不存在什么“光子”

1、.不存在什么“光子“不存在什么光子?！癟here is no such thing as a photon蘭姆W.E.Lamb如是說。對，就是發(fā)現(xiàn)蘭姆位移Lamb Shift，獲得過諾貝爾獎的那個蘭姆。最近重讀蘭姆的經(jīng)典文章“Anti-Photon。這里的 Anti-photon 不是反粒子那個概念下的反光子，而是反對“光子這個說法。更確切的說，是反對通常人們概念中的那個“光子。蘭姆甚至提議給合格的人發(fā)答應(yīng)證，人們需持證使用“光子Photon一詞?？梢韵胂?，響應(yīng)的人并不多。我們通常想象中的光子是什么樣子的呢？一個很小很小的發(fā)著光的小絨球球？相信有不少人真這么想呢。錯了！錯了！為什么會這樣呢？光

2、的粒子說不是已經(jīng)隨著楊氏干預(yù)等一系列實驗以及麥克斯韋方程組的極大成功被丟進(jìn)歷史的垃圾堆了嗎？為什么還會有很多人對光子抱著這樣的想象呢？首先，這要歸于我們?nèi)祟惖南胂罅?，因為任何物質(zhì)，我們都需要把它形象化才得以理解。物理學(xué)家經(jīng)過訓(xùn)練，可以借助抽象的數(shù)學(xué)工具去理解超出一般人想象力的現(xiàn)象，但是大多數(shù)普通人，還是需要形象化的幫助的。于是，在很多科普作品中，只要涉及光子，我們就會看到那一個個發(fā)著光的毛茸茸的小球球。其次，我們中學(xué)時期就聽說過光的粒子說和波動說互相斗爭的故事。最后誰勝出了呢？老師出來和稀泥了：光既是粒子，又是波，光有所謂的“波粒二象性。其實，我們被騙了我們被這五個字騙了。光不是粒子。光就是光

3、，光是電磁波。我們從來沒有觀察到過那個被稱為“粒子的光子。但是普朗克的黑體輻射理論是怎么回事？愛因斯坦的光電效應(yīng)又是怎么回事？事實上，無論普朗克還是愛因斯坦，都沒有用“光子這個說法。在那個時候，“光子這個詞還沒有創(chuàng)造呢。確切的說，他們提出的概念應(yīng)該稱為“光量子light quanta。“量子和“粒子不是一回事，就像“量子力學(xué)不能被稱為“粒子力學(xué)一樣。光量子的意思是：光的輻射和吸收，只能按一定的能量一份一份的來，大自然這個販賣機(jī)不承受半份的訂單。什么是粒子呢？我們所講的粒子，有空間尺度，所以我們可以探測到它們的位置。雖然這個測量受到不確定原理的約束，但是測量是可行的。而光子呢？光子不具有像電子那樣的波函數(shù)，也不具有相應(yīng)的位置算符，它的位置是完全不可知的。不是有單光子探測器嗎？探測器所在位置，難道不是光子的位置？不是的，那是和光子發(fā)生互相作用的探測器原子的位置。光子在被吸收之前處于什么位置？我們不知道。拋開對光子的這種粒子化的想象，有些問題就不那么難理解了。例如在雙縫干預(yù)實驗中，人們經(jīng)常提的一個問題是：光子終究是從哪一個狹縫穿過去的。當(dāng)我們不再把光子當(dāng)作通常所說的粒子時，恐怕根本就不會提這樣的問題了。光是波，是電磁場，而光子是電磁場能量轉(zhuǎn)化的最小單位，不是什么“粒子。光的本質(zhì)，是科學(xué)家仍然在探究的一個