不存在什么“光子”

1、不存在什么“光子”“不存在什么光子?！保ā癟here is no such thing asa photon ”）蘭姆（ W.E.Lamb）如是說。對，就是發(fā)現(xiàn)蘭姆位移 （ LambShift），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)許可證，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

2、想呢。 錯了！錯了！為什么會這樣呢？光的粒子說不是已經(jīng)隨著楊氏干涉等一系列實驗以及麥克斯韋方程組的極大成功被丟進歷史的垃圾堆了嗎？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Γ驗槿魏挝镔|(zhì)，我們都需要把它形象化才得以理解。物理學家經(jīng)過訓(xùn)練，可以借助抽象的數(shù)學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)著光的毛茸第 1頁茸的小球球。其次，我們中學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

3、，我們被騙了我們被這五個字騙了。 光不是粒子。 光就是光，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”這個詞還沒有發(fā)明呢。確切的說，他們提出的概念應(yīng)該稱為“光量子（ light quanta ）”?！傲孔印焙汀傲Ｗ印辈皇且换厥?，就像“量子力學”不能被稱為“粒子力學”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，大自然這個販賣機不接受半份的訂單。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)生相互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第 2頁了。例如在雙縫干涉實驗中，人們經(jīng)常提的一個問題是：光子究竟是從哪一個狹縫穿過去的。當我們不再把光子當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)，是科學家仍然