光的本质是力场
光是什么?
小时候我对一件事很好奇,火是什幺?它能够向你传递光与热,你却不能抓住它。一但离开火源,便消失得无影无踪。在我们的现实世界里,很多事物都是有量的,比如重量、质量。而质量被定义为物质的多少。但火有多重,它有质量吗?如何给它称重?这些问题一直都困扰着我。世界上存在的一切不都是物质吗?物质不都是有量纲——质量的吗?一定有一些事物不是物质吧?否则,我们为什么从未听人讲过“给我来二斤火?”看来光与热是与物质不同的存在。要搞清物质与光热的不同,必须先搞明白什么是存在。
有个故事,蛙潜井底,见一方蓝天,以为天咫尺见方。鸟至井饮水,与蛙争辩,言天圆如穹,其大无边。鸟行万里,见识广博。蛙潜井底,见识短浅。然它们所言孰真孰假?蛙以井为边,不见天之全。鸟虽高远,亦不能见天之全貌,地平线下,定还有蓝天。我们每个人都有一个世界,这个世界就是我们井口蓝天。井口的边际就是观念的局限。世界是我们观念之下的世界,而不是绝对的,自在的世界本体。即便你爬出井口,也会落入另一个井里。因为人的自在就是观念,无人的观念便无人的自在。故笛卡尔说:“我思故我在。”人必然活在自己的观念(井口)里,所以人的世界,必然是观念的世界,井口的世界。所以,人是自我存在的桎梏,不管你是鹏程万里的鲲鹏,还是树木林间的小雀,每个人的世界,都只有自己井口般大。谁也不比谁的更真实,谁也不比谁的更绝对。这就是相对性的根本由来。我思故我在,我在为自在,自在有此在,此在为实在。存在在于被感知。在我们人所面对的世界里,是我们自身的观念世界,因此,现实世界必为观念世界。
但是何为观念?观念是上帝或上天根殖于心灵中的吗?这显然不是科学应有的态度。观念是心灵对外在世界的映像,是对自在世界本体的认知。人有认知本体的能力,却无反映绝对纯粹本体的能力。因为任何认识都必然映射于自我的观念之中。观念不同,世界便不相同。佛祖把自在的本体世界比作彼岸世界,而把观念之下的世界比作此岸世界。观念之下无真实,所以佛说:“色不异空,空不异色。色即是空,空即是色。”“受想行识,亦复如是。”此岸无真实,彼岸无真知。因为此岸以心识,彼岸不可识。所以,佛曰:“四大皆空。”我们现实世界里一切眼见的真实,都是虚假不实的。能破此岸之迷,能达彼岸之真,便是佛陀智慧。道法自然,无为而治。虚心弃智,弃物消遥。是佛道两家殊途同归的不期而遇,也是智慧运行的必然结果。
我们所存在的此岸世界——观念世界,是心灵对自在自然的观念反映。因此,自在本体决定了观念世界的基本形式,而心灵观念决定了观念世界的存在形式。上帝是万物的主宰,而“人是万物的尺度。”(上帝决定了相互作用的绝对性,而人决定了作用结果的大小——时空丶质量等物理量的大小的相对性。一切物理现像都是相对于人——观者坐标系的。这就是相对论。)那么,自在本体之于心灵的基本形式是什么?它就是相互作用。所以,只有相互作用是绝对的。不管什么样的观者,相互作用都是绝对存在的。或者说相互作用——力场的存在是绝对的。但人们对相互作用认知结果是相对的。或者说人所认知的一切都是相对的。
那么,人所认识的相互作用的结构是什么样的呢?或者说人们是以什么样的结构形式来认识相互作用的呢?即然是相互作用,就必然存在对立的双方吧。即然是作用,就必然有力场吧。相互作用在人的观念世界里就构成了这样的观念的形式结构。受力作用的一方——它就是物质。心灵是通过物质在受力过程中心灵所能感知的作用量的大小,来认知相互作用的。这个作用量的大小在心灵中——观念世界里就表现为物质质量(能量)及时空演化的过程。(当然,时空的本质也是能量,这个我在另一篇文章里有论述。)这就是力学所研究的内容。即通过时空及其它物理量的演化,来映射自在本体——相互作用的存在过程。也就是说人是通过物质时空及质量演化来认识自在世界的。而另一种心灵认知的方式是作用本身——力场。
一般而言,心灵的感官是无法直接体会力场的存在的,比如地球的引力,你就看不见,摸不着。所以,只能通过作用的结果——物质及其时空变化来认识力场。但并不是所有的作用力场都无法被感官直接捕捉,比如,光和热。人们就可以通过感官,比如眼睛直接捕捉光的信息。在我看来,光和热只不过就是某些作用力场。其本质上与引力一样。下面以光为例,试论述之。
我们知道,光是电磁波,是一定波长范围的电磁波。电磁波是由带电粒子(电荷)振动而产生的。对某个确定的静止的坐标系R,其中静止的电荷——比如电子会激发静电场,从而使处于其中的电荷(带电粒子)受力而运动(时空演化)。对于R所代表的时空中的任意一点,静电场的强度是不变的。这就是恒定静场,既场中任意一点的强度不随时间变化。当然这个静电场,人是看不见的。但是,若电荷在R中运动,它所激发的电场就会变化,也就是说R所代表的时空中,空间一点的受力强度——场强就会随时间变化,这就是非恒定场。我们知道,根据电磁理论,变化的电场会激发变化的磁场。如果我们把电场中改变受力体速率的作用力场称为电场,那么,改变速度方向的作用力场称为磁场。当然,运动的物质的引力场也会有相同的情况。在我的《物理学的哲学意义》一书中,前者我称之为静场,后者称之为动场。电场就为静场,而磁场就是动场。
若电荷在R中振动,既电荷在R中作自守恒的、对称的往复性的周期性运动,那么,它所激发的力场也必然呈现出周期性变化的特点。就像电荷振动在空间传播一样,而振动的传播就是波动力场。而电荷的振动——电磁振荡就会激发出电磁波。电磁波自振动源向空间的传播是有一定速度的,但这个传播速度是振动力场的空间传播,而不是物体——力场的作用对象在空间的位移。所以,传播速度不会在力场中加速,而与力场的作用无关,所以它是定速传播的。它与传播介质有关,而与力场作用无关。所以,作为电磁波的光的传播速度是不变的。这个不变是指在力场中不变。而不同参考系是指受力作用不同的参考时空,光与力无关,所以在不同参考系中,光速不变。而物质的速度是由力场作用造成的,所以同一物质在不同参考系里速度是不同的。光是周期性变化的力场,力场怎么会受力呢?光是波动力场,是这个周期性变化力场中的一部分,是所有波长(频率)的波动力场中能被眼睛所捕捉的那部分力场。它是作用力,而非作用对象——物质,所以与物质有着完全不同的物理性质——心灵的现实世界的存在形式。我们知道,热或者干脆称之为热力,是分子的振动的传播,它与电磁波,比如光,有着十分相似的物理性质。比如,热辐射的速度就是光速。当然,为什么光速是30千米/秒,我还没有想明白。关于光速的详细论述,请参考本人拙作《物理学的哲学意义》。有意思的是分子是不带电荷的,它是纯的物质粒子。从这个意义上说,热波岂不就是引力波。那么,所谓的宇宙背景辐射不就是引力辐射。那么,宇宙的背景温度,不就代表了宇宙背景引力波的强度!?
现代物理学对光有许多误解,比如说光有波粒二相性,甚至把光叫光子,比拟为物质粒子,实在是谎谬之极。光的波动性自不必多说,因为它就是种波,当然具有波的一切特性。那么,光的粒子性是怎么来的呢?我们知道,波是有波段的,振动源有多少个周期的振动,就会向外传播多少个波长的波。如果振动停止,波就会以这段振动的波长数的一段波向前传播,而沒有了连续的“后援”,使得光波一段一段的不连续(不像静引力场是整个时空的)地存在于时空的某个区段,而像是一粒一粒的。另外,我猜想宇宙中存在某种背景性质的波动场——宇宙背景辐射,由于振动(波动)场的分选作用,而使物质粒子的存在状态是不连续。这个不连续的存在状态的演变(如电子轨道跃迁),就是所谓的振动源,使得所激发波动场(比如光)的频率(波长)也是不连续的。看起来像一粒一粒。(详见本人拙作《物理学的哲学意义》,这也是量子力学的本源。)这可能也是所谓的光的粒子性的原因。
现在我们可以回答了。什么是光?光,不是物质,沒有质量,有传播速度并定速传播,而沒有运动速度。光是传播,不是运动。传播是力场的传递,运动是力场作用的结果。光是种作用力场,周期性变化的传播力场,光是波动力场,是由电荷振动的传播而形成的波动力场。
物质是力场作用的对象,光就是这个力场之一。