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【自然科学】李新民光子模型  

2011-04-22 12:26:32|  分类: 量子力学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作者天津滨海新区李新民
光是什么?科学一直追问了几百年,至今也只能笼统地说:光是一种看得见摸不着的特殊物质。光线光学,光波光学和光子光学三种光学基本原理的同时并存足以说明,人们只是知道了光的现象和某些规律,还不知道光到底是什么,也说明认识光的难度和复杂性。光学理论是现代科学的基石,它使人类进入信息化社会。现代科学的基础是相对论和量子力学,前者是以光速不变的假设建立起来的,后者是以光量子假设建立起来的。可以说,揭示光的本质就为揭示一切自然现象做好了准备;知道了光是什么了,我们就能知道宇宙是什么样的,就能知道宇宙天体和宇宙空间的图景,就能知道原子核分子等微观结构的秘密;同时能回答:物质是什么?时间是什么?空间是什么?运动是什么?能量是什么?质量是什么?等一系列最根本的,科学无法回答的哲学问题和科学问题。爱因斯坦说:“整整50年的自觉思考,没有使我更接近于解答‘光量子是什么’这个问题。的确,现在每一个不老实的人都相信,他懂得它,可是他在骗自己”。爱因斯坦曾经说过,这个问题足够把他赶进疯人院了。2003年,一份纪念兰姆90岁诞辰兼讨论光的本性的专辑上,量子光学专家Zajonc说:“我们对光量子的无知与爱因斯坦当年的情况差不多”。他还说:“光量子是不可捉摸的”。
一 光子模型
1 可以说,光是一种‘特殊的物质’;也可以说,光是一种非物质。将光看成是非物质并没有什么大惊小怪的,只是将客观存在体进行分类而已,即将客观存在分为物质和非物质。因为光的运动形态和存在方式与其他物质太不一样了,光永远是在运动中,没有静止的时候。光还是物质运动的衍生‘物’和伴生‘物’,光还是一种自由消失的运动;光携带的能量除动能外,还有光子的膨胀能;光不是气体,但可以充满空间;光不是液体,但可以象液体一样流动并用器体成型,即可以用光子器件进行准直,会聚,发散,过滤,形成一定品质和形状的光束;与液体和气体在导管内流动相似,光可以在光导纤维中长距离的传输。与物质粒子闭合轨道运动不同,光是全空域的放射运动。由此我们看出光和其他物质运动形态和存在方式有根本的不同,他们是客观两种运动形态和存在,将这两种运动区别是进一步认识客观世界的基础;而把光叫做物质或特殊物质无关紧要。
2 光是由具有确定能量和动能的光子组成,而且在数值上与光的频率(或波长)相对应。光子是组成光的独立单元,也是能量的单元。同普朗克的能量子一样,每个光量子的能量也是E
3 光子是自由膨胀的,能量是自由衰减的。
4 光子的能量是光子的膨胀能和动能。光子的膨胀力对外做功表现它是能量的独立单元。即光子膨胀力和动能的储存是光子携带的能量;光子膨胀力和动能的释放是光子能量的释放。
5 光的运动是由光子相互传递膨胀力产生的。从辐射源发射出来的光子,先发出的先膨胀,能量先衰减;后发出的后膨胀,能量后衰减;后发出光子的膨胀力大于先发出的。在波射线方向,后面的光子依靠膨胀力不断地推动前面的光子前进,由此形成光的运动。运动中的光子前后左右都存在其他光子,光子的自由膨胀被其他光子束缚,使得光子不能马上释放完膨胀力,这样使得光的运动进行下去。光源持续时间越长,光强度越大,光源的体积越大,光的传播距离越远。
6 光是以发射源为原点全空域的膨胀运动。在波射线方向,光是直线运动。光运动不是波动,波动是光子间膨胀力(能量)传递周期变化的图像,波长是两个处于最大膨胀力(能量)光子之间的距离。
7 光是光子膨胀力传递的运动,光子的膨胀力是自由衰减的,因此光子得到一个加速度,并且加速度是不断减小的,这时光做加速运动。由于真空不空,真空存在基态光子(能量子)和CMB,它们必然对光子的运动起阻碍作用,当阻尼力大于光子的膨胀力时,光的加速度是负值,光开始做减速运动。即一条足够远的光线,光开始加速运动,后做减速运动。CMB就是比可见光慢得多的运动。空间不同的光有不同的光速,一条光线不同的部分速度也是不一样的,光的传播距离是有限的,而且不会太远(相对宇宙距离来说)。光是光子膨胀力传播的运动, 因此光的运动不需要介质。光在真空运动速度很快,而热辐射波在真空传播很慢,远红外线波很可能是在减速的运动。光是光子膨胀力产生的运动,很容易解释光阴影,光的直线运动性,折射,反射等光学现象。如果将光解释为以某种介质(以太)传播的,那么光阴影现象就不好解释。
8 光的衍射是能量分布的图像,不是光波动的运动图像;光的干涉不是两光波的干涉,而是两运动光能量重新分布的图像。
9 光是瞬间消失的运动。在自由空间中,一个没有被束缚的光子,瞬间就会将膨胀力释放完毕,能量耗尽,并转化为没有膨胀力和能量的基态能量子。如果光源连续发光,对于某一个光子A来说,A前面的其他光子和A后面的其他光子对A有阻碍和推动作用,即光子A会被束缚在两个光子之间,使A不能有效的自由地膨胀。这样光子在空间停留的时间延长了,光就传播的更远。要想让单个光子存在,必须束缚它的自由膨胀,这样既可以让光停留更长时间,有时还会变慢光的速度。 利用激光可以做到。在光纤中,利用激光控制光的传播速度和光的延迟时间的原理会给应用带来极大的技术优势,比如光存储、光缓存,光学延迟技术等,并会应用在激光雷达,通讯和信息处理方面。
束缚在原子空间,原子核空间中的光子就是原子能,核能;束缚在分子空间,分子之间的光子就是化学能和物质的结合能。没有被束缚住的光子,辐射到物体之外形成物质的热辐射。在气体和液体中的能量子,能存在比较长的时间,热散失的也较慢。这是由于气体和液体分子束缚了能量子自由膨胀,使能量子膨胀进行的缓慢;在真空或稀薄的气体中辐射光,气体分子对能量子束缚小或没有束缚,能量子很快消失,感觉不到热的存在。
10 任何运动都是在变的,光也不例外,光速变,光频率和波长变,光谱和偏振也是变的,只有在特殊条件下它们才有某些不变性。
11 光子(能量子)热的本质。光是由能量子光子组成的,光子具有热膨胀的性质,一定体积的光子(必须是气体或液体中的能量子,不然光子瞬间消失)是随时间自由膨胀的;体积不断膨胀增大,光密度或光强度不断降抵;随之热量密度降低,温度下降。热是由能量子决定的,能量子的多少决定着热量的多少。能量子密度大温度就高,反之就小。物质分子等粒子的热运动不是热的本质,是热的表现或伴随现象。热的本质是电磁能量子的膨胀性质。能量子密度或强度越高,膨胀力就越大,对系统分子等粒子的作用力就越大,分子的运动速度就越大,分子间距也被膨胀大,表现为系统温度就越高。由于能量子总是从高密度区向低密度区膨胀,表现了高温区总是向低温区传递热;指出了热力学运动方向就是能量子膨胀力传递的方向,即热力学第二定律的方向。热的本质是热质——能量子,热动是热的的表现形式,是系统能量子膨胀作用于物质粒子运动的结果
12 光的波粒二象性
光电效应和康普顿效应给出了光的粒子性;干涉,衍射等实验给出了光的波动性。我知道光是直线传播的或是全空域放射性传播的,并没有显示出象水波一样的波动图象。下面我们给出光波动的物理图象,解读光的波粒二象性。

从光源发出的光子,先发出的先膨胀,其膨胀力先衰减;后发出的光子后膨胀,其膨胀力后衰减。从光源发出的第一个光子它的膨胀力作用只能传递到前面第N个光子,接着从光源发出的第二个光子膨胀力只能到面第N-1个光子,这是一个光子作用力距离随光线在空间周期振荡前进的图象。这种物理图象可以用正弦或余弦三角函数进行数学描述。当描述球面光时可用复三角函数描述。由此我们得出结论:光波动的本质是光子膨胀力在光线前进中的周期波动的图象,不是光线运动的图象。光的波粒二象性的图象是:光的粒子性是指光是由光子组成的,光的波动性是指光子膨胀力随光线运动成周期变化的波动现象,而光的运动是直线前进不是周期波动前进。由于光的波动方程是描述光子膨胀力周期变化的复三角函数方程,这种函数方程是将光运动的轨迹方程转化为光子膨胀力周期振荡的简谐函数方程来描述,是数学方法的转换,是理论转换。因此,光的波动图象是理论图象,是数学图象。光的实际运动不存在波动图象,光的衍射和干涉图象是光子膨胀力(光强度)分布和叠加的图象。
13物质粒子的波粒二象性
波是存在的物理概念,还是对一类周期运动的概括?例如:单摆是摆锤的往复的周期运动,摆锤并不是一条摆动的波动线。简谐波就是可以化为三角函数的周期振动,简谐指的是三角函数的简谐性,只要是周期振动的线性运动都可以化为三角函数的简谐波函数来描写。客观世界不存在一条波动前进的波和轨迹,所有的波都是力,能量等物理量等周期变化的图像,不是运动的波动。水波是波幅向外的振荡传播,水波各质点并没有向四周前进,而是在上下摇曳。因此,简谐波是将周期运动的化为三角函数一类运动的总称。在经典力学中光的运动被化成简谐波来描写,光的运动是球对称的放射性的膨胀传播,不是波动前进。对波的测量实际上是对波的函数图像进行测量,即对波函数的理论图(纸)进行测量。我们知道波动是无法同时测量位置和波长的,要确定位置就要损失波长,要确定波长就无法确定位置,即在图纸上波是测不准的。由此我们得到两点:1波是理论存在,粒子是客观存在。2测不准是理论上测不准,跟现实没有关系。在光具有波粒二象性的启发下,法国物理学家德布罗意(1892~1987)在1924 年提出一个假说,指出波粒二象性不只是光子才有,一切微观粒子,包括电子和质子、中子,都有波粒二象性.他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ 推广到一切微观粒子上,指出:具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性,这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比.即λ= h/(mv).这个关系式后来就叫做德布罗意假设.前文指出:客观不存在波动现象,波动是理论图像不是客观物理图像。德布罗意波是将物质粒子的质量,动量和能量带入三角函数的简谐波函数来描写,即运用光子的膨胀能量和粒子的动能等同起来,即德布罗意动量关系,将粒子周期运动同简谐运动建立起关系,将粒子周期运动图像化为粒子受力,或能量的周期振动图像来描写。这样就给简谐波输入了质量,动量,能量等相关的物理量,这样带有德布罗意波物质信息的简谐波动力学就是量子力学。量子力学的几率波是粒子作用力或能量分布的振动图像,不是粒子出现的概率。量子力学是通过德布罗意波进入微观世界的,她将微观粒子周期运动图像转换为宏观的简谐振动图像来描写。由此我们可以得出,在量子力学中,波粒二象性可解释为:波是理论图象,粒子是客观存在。
光子的性质

1 自由光子是瞬间消失的,只有在束缚或在光源的辐射运动中才能有较长的寿命。光的运动距离是有限的,它和光辐射强度,辐射源是否连续辐射,辐射源体积有关。

2 光是随时间先加速后减速的矢量函数,其自变量是时间。

3 光的运动是光子自由膨胀的结果,与光源运动无关,也与任何介质无关。

4 光子的膨胀运动和光子消失为基态光子能很好的解释几何光学的独立传播定律和直线传播定律等一切光学现象及宇宙热寂,宇宙空间的组成,天体的结构,量子力学的图像,波粒二象性的本质,运动的本质,能量的本质,热的本质,熵的本质等几乎所有的科学问题。

5 光是光子膨胀力的传递,力的传递寻求平稳路线(省力原则),费马原理成立;同时也可以解释光压的机制。

6 光子的膨胀方向就是光的运动方向,在遮挡物后面会留下阴影。几何光学就是由此性质决定的。

7 衍射和干涉是由光线的扩散性造成的。衍射是光线中光子能量的分布,干涉是两辐射源光子能量的叠加。

8光线是直线运动的,在法线方向 ,光是以光源为中心的放射波。虽然偏振片显示光是横波,但是光是除波射线反方向外,光是空间全方位的波。偏振片挡住了纵波,透过了横波。光既不是平面波,也不是球面波,球面波是理想模型,光是爆炸波。 按法线运动的光不同点的光子膨胀力不一样的,在不同的等球面上沿法线方向分布着不同的量子化能级;使光看似好像是球面波。

9在孤立的热系统中 ,光子混合存在气体或液体系统中。光子的多少就是热量的多少,光子密度大,系统的温度就高,物质分子等粒子的热运动不是热的本质,是热的表现或伴随现象。热的本质是光子(能量子)的膨胀性质。光子密度或强度越高,膨胀力就越大,对系统分子等粒子的作用力就越大,分子的运动速度就越高,分子间距也被膨胀大,表现为系统温度就越高。由于光子总是从高密度区向抵密度区膨胀,表现了高温区总是向低温区传递热;指出了热力学运动方向,即热力学第二定律的方向。热的本质是热质--光子膨胀;热动是热的的表现形式,是系统光子膨胀力作用于物质粒子运动的结果。根据光和热性质我们知道:光子是能量衰减的;是随时间自由膨胀的,膨胀力是逐渐降低的,即系统中熵是增大的。不可能有无限的能量;不可能有无限长时间的膨胀力,因此,光子膨胀在一定时间内膨胀力衰尽,频率不存在了,这时光子变成一种无温度无频率的基态形式,我们称它基态光子或基态能量子。从光源发出的光线,先发出的光子先膨胀,膨胀力的衰减小于后从光源发出的光子,即从光源向前方发出的光子,后面光子的膨胀力大于前面光子的膨胀力,使得后面的光子一直用大于前面光子的膨胀力推动前面的光子向前运动,这就是光运动的物理图象。宇宙空间充满了CMB和基态能量子,当光子的膨胀力大于CMB和基态电磁波对光子的阻尼力时,光是做加速运动;当光子膨胀力衰减到小于CMB和基态能量子对光子的阻尼时,光做减速运动。

10光的能级

一条光线是由不同膨胀率的光子构成的,一个波长为λ频率为v的光弦的能量是hv,当一个光子从光源膨胀到波长为λ时膨胀力所做的功是Fr,既有

hv=Fr

式中F是光子的平均膨胀力,将上式两边除2πee,这样分子和分母都是能量单位,整理后就得到了一个无量纲的纯熟精细结构常数。即一条光是分成无数个能级的,光的衍射图能表明。

11光与声比较

a发光机制

光是物质释放出来的膨胀光子能量流,光是光源将光子放在空间然后光子自己自由膨胀产生运动的。光是光子组成的,光子的膨胀力传递给前面的光子,推动别的光子前进,由此产生光的运动,即光的运动速度与光源的运动无关。

b发声机制

对介质某质点施加一个作用力,则该点的分子空间或分子能量空间被压缩,这点的分子有恢复应力,即物质的弹性模量。这个应力向介质四周再逐点的作用于相邻的分子空间,使其作用力向四周介质逐点的传递下去形成声波。

三 诠释光子模型

中国航天空气动力技术研究院李桂春的新书《光子光学》,总结了科学发展到现在人们对光的认识。为了更好地说明和论述,要引用书中的论述。本文引用书中的文字以黑体字表示。

光不是气体,但可以充满空间;光不是液体,但可以象液体一样流动并用器体成型,即可以用光子器件进行准直,会聚,发散,过滤,形成一定品质和形状的光束;与液体和气体在导管内流动相似,光可以在光导纤维中长距离的传输。2光是一种看不见的特殊物资。説其特殊,是它不同于常见的固体,液体和气体物质,它是一种特殊的电磁波,但它与电,磁又有不同之处,它是具有视觉效应的电磁波,可在真空中传播。

这是人们在长期实践中得到:光作为一种客观存在之“物”的存在现象。即光是存在于空间的,并占有空间体积的,因此光在空间就有疏密之分,即光密度(强度)。光流动不是象液体存在势差或压力差,而是光的单向运动的结果系统中,高密度光区向低密度区膨胀,即热的传递方向。既然光是一种看不见的特殊物质,我们不妨将光与其他物质加以区别定义,即将光定义为一种客观存在的,有别于其他物质的非物质。其他物质都是由高速运动的物质粒子组成的,物质粒子是高速的自旋运动和轨道运动,而光线是从光源向波射线矢量方向的单向运动。将光运动同物质运动区分开,将光(电磁波)定义为非物质是必须的,也是必要的,她最终使我们弄清运动的本质,空间的本质,宇宙的图像。

由于光是由触摸不到的更小运动形态的光子组成,光子是能量分立形态的粒子,既然有流体的一些特性,因此从形态上可以说,光是一种光子流体,可以形成光刀,光镊,光笔等准物体。既然光没有形体,却能感受到热辐射光的电磁辐射的热量,因为光子是能量的对立单元,所以也可以说光是物质的过渡态。光不能被直接储存,一旦被储存,光则转变成其他的物质形态了。光储存是一种状态转变过程,如光电,光热,光声,光磁等各种复杂效应。
光子是能量分立形态的粒子,即每个光子都携带能量的。而能量是什么,是一个至今科学没有搞明白的物理概念。一个物质携带能量表明它的运动对外传递能转化为多少功。能量不是客观存在的某种东西,而是运动体对外做功的表现和度量。能量既然是做功的一种度量,因此任何运动体的能量都是有限的,不存在长时间释放能量的运动体。光子携带能量是光子的动能和膨胀能,光子的运动是靠光子的膨胀力推动前面的光子前进的,由此形成光的运动。光子是自由膨胀的,能量是不断衰减的,波长是不断红移的。既然书中将光看成是准物体,为什么不可以将光(电磁波)定义为非物质。将光看成是物质的过度态,必然引起物质是由光变化而来的(错误)认识。光和物质就是两个不同的运动态。光有形体,光为什么不能储存。我认为光:一个充满光的四周不透明的容器,当关闭光源,容器的光瞬间不见了,这说明光子是瞬间膨胀完毕,迅速消失在真空中。 光是一种存在体,它必然有存在的地方或消失的场所。再例如,我们用探照灯对准一面墙照射,在关闭电源的瞬间,在墙的周围我们根本找不到任何光子。这说明,在没有光源连续发光的情况下,光子会瞬间消失转化为基态光子(基态能量子)的。这也证明:如果束缚光子的自由膨胀,光或光子在空间存在的时间就长,反之就瞬间消失。光是一种存在体,它不可能转化为其他物质形态,只是将能量传递给物质,自己消失在真空中。由此可以得出结论:光子是自由膨胀的,当膨胀力耗尽后,光子转化为物质不能屏蔽的一种基态形式的能量子。光迅速转化为物质不能屏蔽的基态电磁波,所以任何宏观容器都无法储存光。微观电子运动,原子及原子核运动能束缚(屏蔽)光子的自由膨胀,因此光子可以被屏蔽在原子及原子核内,形成原子能与核能。
光子是膨胀力对外的释放,也就是能量的释放,因此光运动是能量不断释放的运动,是膨胀力不断减小的运动,是能量不断衰减贬值的运动;光储存的能量是有限的,最终有释放尽的时候。光依靠光子膨胀力产生运动,光速不变是不可能的。光子将能量耗尽,光将停止运动,光转化为基态电磁波。光是依靠光子膨胀力传递产生的运动,光子的膨胀力逐渐减小,最后变成无膨胀力的形式——基态电磁波。因为科学中的“光速不变原理”和光的寿命无限是要无限多的能量支持的,所以光速不变和光永远不消失是荒谬的,是脱离能量的运动。光速不但是变的,其寿命是很短的,光是瞬间消失的运动,除非要有光源连续发光才能使光运动的更远,寿命才能加长。在塞格尼克环形光路中,如果光的寿命无限长,一条从光源不断发出的光在环形光路中将永远环绕下去,随着光源的连续发光,则环形光路中的光密度(光强度)会急剧增高,环形光路会瞬间被烧掉,然而事实上却不是这样,这说明光是瞬间消失的运动。光在空间运动时间的长短与光源是否连续发光,光强度的大小以及光源的体积有关。详见我的《光是瞬间消失的运动》 。光不可能长时间传播,光也不会传播的太远。离我们较远的恒星,星系以及较小的星体发出的光根本就传播不倒我们地球,我们只是看到宇宙很少很少的离我们较近星体,除了我们能看见地球邻近恒星和星系外,宇宙的广大区域对我们来说是黑暗的,宇宙的这部分区域也是不可知的,这部分区域的星体就是暗物质。
认为光是一种光子流可以解释很多光现象,如果认为光是迅速消失的光子流,不但可以解释所有的光现象,还能解释空间是什么和运动的本质。由物质发射出的光,瞬间转化为基态电磁波消失在空间中,空间充满了基态电磁波。物质吸收基态电磁波而运动,物质运动后释放电磁辐射波;电磁波在空间又再次转化为基态电磁波。在物质的参与下,电磁波和基态电磁波周而复始的相互转化着。光子是有别于物质的一种能量携带体,光除了光子的动能外,还携带膨胀力这种对外做功的能量形式。光不是能量,光是一种能量的携带体,能量不是客体存在“物”,能量是运动体对外做功的一种度量。由于光子是膨胀力传递运动的,因此,组成光的各个光子的能量(膨胀力)是不同的,各个阶段(光的各个部分)光子的光速是不同的,即光是先加速运动 ,待光子的膨胀力小于空间对光子的阻尼力时,光做减速运动。即一条光线每一部分的速度是不一样的。光的无形体就在于它是瞬间转化为基态电磁波的。光的能量衰减,频率就降低波长就变长。
介质的热辐射能量与介质温度有关,只要温度高于绝对零度(— 237.15℃)都将产生热辐射。处于光学波谱段的辐射称为光辐射,是热辐射的一部分(0.1nm ~0.1cm)。光辐射使人眼产生视刺激而形成光亮感和彩色感。
任何物质只要温度高于绝对零度都将产生热辐射,而热辐射是能量子流。处于光学波谱段的辐射称为光辐射,是热辐射的一部分(0.1nm ~0.1cm),这时的热辐射是光子流。光子(能量子)是客观存在的客体,如果它能得到迅速膨胀,它就马上转化为基态电磁波了;如得不到膨胀,如被电子或原子屏蔽住,光子就会较长时间保持光子的形态。任何物质都是由电子和质子组成的,中子是电子和质子的复合体。因此任何物质都吸收基态电磁波,任何物质都释放不同形式的电磁辐射波,这就是热辐射的本质。物质热辐射必然是吸收与释放的循环过程,不可能是物质不停地产生光子(能量子)的过程。物理学知道了任何物质都产生热辐射,而忽略了热辐射也是一种客观存在体。当体积大的固体物质,如地球,从地球地心的物质向外辐射热辐射,由于能量子被高密度的物质屏蔽住,使能量子不能很好地膨胀,能量不能很好地衰减;即地球内产生的热辐射远大于地球表面辐射掉的热,使得地球内部热辐射不断地积累,热辐射密度不断增高,温度也不断增高,使地球内部一定的区域(地幔)溶化为液体。当地球内部热辐射密度不断增高,能量子流就会从地壳的某些薄弱处辐射出来,由此引发地震,地光,火山喷发等。当固体物质体积更大时,如太阳,则从星体表面辐射大量热辐射,致使星体表面固体物质溶化,离子化,粒子化,并发出大量的光和热。 从任何物质都存在热辐射,就可以得知太阳的燃烧是热辐射产生的发光。这样,不排除太阳表面某区域由热辐射引起的热核反应。如果完全将太阳看成是热核反应星球,则太阳将是一个不断膨胀的,将把太阳系吞噬掉的星球。发光,化学反应,燃烧,爆炸,核反应等都是将分子或原子核中被屏蔽的热辐射释放出来的结果。
1986年,美国科学家E.Wolf首先在理论证明:只有当光源的光谱相干度满足标度定律时,由该光源辐射的光通过自由空间传播才有光谱不变性【2】。之后研究发现:远场光谱相对于光源光谱会产生“红移”或“蓝移”的现象【3】。
光(电磁波)的运动和物质运动完全不同,光加速运动的作用力不是外力,而是光子自身的膨胀力,因此光的运动和支持光加速运动的力与物质完全不同,光是与物质不同的运动形式,它是非物质。至此我们知道宇宙是由物质,电磁波,CMB和基态能量子组成的。由于基态能量子为物质运动提供外力,所以基态能量子具有物质不可屏蔽性,又由于物质在宇宙空间运动,所以基态能量子充满宇宙空间。真空就是充满基态能量子的空间,宇宙空间是由CMB和基态能量子组成的,空间是它们存在的形式,它们是产生空间的必然,不存在没有基态能量子的空间。光(电磁波)是在CMB和基态电磁波组成的宇宙空间中运动,膨胀,衰减,消失的。基态能量子为物质运动提供作用力或能量,也可以说物质吸收基态能量子而运动。物质吸收基态能量子后产生运动,物质运动后释放能量子,由能量子组成的电磁波在空间运动后衰减成CMB,CMB逐渐衰减成基态能量子。这就是说,在物质作用下,非物质是以基态能量子→ 电磁波→CMB→基态能量子的循环形式进行转化的。物质和非物质相互作用,使物质产生运动,使非物质从基态到非基态的不断循环转换。

至此我们有了清晰的宇宙图象,宇宙是由物质和非物质组成,非物质具有三种形态 1电磁波,2CMB,3基态能量子;宇宙空间是由CMB和基态能量子及在其中运动的电磁波组成。由于CMB是具有膨胀性质和CMB具有2.725K不变的永恒温度,这证明CMB的体积是不变的,所以宇宙的体积是有限的。假如宇宙无限,CMB会不断衰减,宇宙背景温度趋于绝对零度,不可能保持在2.725K不变的温度,所以宇宙是有限的。

参考资料
【1】光子光学李桂春著 国防工业出版社 2010
【2】 Wolf E.Invariance of the spectrum of light on propagation .Phys Rev Lett.1986.56:1370-1372.
【3】Gbur G,Visser TD,Wolf E.Anomalous behavior of spectra near phase singularities of focused wavse.Phys Rev Lett,2002,88,013901



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