波粒二象性——古今观（续）

如果，您对这个百年来的物理学争论有兴趣的话，请静下心来先来阅读博文：“波粒二象性——古今观”一文（http://blog.sina.com.cn/zhengchunxue），它将让您初步了解争论的焦点是什么。

光的本质是什么——经典物理学的认识

牛顿认为，光是沿直线传播的连续粒子流；惠更斯则认为，光是前进的波。两种观点各有支持者，人数众多。而后，由于光的干涉实验，证明光就是一种波，此后，光的波动说几乎统治了物理学界近百余年。这期间，我们称为经典物理学对光的本质的认识。

近代物理学对于光的本质认识

二十世纪初，由于普朗克的伟大发现，掀起了物理学的急剧变革。普朗克发现，能量的传播是不连续的，而是一份一份的，就像连续发射的子弹一样。这种一份一份的能量，普朗克称为“能量包”，它是能量的基本单元。用物理学的语言讲，就是说，能量被量子化了。普朗克本人因而获得了诺贝尔物理学奖。

年轻的爱因斯坦将普朗克的量子理论引入光的学说，称为光子学说。他认为，光是由光子组成的粒子流，而没有质量，只有能量的光子，就是普朗克理论中的能量子。物理学上著名的光电效应，只能用光子学说来解释，爱因斯坦的理论被物理学界广泛接受，他本人也因此获得诺贝尔物理学奖。

光的本质到底是什么？即有粒子的表现，也有波的表现，它们是统一的吗？

于是，物理学界的先辈们，给出了光具有波粒二象性的解释。光的本性即能够表现为波动性，也能够表现为粒子性。比如，在光的干涉实验中；光能表现为波动性；在光的光电效应中，光就表现为粒子性。为了使得这种互相矛盾的解释能够共存，先辈们认为，这和实验者的实验目的与使用仪器有关。

年轻的法国物理学家德布罗意（在他的博士论文中）论证了实物粒子也有波动性，比如电子，随后的实验中证明了电子也有波动性，而且能够测出它的波长。德布罗意也获得了诺贝尔奖。

在真空中沿直线传播的光子是什么形态呢？单个的电子在真空中传播是粒子、还是某种波？没有人能说清楚。

中国“太极波”假说PK“波粒二象性”统一模型

面对微观世界粒子中，关于亚原子粒子波粒二象性，中国学者（如，甘永超教授等人）将太极/阴阳学说理论，引入对光本质认识，提出“太极粒子波或太极波”的新概念。认为，光子犹如太极，太极可大可小；太极中有阴/阳，阴阳互生互根。拿一件事物来说，开即为阳，合则为阴。光子就是太极，单个的光子沿直线行进，表现为阴与阳的互换，表现为开与合的转换，表现为膨胀（开）与收缩（合）的交替——“开”与“合”交替就是种震荡着的能量。中国的“太极”对应着普朗克的“能量包”，也对应着光量子。你可以想象一下，“能量包”的存在形态，它在膨胀与收缩交替的进行中，沿直线行进，其实就是一种能量“波”。

研究者认为，微观粒子（如光、电子）在真空中的行为既是粒子（太极）又是波。太极中有阴/阳之分，粒子在传播过程中，由于有“膨胀”（阳）也有“收缩”（阴）的交替，就能发生物理学上的“震荡”，而震荡就能产生波。在三维空间运动着的粒子大小（直径）与波长λ对应，粒子行进速度的快慢与v（频率）相对应，粒子的能量e大小与h(普朗克常数)相关（倍数关系）。

你不妨想象，中国古老的太极图。当“太极”围绕圆心转动，又沿一条直线前进时，“阴阳鱼”的分界线就是一个“基波”，而“阴阳鱼”一边转动一边沿直线前进，就画出一条连续的驻波。

中国学者认为，各种微观世界中的亚原子粒子，都是以“太极波”（或称 “太极粒子波”）的形态存在。古往今来，关于“粒子”/“波”的争论，是只看到实物的一面，而忽视另一面，其实它们是同时存在的。犹如，一枚硬币，同时有着不同的两面而已。

                                                             （文/郑春学 2012—10—22）

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