科學家對光的不同認知 說明什麼？
What do scientists say about the different perceptions of light?
------人眼新問（4） 光究竟是什麼？
都世民（Du Shimin）
摘要：本文討論人眼睛的現代視覺概念，光是人眼睛看見物體的基本條件之一，物體的影像是「心」產生，人的眼睛的構造和運行機理也是基本條件之一，又是中間過程。然而對光的認知，科學家給出不同的結論，本文歸納這些結論之間存在相互矛盾，誰能統一呢？我們的祖先留下的傳統文化，能不能夠統一這些矛盾？需要我們去挖掘。
關鍵詞：光，牛頓，麥克斯韋，愛因斯坦，諾獎得主。
Abstract: this paper discusses the concept of modern vision of human eyes. Light is one of the basic conditions for human eyes to see objects. The image of objects is the generation of "mind".However, scientists have given different conclusions about light cognition. This paper concludes that these conclusions are contradictory. Who can agree? Can the traditional culture left by our ancestors unify these contradictions? We need to dig.
Key words: light, Newton, maxwell, Einstein, Nobel Prize winner.
問題的提出
2017年9月，郭光燦院士在《科學世界》雜誌上發表的一篇文章「光究竟是什麼？」。作者提出一個問題：「在3米處人眼能看見燭光嗎？」。筆者看見這個問題反覆思考：這個問題是光學問題，還是生物學問題？如果是光學問題，為什麼計算燭光的光強度到3米處，人眼是看不是燭光的。實際上是看得見的。五百年前，近代光學的奠基者克卜勒，他研究了針孔成像，並從幾何光學的角度加以解釋，並指出光的強度和光源的距離的平方成反比。科學家麥克斯韋電磁理論中也有更詳細的分析計算，為什麼計算出的光強表明人眼是看不見燭光，實際上是看得見呢？！
郭光燦的文章指出：按光的波動說，光的能量與距離平方成反比。因此在3米處是看不到光。文中又指出：光到視網膜後，若光是波，當眼長時間盯著燭光，光會被匯集，匯集到一定量值後，視色素會變形，可是要達到這一量值，需要8個小時，即3萬秒。所以光是波.不能解釋這一問題。如果是粒子，其能量隨距離增加也會衰減。可是作者以視細胞數目眾多，再以概率論覌點，總會有粒子被視細胞截獲，使視色素變形，導致視蛋白被激活，將信號傳到腦神經，所以能看見燭光。筆者不認同這種說法，其原因如下：
·人眼在光亮處和昏暗處，視網膜上細胞由視錐細胞（約600萬到700萬個）「交班」給視杆細胞（約1.2億個），這麼多細胞會將輻照的光波疊加起來，變或電信號送至大腦，經大腦信息處理，由人的「心」產生視覺，形成光的意識。
·在這當中有視色素變化，還有蛋白質和其它物質的變化，儘管這個問題異常複雜，尚難完全說清。但郭光燦的說法需要證明，因為單個光子或幾個光子能使視色素變形的說法缺少證據！是一種想像。
·國外有研究者認為這視色素是天線，如果此結論成立，這1.2億視杆細胞天線相加，天線陣有增益、定向方向圖，天線可掃描，所以人眼能看見燭光，即使6米亦能看見。
筆者認為在光強減弱到單一光子時，可看成點光源，它的場輻射圖形是接近的球體，即「各向同性」。到三米處仍然是「各向同性」的衰減。可是文章作者是否知道人眼的眼球與視網膜之間有聯動，可以掃描，有上億視杆細胞在工作，單純用視色素解釋是不全面的。這上億的細胞是怎樣同步運行的？這又涉及到同步科學的問題，收集的能量為什麼會迭加？
不能看出，上面的敘述涉及到以下諸多問題：
1）光究竟是什麼？他的本質和屬性是什麼？
2）人類對光的研究從什麼時候開始？東西方人對這項研究有什麼差別？
3）光是粒子還是波？這粒子為什麼要分成為光子、光量子，這與當今的量子之上的觀點有什麼不同？
4）對光的研究，為什麼變成了多學科的交叉？
5）人的眼睛裡的光是波還是粒子？光在眼球中的傳播，是直線還是曲線？有沒有散射或繞射？
6）人的眼球是玻璃體還是水晶體？是不是變折射率的球形透鏡聚焦，還是雙凸透鏡聚焦？
7）人的眼球是宏觀層面（2cm），人眼的視網膜是微觀層面，這兩者不在同一層面，怎麼成像？宏觀層面與微觀層面怎麼連結？宏觀層面與微觀層面到底是什麼關係？
8）牛頓的三稜鏡把可見光變為七色光，這是分光嗎？牛頓認為光是粒子，這粒子的效應怎麼變成了電磁波頻譜？電磁波是麥克斯韋提出的，他與牛頓不在同一時代，牛頓怎麼用上了麥克斯韋理論？
9）麥克斯韋理論認為光是電磁波，電磁波是交變電磁場，麥克斯韋方程表示的時空關係是指數關係。而愛因斯坦卻認為，時間是第4維，是直線的投影關係。為什麼麥克斯韋和愛因斯坦的時空關係完全不同？而霍金確認為，黑洞內時間為0。
10）人眼的成像是在腦子裡還是在心裡？證據在哪裡？為什麼東西方觀點完全不同？
11）自然科學的研究，研究人員的思維模式是分還是合？色與空是分離的，還是統一的？
12）1 9 8 1年諾獎得主休伯爾（David Hunter Hubel)與維澤爾（Torsten Nils W i e s e l )，首次用微電極研究神經細胞感受野，並提出視覺信息是通過三條獨立的通道進行加工的試驗研究。他們為什麼不利用麥克斯韋理論進行分析研究？他們用的電極會干擾人眼的電磁波，電極形成的信號是電磁波的感應電流再次輻射，已經不是人眼裡頭的原始交變電磁場，這電極與細胞之間是怎麼連接的？
13）諾獎得主莫澤夫婦提出人有GPS系統，也就是說人體內有電磁波通道。為什麼2017年美國國防部又提出人體內電磁波通道的研究課題？
14）視色素可以吸收光，有研究機構認為他是天線；納米粒子注入人眼就可以變成天線，這些說法似乎認為人眼內有電磁波通道。到底有沒有電磁波通道？
15）中國傳統文化對光的研究有很悠久的歷史，對宏觀與微觀的關係也有很深的研究，我們的祖先提出陰陽理論和天人合一的觀點，能不能夠統一上述矛盾？為什麼有些名家反對自己祖先這一觀點？到底什麼是科學？科學是在傳統文化裡挖掘，還是在美國圖書館裡挖掘？
16）科技界現在認為引力波已經捕捉到，引力波的特徵應該是時空彎曲，至今筆著沒有看見這時空怎麼彎曲的？引力波的問題與愛因斯坦相對論有關，如果引力波存在，地球上就會有時空彎曲，那麼愛因斯坦所說的時間是直線投影，是笫四維空間，這兩者不是矛盾的嗎？時空彎曲能夠用直線表示嗎？美國名家伽莫夫的科普名著，所描述的四維空間就不能夠成立！
17）引力波是怎麼形成的？有人認為引力波是引力透鏡形成的，在地球上怎樣證明引力透鏡的存在？多少億光年的引力波觀測，如果不證明引力透鏡的存在，是很難讓人相信引力波已經捕捉到？如果這引力透鏡換成變折射率的透鏡，我們的天文觀測會出現什麼現象？光線只進不出，就像是黑洞一般，我們怎麼區別是引力透鏡還是變折射率的透鏡？諾獎得主LIG0應該設法證明時空是怎麼彎曲的？地球上怎麼證明引力透鏡的存在？
筆者將進一步討論上述問題。
誰是頂級科學家？
筆者對光的認識是從郭光燦院士文章裡得到的啟發。進一步提出了上述17個問題，這些問題涉及到科學家牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦，涉及到諾貝爾獎得主和多學科的專家，還涉及到我國傳統文化。為什麼在地球上人類對光及光與物質的相互作用的認知會產生如此之多的矛盾？這些矛盾應該得到統一，當然統一這些矛盾是有話語權的人，也得有理論和實驗為根據。
當今在我國媒體上，對科技界研究人員的職稱逐步升級，對科學期刊名稱逐步升級，對醫務工作者的名稱也逐步升級。將科學家的名稱定義為科學家大咖，大牛科學家，頂級科學家，偉大科學家，最偉大科學家，科學家的排名越來越多，這種現象是好事還是壞事？這些職稱誰來評定？誰有這個權限和資質？
我們再看一看科技界所面臨的常見問題：近視眼問題、血壓、血糖、血脂三高問題、失眠問題、終生服藥問題、癌症的化療問題、神經性疾病問題、老年性疾病問題……，人們常見的諸多問題「視而不見」，每年消耗的金錢和給人們帶來的苦惱，卻很少有人問津，不能形成科研熱點，到醫院醫生無能為力，不能治好。
可喜的是，今天鳳凰網報導：「影響1000萬人，「蘇大強」有救了！抗阿茲海默症新藥獲批上市」（http://finance.ifeng.com/c/7rIywnZUN4C）；科學網頁報導：「我國原創治療阿爾茨海默病新藥獲準上市」----結束該領域全球17年無新藥上市歷史。
（http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/11/432226.shtm）文中指出：2019年11月2日，國家藥品監督管理局批准了上海綠谷製藥有限公司治療阿爾茨海默病新藥——九期一®（甘露特鈉，代號：GV-971）的上市申請，「用於輕度至中度阿爾茨海默病，改善患者認知功能」。九期一是中國原創、國際首個靶向腦-腸軸的阿爾茨海默病治療新藥，為廣大阿爾茨海默病患者及其家屬帶來福音。
然而有些科研熱點，無論是對國防建設，還是廣大民生問題，到底有什麼用？我們該不該思考一下？科研到底為什麼服務？科研方向該由誰來決定？應該不應該從實際出發，結合自己的國情。科學家有沒有國籍？要不要為國獻身？我們國家在研究兩彈一星的時候，全國一盤棋，有多少不為人知的科研人員，為自己的祖國奉獻一份微薄力量，有多少人有各種級別的獎狀？這一切已成為過去，都是他們應該做的！
按理說，頂級科學家應該能夠綜合多個學科，解決學科之間的矛盾，給社會帶來巨大的變化，對國防建設有重大的貢獻，給人類的生存做出巨大貢獻。筆者希望科研人員對名利不要得寸進尺。正像中國科學報的文章所說：欲創「中國諾獎」請先忘記諾獎。