该被彻底分离开来呢?一点都不重要,虽然无论何人,都不可能用仅用三言两语就能够将其中的缘由说明白。至少在我们看来,重要的是莫过于绕“光”和“电”这两种最为常见的自然现象,在物理实验上是截然不同的两种自然对象。我们为此而作出的种种努力,专门撰写这个系列的文章,目的只想帮助世界上所有被“现有物理学”继续关押在麦克斯韦的“经典光·电统一观”的思想牢笼中的人们,能够冲破这座貌似是牢不可破的思想监狱的铜墙铁壁,使之最终可以成功越狱!

 

诚然,我们也深知在这个世界上,并不是所有被“现有物理学”继续关押在麦克斯韦的“经典光·电统一观”的思想牢笼中的人们,个个都想从中逃脱出来。而且,全球各国的中学、大学和研究院所绝大多数的师生,都会自争先恐后地、告奋勇地、自觉自愿地、热情洋溢地积极充当这所思想监狱的义务性的狱卒和狱官。因此,我们十分清楚我们在21世纪的今天所面对的对手是多么得强大?是多么得强悍?是多么得显得不可战胜?然而,这种严峻的“我弱人强”极其不对称的战争形势,在世界人类史上,早就是屡见不鲜,汗牛充栋了。历史上的每一场重大思想革命刚开始的时候,总是“只有一个人来应对整个世界的战争”。预先就注定了这是一场旷日持久“冒天下之大不韪”的持久战,永远都不能期盼仅仅依靠几次火拼就能立刻结束的一场世界大战。

 

我们作为这场大战的第一个挑衅者,虽然仰仗的是“量子物理学”和众多的“光/电实验”,但是依旧常常会被整个世界情不自禁、不约而同地当作是异类看待,甚至是认作是反科学的邪恶小丑来对待。在“量子物理学”中,“光”和“电”是截然不同的两种很常见的自然现象,“光”是由“光量子”构成的;“电”是由“电量子”构成的,尽管二者各自都有毋庸置疑的“波·粒二象性”,但是,这两种量子的自然属性有着本质上的重大分别:

 

可以对易的光量子是玻色子,其自旋总是为整数。

不可对易的电量子是费米子,其自旋总是为半整数。

 

决不能将这两种不同数学几何模型的、不同自然属性的两种量子,在各种场合下,或在任何一个时间内,鱼目混珠,混为一谈!

 

1922年玻尔尚未发现和创立“旧量子物理学”之前的所有年代里,全世界没有任何一个人知道什么是“玻色光子”?什么是“费米电子”?他们把“光”和“电”这两种最为常见的自然现象,依据麦克斯韦的“经电动力学”而混为一谈,人们当然有十足的理由,不加任何质疑。麦克斯韦的“经典光·电统一观”的举世公认,丝毫吓不倒我们对这种陈旧科学观的否定的决心。

 

正如各国大众所知道的那样,在20-21世纪的各国通讯工程技术领域内,通常都是采用“铜铝金属电线”传导“费米电波”;“玻璃光纤线”传导“玻色光波”。而且,不论在哪个国家内,似乎从来都没有任何一人听说过,有人会用铜铝金属电线”传导“玻色光波”;或者用“玻璃光纤线”传导“费米电波”这类耸人听闻的奇闻异事。

 

常言说得好:“凡事总有例外”,作为世界上所有那些追求最新科学技术的各国科学家和工程师,他们为了找寻各种高温超导材料,早在20世纪80年代就已经知道在接近绝对零度的条件下,这种“玻璃光纤线”其实也能够像“铜铝金属电线”一样,真的可以传导“费米电波”。不仅如此,在接近绝对零度的条件下,这种“铜铝金属电线”发生了“费米电子凝聚”变成了所谓的“库柏电子对”,真的能够像“玻璃光纤线”一样,可以传导“玻色类型的库柏电子对光波”。

 

更一般地说来,20世纪的量子物理学,量子场论,高能粒子物理学,量子凝聚态物理学,量子超导物理学,量子超流物理学,……,等众多的学科,都独立地验证了各种“费米子”可以发生凝聚,转变为“玻色子”。而且,任何一对正反费米子相遇,总是可以湮灭为一对光子。

 

反过来,玻色子能够转变为费米子吗?在“晶格动力学”中的“Bose-Habburd模型”中,格点总是存在一定的排斥势。要是“格点间能量”中的“排斥势能项”大于其“交换能项”在两个数量级以上,那么出现在每个格点内的玻色子的期望值,将只能取0或者1两种状态;至于出现两个玻色子的概率会很小。于是,能够使得“玻色子”变得象“费米子”一样,无法在格点上占据同一个状态。2004年,Bloch组通过实验证实了这个现象的存在,这意味着格点上的玻色子变成了一个自旋为1/2的费米子。这种“Bose-Habburd模型”中所存在的问题是,“格点间能量”中的“排斥势能项”,并非总是会大于其“交换能项”在两个数量级以上。

 

高能粒子物理学证实:一对高能玻色光子,假如碰巧非常贴近地从一个原子核旁边擦肩而过的话,那么则会转变为一对正负费米电子。这个实验非常可靠,而且能够被各国的高能物理实验室独立地重复证实。

 

圣经说:“土归土,尘归尘”。即使光子和电子在一定的物理条件下,可以相互转变,可是,玻色光子是玻色光子,费米电子是费米电子,无论何人,始终都不能错误地将光子和电子混为同一种量子。“光”和“电”, “光子”和“电子”,“光量子”和“电量子”,“光能”和“电能”,“光波”和“电波”,……,等等,它们二者在自然界中,分明是两种截然不同但又是很常见的自然现象,始终都不能够被错误地统一为同一种物质。换言之,这种已经普遍流行于全球各国的中学、大学和研究院所长达一个多世纪的麦克斯韦的“经典光·电统一观”,必须要被彻底否定!

 



 

 


 相关链接:


  试问:“光波”和“电磁波”的自然属性完全一样吗?(1)

  试问:“光波”和“电磁波”的自然属性完全一样吗?(2)

  试问:“光波”和“电磁波”的自然属性完全一样吗?(3)

 

 

 

 






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