光的本質,光的量子糾纏態

昨天講到光的激發和自發，並沒有講清楚光的本質是什麼構成，只知道光是波粒二象性，那麼波是什麼，粒子又是什麼？

按照經典物理學來說，籠統地概括為光是能量。毋庸置疑，世間萬物都是由能量組成的，但是能量是由什麼組成的？它是不是屬於物質？按照我的陰陽太極子理論，光的粒子屬性是陽極子所能組成的最微小的宏觀物質，而波動屬性是陰極子所能組成的最大的宏觀現象，陰極子超越光速，而陽極子速度的上限是光速，而光就是陰陽極子處於最平衡的糾纏態，光是陰陽平衡最好的典範。

由於陰陽極子的完美平衡，造成光的速度在真空中的恆定不變，使光恰好處於陰陽兩個世界都為可見狀態。如果超越光速，我們可以看到另一個世界的景象（其它維度），由於兩個維度時間的流速不同，我們可能會經歷一眼萬年的場景。這也就是廣義相對論說的時間變快變慢的情況。

光電現象是德國物理學家海因裡希·赫茲在1887年首先觀察到的。赫茲發現，要想激發金屬的電子，那麼就必須用光來衝擊它們。愛因斯坦的洞察力飛躍令他重新關注到了光的粒子說，並假設普朗克公式(能量h×頻率)能描述每個粒子的能量。這樣一來，光電效應就不再神秘了。電子和光粒子就像撞球一樣互相碰撞，只有射入的光粒子的能量足夠高時，它才能從堅固的晶格中激發出電子。

光量子假說，是由愛因斯坦提出的大膽假設。內容是：光和原子電子一樣也具有粒子性，把光具有這種粒子屬性叫作光量子。同普朗克的能量子一樣，每個光量子的能量也是E=hν，根據相對論的質能關係式，每個光子的動量為p=E/c=h/λ。1905年，愛因斯坦發表了自己對光電效應的解釋，並因此贏得了1921年的諾貝爾物理學獎。這就是說能質是等價的，能量是由更小的粒子組成，任何微觀粒子的裂變會變成更小的粒子並大量釋放，而這種更小的粒子極易被吸收，當成其它物體的能量，充斥在原子裡。

光子還能不能分？這是肯定的，只要沒有找到無法分割的基本宇宙粒子，它就可以無限地分割下去。如果說電子是波動的，是原子的靈魂，那麼在電子與原子核之間聯繫的紐帶就是由更微觀的光子。而原子的整體構造也是陰陽平衡的一個極好的例子，沒有電子的的原子叫離子，是無法組成物質的。而電子的高速運轉牢牢地束縛住了原子核和電子之間的能量，比如只有一個氫原子核和一個電子的氫原子，電子的運轉都是超光速的，使正負電荷能夠在各個方向上達到一個靜態的平衡，使宏觀表現為中性。這也就是為什麼量子具有測不準原因，因為我們不可能做到測量超越光速的存在，雖然氫原子只有一個電子，但卻以電子云的形式存在，速度太高，看起來電子無處不在。

原子吸熱電子為什麼向外躍遷？因為電子與原子核之間的能量增加了，把電子向外推離。但這種增加是有一個極限值的，你不可能無限增加，把電子推到無限遠，只要到了極限，在電磁場的協調下就會開始釋放能量，以光子的形式輻射出去。而隨著距離的加大，電子的運動速度必須加大，以維持電荷平衡，使整個原子看起來在非常劇烈的運動。如果外界能量足夠大，可使電子直接剝離，而形成電流，這也是光電現象的解釋。

在電磁場的量子理論(即量子電動力學)中，光子是關鍵部分。它不僅是造成電磁輻射的粒子，也是電磁力的載體。任何電磁現象，譬如兩塊磁鐵相斥或相反電荷相吸，都能通過光子的交換來解釋。現在，研發新一代計算機的科學家對光子尤為感興趣。他們相信，用光子存儲和處理信息，會比現在用電子編碼信息的計算機高效得多。

量子論是現代物理學的兩大基石之一，量子論給我們提供了新的關於自然界的表述方法和思考方法。

原子結構

量子論揭示了微觀物質世界的基本規律，為原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學奠定了理論基礎。它能很好地解釋原子結構、原子光譜的規律性、化學元素的性質、光的吸收與輻射等。

在牛頓力學（或者叫經典力學）體系中，能量的吸收和釋放是連續的，物質可以吸收任意大小的能量。後來我們發現，其實能量真實的吸收和釋放，只能夠以某個的量級(hv)為最小單位，一份一份的吸收和釋放，h也就是量子力學裡最常用到的普朗克常數，v為電磁頻率。由於普朗克常數的數量級很小（10的-34次方數量級），這就導致了牛頓力學在大尺度上和實驗非常符合，但在小尺度上偏差很大。所以薛丁格在普朗克的量子理論（能量一份一份的傳遞）體系上建立了薛丁格方程，從而開闢了量子力學的伊始。

波動力學來源於物質波的思想。薛丁格在物質波的啟發下，找到一個量子體系物質波的運動方程-薛丁格方程，它是波動力學的核心。後來薛丁格還證明，矩陣力學與波動力學完全等價，它是同一種力學規律的兩種不同形式的表述。

量子物理學的建立是許多物理學家共同努力的結晶，它標誌著物理學研究工作第一次集體的勝利。

在許多現代技術裝備中，量子物理學的效應起了重要的作用。從量子計算機、雷射、電子顯微鏡、原子鐘到核磁共振的醫學圖像顯示裝置，都關鍵地依靠了量子力學的原理和效應。對半導體的研究導致了二極體和三極體的發明，最後為現代的電子工業鋪平了道路。在核武器的發明過程中，量子力學的概念也起了一個關鍵的作用。

量子計算機核心處理器

在上述這些發明創造中，量子力學的概念和數學描述，往往很少直接起了一個作用，而是固體物理學、化學、材料科學或者核物理學的概念和規則，起了主要作用，在所有這些學科中，量子力學均是這些學科的基本理論，全部是建立在量子力學之上的。