3. 光的性质
光本质上就是一种能量。它可以表现为一份一份的能量,每一份能量称为一个光子。有能量的物质都能发光,包括人体,只不过在不同的环境不同的时空中,物体的辐射机制不同,表现也不一样。人的肉眼只能识别可见光中的颜色,但是在其它空间中更高能量的事物可以发出能量更高的光和颜色,不局限于可见光的表现。过去艺术家有开了天目的就可以看到神佛世界的美丽景色,再用人能认识到的颜色以作画或者雕塑表现出来。尽管很逼真,但也无法准确表现出神佛世界中光发出的原因和其本质。
光在空间中传播的形式取决于光和其所在的时空场以及其中物质的相互作用。现在科学认为光具有波粒二象性,其实只是科学能认识到的光的表现形式。根据时空场和其中物质的性质,光可以有其它形式的表现,发出光的物体的表现形式也不一定局限于电磁波辐射表现的形式。
光速在不同的时空中可以发生变化,现代科学也提出了光速可变理论。光速受制于时空环境,如果突破了时空限制,光速也会改变。人的精神活动,也就是意念,就可以快于光速。而东西方修炼界中都有神佛可以在一瞬间展现出神迹、一念造乾坤的记载,其实就是因为神佛比人的层次高,他们的能力不受人这个层次的时空的制约,做事不需要像人类那样,需要很长时间及四肢体力劳动,或借用生产工具等,而是瞬间就可完成。不受时空制约的速度才是真正的绝对速度,但这是人力所不及的。
3.1 辐射机制

图12 黑体辐射光谱。来源:公有领域
现代科学认识到电磁辐射是光的一种表现形式,主要有三种辐射类型。一种是黑体辐射,即处于热平衡状态的能吸收所有外来辐射的黑体所发出的电磁辐射。这种辐射的光谱是量子力学创始人之一、德国物理学家马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck)于1900年提出的。黑体是一种理论假设中的物体,实际上并不存在,但是生活中常见的有温度的物体的辐射都近似于黑体辐射。人体的黑体辐射功率大约是100瓦,处于红外线波段。黑体辐射本质上并非是单一的辐射机制,而是多种不同辐射机制的统计叠加结果,其中包括很多微观中的辐射形式。这些不同形式的辐射自身的特征在统计叠加下都无法直接体现出来,这是肉眼无法直接看到微观世界的原因之一。

图13 原子从激发态回归基态产生辐射。来源:公有领域
另一种是激发态的原子或原子核产生的辐射。量子力学发现处于激发态的原子和原子核可以通过释放电磁辐射降低能量回到基态,即其最低能量的状态。而原子和原子核可能会因为自身或者外界影响而从基态提升能量进入激发态:例如放射性原子由于原子核不稳定导致衰变,衰变后的原子核一般都不会处于基态,经常会通过发射伽马射线回到基态,即伽马衰变;原子中的电子也可能由于热运动或者外界辐射刺激跃迁到高能量的激发态,之后再通过释放辐射回归基态。常见的磷光、荧光、萤火虫发光等等都属于这种类型的辐射。激光也属于这种类型,通过人工制造一个外界辐射场激发原子中的电子导致辐射,在化学、生物、医学、工程等领域都有应用。
还有一种常见的辐射类型是由于带电粒子运动状态发生变化。这种现象多与高能粒子有关,例如核反应堆中的蓝光就是由于高能量电子在介质中以超过该介质的光速运动而产生的切连科夫辐射(Cherenkov radiation)导致的。而在宇宙中很多极高能量的天体,包括黑洞和中子星都可以造成极高能量的电子和质子,这些粒子可以通过制动辐射(bremsstrahlung)、同步辐射(synchrotron)、康普顿散射(Compton scattering)等方式产生电磁辐射,形成的光谱可以覆盖已知的光谱范围。

图14 光与物质相互作用造成带电粒子运动状态变化产生辐射。来源:公有领域
3.2 波粒二象性
牛顿在《光学》中提出光的本质是一种微粒,遵循牛顿提出的运动规律在以太中运动。这种光微粒说和古人认为光本质是火元素粒子有很多相似之处。同时代的荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens,下文作惠更斯)则不同意牛顿的光微粒说,而认为光是一种波动。惠更斯提出光是一种在发光以太的介质中传播的波,不受引力影响,而且进入高密度环境光波会减速。这种光波动说得到了英国科学家托马斯·杨(Thomas Young)的双缝实验的支持。
麦克斯韦建立了电磁学的基础麦克斯韦方程组,并提出光就是电磁波,真空中光速是一个常数。这套理论得到了赫兹的实验支持。需要注意的是,麦克斯韦是因为发现他计算出的电磁波速和当时测定的光速非常接近,才提出光可能是电磁波。麦克斯韦方程组并没有推断光只有电磁波这一种表现形式,只是后人把光的定义限制在电磁波这个概念上。
德国科学家阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein,下文作爱因斯坦)则突破了电磁波这个思维定式,于1905年再次提出光微粒说,认为光的本质是光子,可以解释光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理学奖。爱因斯坦把光子和电磁波统一成波粒二象性,成为了量子力学的基础。这套理论认为光的本质确实是一种能量,表现为一种基本粒子的运动,回归到了古人对光本质的认识上。
光还可能有电磁波及光子以外的表现形式。科学家认为在强磁场环境中光子和一种理论上可能存在的轴子(axion)的亚原子粒子可以相互转化。这种轴子被认为可能是暗物质的一个主要组成部分,其实可能是光在宇宙中其它环境的表现形式。这意味着暗物质并非真正意义上不发光,只是这种光的形式尚未被科学认识。

图15 波粒二象性。来源:公有领域
3.3 光速
爱因斯坦提出真空中光速不变的假设。狭义相对论认为在任何静止或匀速直线运动的坐标系中,光速在真空中的速度对于观测者都是一个固定值。之后爱因斯坦提出了广义相对论,认为在任何坐标系中物理定律都是一样的,因此真空光速总是不变的。
现代科学一般认为真空中的光速是一切物质和信号传播的速度上限。然而绝对意义上的真空只是理想状态,实际光不能严格达到真空光速。例如在常温下空气中光速大约是299700km/s,水中的光速大约是真空光速的75%。在这些环境中,很多高能微观粒子的速度都可以超过光速。还有一些物理现象可以超过真空光速,称为超距作用,例如量子纠缠现象,天文观测中看到的超光速运动,以及宇宙的膨胀速度都可以超过真空中的光速。人的意念也可以产生超距作用。关系亲密的人之间往往有心灵感应,即使相距遥远也能感知彼此,例如二十四孝中啮齿痛心的故事,就是曾子和母亲之间心意相通。
其实在相对论中真空光速并不是速度的上限。相反,相对论允许超光速运动的物质存在。这种物质被统称为快子(tachyon),在相对论中被认为它们的质量是虚数。它们可以在时间中随意移动,携带过去或者未来的信息。
包括爱因斯坦在内的一些科学家都提出过光速可变理论。现代光速可变理论认为光速取决于时空场的性质,因此所谓的快子完全可以是另外时空中的光本身或者是其它形式的物质。这说明只要突破人所在时空的限制就可以看到过去和未来。修炼界有一种叫作宿命通的特异功能就能看到另外时空中的现象,从而知晓过去未来。很多人也经历过类似的既视感现象(déjà vu),即有时会感觉到某个事件或场景自己曾经经历过或者知道它的后续发展,包括预知梦等等情况,其实就是人偶然间获得了另外时空中的信息。光速可变理论对宇宙学中的红移现象和宇宙膨胀理论也有全新的解释,可能解决目前宇宙学中的一些关键谜题。
4. 结语
光是一种能量,在不同的微观宏观环境中可以有不同的表现形式,速度也随着时空环境的不同可以发生变化。肉眼看到的可见光只是光的各种形式中的极小的一部分,现代科技虽然可以认识更多的光的表现形式,但是碍于眼见为实的思维定式,仅凭技术也无法认识光的真相。古人受传统文化的熏陶,敢于研究不容易直接看到的现象,包括精神活动、意念、神迹等等,可以进一步认识光的本质。通过修炼开启天目等特异功能则可以直接看到光在不同层次不同空间的真实表现。



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