在日常生活中我们经常谈论光速,光速也是物体运动的极限速度,一秒可绕地球七个半圈,数值约等于30万公里/秒(真实数值略小于该值,为了简化起见,以下将用30万km/s近似替代光速)。

我们来思考这样一个问题,光是如何诞生的,它在诞生前到诞生后有没有一个加速过程呢?

按照常识思维,生活中任何物体在保持某一速度运行时,势必有一个从0m/s到现速的过渡阶段。比如汽车启动,火箭发射……

同理到光速,它也有一个从0m/s到30万公里每秒的加速过程吗?

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我先给出答案,那就是光不存在加速过程。

要想弄清楚这个问题,我们必须弄清量子力学的起始概念。可以说,量子力学的建立就是从这个问题开始的。

人类文明从两千多年前一直到1900年都默认这样一个“定律”:世界万物都是连续的。

牛顿力学也遵守这样的“定律”。也正是由于这种根深蒂固的思维,量子力学的创始人在提出能量的不连续性后,依旧责备自己的想法太疯狂。

连续性是顾名思义的,不管是组成物质的结构还是速度都是连续变化的。

可是这种思维在19世纪末却面临着巨大的挑战。事物的连续性思维在宏观世界很契合,可是到了19世纪后半叶,人类有了能力打开微观世界的大门。一开始我们就抱着这种“连续性”的思维认知微观世界。

可是后来的黑体辐射问题却与此种思维格格不入。按照连续性思维,黑体辐射中的瑞利-金斯定律将出现紫外灾难,这明显与事实不符。

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任何用连续性思维解释黑体辐射光谱的过程都注定是失败的。

而普朗克巧妙的利用了物理经验,把连续性转变成非连续性,才完美解释了黑体辐射的光谱数据。可是他本人一直认为自己只是为了解释实验而不得已拼凑的解释。

他内心仍然倾向于连续性。

可是最后的结果大家都知道了。爱因斯坦率先将这种不连续性思维利用到光量子上,并提成光量子假说,完美解释了光电效应,并为此获得了诺奖。玻尔继而将这种不连续性用到核外电子的能级跳跃上,能量化的概念在随后一系列实验中取得了空前的成功。

可以说,整个量子力学就是建立在不连续性上

我们经常说的能量量子化其实就是说:能量的吸收和释放不再是一个连续的过程,而是以某一单位为基础,跳跃式释放或者吸收。

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比如电子吸收光子的能量只能吸收hv,或者hv的整数倍。因为hv就是光子的能量(h是普朗克常数,v是光子频率)。hv也就是光量子的能量,量子是不可再分的,是一种基本单位。所以吸收能量的过程不存在从0.5hv到0.6hv的过程。

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电子吸收能量只能是hv…2hv…3hv……。从hv到2hv是不连续的,中间相隔了一个光子能量。

但是按照连续性思维,能量的吸收怎么会这样?应该是0…0.001…hv……0.01…hv……hv……。吸收能量应该可以细分成无数个连续过程,而不应该是跳跃式地进行。

但是连续性吸收能量是错误的,量子化才是正确的。

除了能量的吸收是量子化的。光速也是类似于量子的跳跃过程。

电子不管是受激辐射还是自发辐射出光子,光子直接就是光速。没有从0m/s到30万km/s的的加速过程。

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我想你此时此刻心里一定难以置信这样的解释,可是无数实验已经表明:没有比能量量子化更好的方式解释自然现象了。

人类在归纳自然规律的过程应该是客观的,而不应该带入人的主观意愿。

量子力学就是这样的,这是自然事实,不会以人的主观偏好而改变。我们更应该学会顺从自然的客观,而不应该像某些民科一样,在没有任何证据的站台下,为了自己的主观喜恶而幻想式指责量子力学。