光的本質（用粒子性解釋光的所有屬性，顏色，介質內速度改變等）_風聞

1.1       光的本質

1.1.1       光的本質

光是地球上的生命體存在的前提條件（當然地球上也存在不能見光的生命體，但即使是這些生命體不能見光，它們最終需要的能源也間接的來源於光），因此，光對人類來説，其重要性不言而喻。然而，光到底是什麼的問題卻一直困擾着人們，歷史上很多學者都對光的本質進行了探索，這其中最著名的就應當是牛頓和惠更斯了，牛頓認為光是微粒，因為當時在牛頓看來，微粒説可以很好的解釋各種光的現象；而惠更斯卻繼承和完善了胡克的觀點，堅持認為光是波。近代物理學家則提出光具有波粒二象性。

依據本章前面2小節的內容，我們現在可以得出一個結論：宇宙是一個粒子的世界，粒子性是宇宙的本質屬性。因此宇宙中所有的物質都是粒子，或者是粒子的聚合體。因此，作為宇宙中的一員，光也必然是粒子。

如果光是粒子，那麼我們該如何理解具有代表性的光的干涉和衍射的實驗結果呢？

1.1.2       光的波動説之實驗分析

自從17世紀的牛頓提出了光的微粒説以來，能夠證明光是粒子的實驗與理論有很多，例如光的折射、反射、直線傳輸以及光電效應和康普頓效應等。但是微粒説在解釋光的衍射和楊氏雙縫干涉實驗的時候遇到了困難，然而作為對立學説的波動説看上去似乎很好的解釋了這2個實驗現象。

那麼光的衍射和干涉實驗果真是隻能用波來解釋嗎？為了回答這個問題，我們需要先了解一下物質的組成方式，在前面的理論中，我們提出了原子核之間是依靠共有電子方式結合的，原子核束縛了電子並形成共有電子環，而根據牛頓第三定律，力是相互的（這個地方的力不是直接的作用力模式，所以與牛頓第三定律的情形還是有一點區別的），因此電子環必然也束縛了原子核，而依據共有電子環而結合的任何物質的表面，無論看上去多麼的光滑或者多麼的平整，當我們放大到可以看到電子的時候，我們必然會看到物質表面突出的電子環。但共有電子環是無法填充原子核之間所有的空隙的，因此任何的物質在高倍數的顯微鏡下應當呈現出具有無數空腔的網狀的立體結構（或者層狀，即使不是用我的原子模型理論解釋，用已有的原子模型理論，物質在放大到可以看到電子的時候，也必然呈現出具有無數空腔的網狀的立體結構），只不過這些網狀結構或層狀結構中的原子核有的是規則排列的（例如玻璃），而有的是無序不規則排列的（不透明的大多數物質都是無序或不規則排列方式），很顯然菲涅耳和托馬斯.楊在沒有考慮這些情況的前提下就得出了片面的結論。

對物質的組成以及物質的表面有了大概印象之後，現在來分析光波動説中的2個著名的實驗現象，光的衍射和楊氏雙縫干涉實驗。

1.     光的衍射

當光子通過任何物質的表面時，很多的光子會撞擊到突出的共有電子環上，還有很多的光子會撞擊到原子核上，而大量的光子則會深入物質內部（進入的深度根據網狀結構之間的空隙會有變化），在物質內部繼續傳播。受到原子核的束縛力的影響，深入物質內部的光子的軌跡一定會發生改變，根據光子所具有的動量大小來區分，一部分光子會成為原子核的私有電子（暫時不要質疑這個結論），一部分光子由於動量大小不適合成為原子核的私有電子，這部分光子有一部分在改變軌跡後重新從物質的表面射出，形成光的反射，當然，其中的一部分屬於折射的範圍。無論是折射還是反射，光子的軌跡已經不在原來光子的軌跡上了，因此當光通過任何物質的表面後都會有發散的現象（散射）。當光子到達物質的拐角處時，深入物質內部的一部分光子軌跡發生了改變，經過連續的撞擊反射和折射後必然會有部分光子在物質的拐角處穿出了物質的網狀結構，從而折射到拐角處的另外一面，而我們看上去好像是光拐彎了，這就是光衍射的本質原因。

此外在地球的表面是充滿了空氣的，當光子路過組成空氣分子中的原子核時，如果距離合適，空氣分子中的原子核會試圖束縛這些路過的光子，從而使其成為該原子核的私有電子，或者使其成為組成空氣分子中的共有電子環中的共有電子；而那些動量不在組成空氣分子中的原子核所能束縛的動量範圍內的光子，由於也受到了原子核的束縛力的影響，因此其軌跡也會發生改變；即使路過原子核附近的光子在原子核所能束縛的電子動量範圍內，如果距離不合適，該原子核也不能束縛該光子，但是會影響該光子的運行軌跡。這些原因都是衍射現象的成因之一。

如果做實驗的縫隙的寬度比較大，則光子撞擊到物質表面折射後的光子不一定會撞擊到對面的物質表面從而繼續折射，因此當縫隙比較大時，光折射的次數比較少。當縫隙寬度變窄時，光子折射後可能再次撞擊到對面的物質表面，然後繼續發生折射和反射，如此會反覆多次折射反射，因此光子經過縫隙很窄的通道後會有多條折射光線出現。

當只有一個光子時，如果光子是絕對垂直於縫隙所在平面，並且沒有與任何突出物質表面的電子環發生碰撞的時候，表現出來的就是直射，因此在極弱光源存在的情況下，衍射現象會非常的不明顯甚至消失。即使是強光源，如果光源的範圍極度狹窄（遠小於縫隙的寬度），並且光源在進入縫隙前經過篩選，以保證所有的光子都符合單光子通過時的情景，也就是説，所有的光子的飛行路線都與縫隙平面垂直，因此理論上不會與縫隙處突出的電子環發生碰撞，也不會進入物質內部，從而保證沒有折射和反射發生，則衍射現象應當會消失。

此外如果實驗在非真空狀態下進行，那麼光子是有撞擊到空氣分子的概率的，任何的撞擊都有可能使光子的飛行方向發生改變或者使光子分解，因此如果實驗在真空狀態下進行，並且保證任何光子的飛行方向都與進行實驗的縫隙所在面板垂直，且不與面板上任何的電子環或原子核有任何的碰撞，那麼無論光子的數量有多少，都必然不會發生衍射現象。

2.    楊氏雙縫干涉試驗

對於雙縫干涉實驗，首先每條縫隙都滿足我們對單條縫隙的衍射分析結果，在此不再贅述，因此如果光子滿足下列條件，則干涉必然無法發生，如下圖1 - 1所示：

圖1 - 1

紅色圓點是光源，2條紅色光線是經過篩選的，假設所有光子都不會撞擊到中間具有縫隙的隔板（可以考慮單光子發生器），並且在對面的隔板上安裝2條與光子路線平行的傾斜的阻擋隔板（為了阻擋反射的光子產生干擾），假設光子在撞擊到最終的隔板前不會與路過的任何平面發生碰撞，則干涉現象必然消失。

此外在本實驗中，光源與實驗中面板上的縫隙之間不是垂直的關係，而是存在一定的夾角，我們需要考慮的因素是，雖然面板很薄，但是對於照射到縫隙橫截面上的光子來説依然構成了折射的條件，因此不出意外的話，光子一定會發生折射和反射，折射的光在到達面板後面的屏幕上以後會再次發生折射和反射，然後這些折射和反射的光子可能會再次到達具有縫隙的面板上，然後再次循環的發生折射和反射。那麼我們就要考慮了，這些折射和反射的光子會不會直接在屏幕上形成幾條光帶？

還有一個因素，我們需要思考，那就是光子照射在縫隙橫截面的兩個邊緣的時候的折射的角度問題，這些對於實驗結果都是不能忽略的。

經過以上分析，我們可以看出，人們之所以對光的衍射和干涉現象的解釋出現錯誤，其實是因為實驗條件的約束所造成的，雖然我們無法保證縫隙處的表面是絕對的光滑和實心的（保證光子不會進入物質內部並繼續傳播），但是我們可以保證光子的路線大致上都是平行的（要做到所有的光子路線都絕對平行，目前還是存在巨大困難的），只有光子不會與物質的表面發生碰撞，則不會有折射和反射，則必然不會有衍射和干涉發生。

至於單光子通過後會隨機分佈的結果，其實也很容易理解，這也是由於實驗的光源無法保證每個光子的發射角度都相同，而是隨機的，因此單個光子有相同的概率通過2條縫隙，如果我們保證每個光子的發射角度絕對相同，則無論發射多少光子，我們看到的都只能是一個點。

3.    光的波動説之橫波分析

波動説認為光是橫波，現在我們假設這個結論成立，那麼有2點需要考慮。

1.      根據橫波的性質，可知光子在做直線運動的同時還在不停的振動，但人們似乎忽略了一個重要的因素，那就是任何物質的振動都是依靠受力來維持的，光子也不例外，光子要維持振動就必需有外力來進行維持，如果是某種物質在與光子運動方向垂直的方向來對光子施加作用力，那麼這種物質的密度就必需無比巨大，否則無法保證在任意時刻都對光子施加作用力，現在的問題是，如果這種物質密度無比巨大，那麼在光子運動方向上是如何規避這種物質的，如果光子可以規避與光子運動方向同向的物質，那麼這種物質的密度就不可能無比巨大，因為在任何可能的空間中，光子的運動方向都可能是未知的，或者説是任意的，因此這種使光子保持振動的物質的存在是一個悖論。既然這種物質不可能存在，那麼光子就不可能振動。

2.      如果光子是振動前行的，那麼根據速度的合成法則，合成後的光速是不斷變化的，它只有在光的飛行方向上符合光速定義，而在振動的任何時刻的合速度很顯然超過了我們現在定義的光速，而這與光速不變原理是相悖的（當然，我們也沒有承認，光速不變原理是正確的）。

由這2點可知，光是橫波的理論存在巨大缺陷。

1.1.3       光的交叉碰撞分析（惠更斯反駁牛頓的證據之一）

惠更斯1678年在法國科學院的一次演講中，公開反對了牛頓關於光的微粒説，他指出：光子如果是微粒，那麼光在交叉的時候就會因為碰撞而改變方向。但現實是這種現象並沒有發生。

反駁這個觀點之前，我們先思考下列問題：

1.      我們看到光束，那説明肯定是有光子的方向發生了改變，那麼是因為光子之間的互相碰撞使得它改變了方向，還是其它粒子的阻擋，例如空氣粒子的阻擋使得光子改變了方向？

2.      我們看到這束光説明了什麼？我們的眼睛需要多少光子才能形成這束光的現狀？我們眼睛接受光子的多少對形狀的形成有什麼影響？

3.      我們看到的這束光是充滿了光束所在的空間嗎？光子與光束所在空間的體積比是多少？我們看到好像光束充滿了光束所在的空間，那麼這是不是一個假象，反射到我們眼睛的光子只佔光束的非常微小的一部分，可為什麼我們認為我們看到了整束光？有沒有可能光子與光束所在空間比小的可以忽略不計？

4.      我們可以在位於廣場上的任意位置都可以看到廣場中央的燈柱，甚至我們在太空中通過特殊的望遠鏡從很多位置也可以看到這個燈柱，這説明燈柱上任意位置在任意時刻都在向着任意方向反射光子，假如廣場上有千千萬萬個燈柱，這些燈柱的反射光是在任意時刻，向着任意方向反射的，那麼這些向任意方向反射的光子之間有沒有碰撞？

5.      我們的眼睛可以看到的面積與我們眼球的表面積相比是無比巨大的，例如：天氣晴朗的時候，我們的能見度可以達到十幾公里，這是一個什麼概念，我們的眼睛的直徑只有幾毫米或十幾毫米，同距離我們10公里的整個背景來説，可以忽略不計，但如果我們的眼睛沒有任何疾病，我們依然可以看的非常的清晰，這説明了什麼？

下面我們依次來分析和回答這些提問：

1.      如果我們和光束都處在所謂的絕對真空中，我們依然能看到光束，則説明光束中必然有光子的方向發生了改變，否則我們不可能看到。那麼現在的問題，光子為什麼會改變飛行的方向，（俠義相對論認為光速不變，那麼我們不可能看到絕對真空種的光束，因為速度都一樣，且飛行方向也都一樣的光子之間是不可能互相碰撞的，所以，只能有兩種結果，要麼我們認為的真空不是絕對的真空，而是存在各種可以阻擋光速的粒子；要麼否定俠義相對論，光速不是恆定量，它是一個變量，同一束光中的光子的速度存在差異）。當然，如果不是真空，而是地球表面，那麼根據前面的分析，我們已經知道，光子在空氣中是會受到空氣分子中原子核的影響而改變路徑的。我們在紅移中繼續討論光子的速度問題。

2.      我們看到了光束，説明了光束中的光子方向發生了改變，並且改變方向的光子的數量足夠在我們的眼睛內形成光束的圖像。同時從另外一個方面也説明了，我們的眼睛根據接收光子的數量來分辨一個物質的形狀的清晰度。

3.      通過結論2，既然我們的眼睛可以通過接收光子的多少來判斷光束的清晰度，那麼，我們沒有證據證明：光束充滿路線上的所有空間。因為，我們的眼睛接收到的光子數量，對於整束光來説可以忽略不計，否則，就意味着光束中的大部分光子都會因為發生方向改變，而無法傳播到很遠的距離，但現實是，一束激光可以照射到月球上，然後再反射回來，理論上它可以照射到無限遠。因此，我們有理由相信，看上去充滿光子的光束，其實其佔據的空間比例可能小到忽略不計。

4.      空間中的粒子在任意時刻，任意方向上的飛行的概率接近一致。

在我們思考了以上幾個問題後會發現一個很奇妙的現象，那就是我們的空間中其實在任意時刻，任意方向都有飛行的光子（思考一下沙漠中每一粒沙子的反射光），如果考慮了Wi-Fi或者無線電波（也是粒子），那麼我們的空間中在任意時刻，向着任意方向飛行的粒子數量多到我們無法想象，然而這些粒子並沒有對我們的視覺產生阻礙作用，它們相互間也沒有影響，或者沒有明顯的影響。這種情況同樣適用於交叉的光束，雖然我們看上去光束充滿了其所在的空間，其實光子與光束所在空間的體積比可以小到忽略不計，只不過我們的眼睛欺騙了我們，因為眼睛並不需要光束的每個位置都反射光子到我們的眼睛。如果打一個比方，每個光子與其空間體積佔比，可能就像一個乒乓球在一立方公里內飛行一樣，甚至更大，試想這樣的體積比的光束交叉的時候，光子相撞的概率有多大，所以惠更斯的這個論斷很明顯是欠缺考慮的。

該現象更加有力的説明了，我們的眼睛只從看到的景象裏接收了很少的光子，或者換句話説就是：我們看上去好像充滿了光子的空間，其實是一個假象。該結果同樣適用於光束的情況，光束充滿了整個光束的空間，只是我們看到的一個假象。

1.1.4       紅移和藍移的本質

現代理論對紅移解釋的依據光是波，而根據我們的分析，光不可能是波，也不可能依照波的方式進行傳輸。

如果光是粒子，那麼紅移和藍移的原因只能是單位體積內的光子數量佔比發生了變化。

下面我們用光的粒子性來分析光子數量佔比發生變化的原因：

1.  如果在真空中，我們依然可以看到光束，那説明光子在飛行的時候肯定是與其它粒子發生了撞擊，否則它的方向不會發生改變。在真空中阻擋光子前進的粒子有三種可能，

a)              光源本身發射出的粒子伴隨着光束一起發出

白光本身就是多種顏色的集合體，而不同顏色代表不同的粒子組合，因此任何一束白光本身就是一羣粒子的集合體。在這個粒子的集合體中，每種粒子的數量不是固定的，它是一個概率數值。此外在任何一束光中還包括很多位於可見光之外的粒子，例如紅外線粒子，以及其它的不能被觀測到的粒子。這個現象説明了光源在產生光子的過程中是不能控制的，它是由光源本身的粒子決定的，它是一個概率事件。而宇宙中的任何星球的物質組成都是隨機事件，作為這些星球組成中的一部分的恆星的物質組成也必然是一個隨機事件，這導致恆星在發光的時候所發射出的光子的組成也成為一個隨機事件，這説明了光源發射光子種類和數量的不確定性。

**b)**真空中有其它粒子存在

現在有足夠的證據證明，在我們現在能夠探測到的宇宙的任何地方都充滿了宇宙微波背景輻射粒子，雖然我們不能確定這些粒子的動量範圍，但是它們的存在必然會對光子的飛行產生影響。

**c)**光子本身的速度存在差異

這種差異非常的微小，因此短距離內很難觀測到，隨着飛行時間的增長，差距會越來越大，這種速度的差異會直接導致單位體積內各種光子數量佔比發生變化。

2.      由於宇宙中任何的恆星在發光的過程中，光子都是任意散射而出的，因此，隨着時間的延長，對於等量的光子來説，其空間佔位體積會越來越大，換個角度來説就是，單位體積內光子的數量越來越少。

3.      如果我們對基本物質的假設正確以及質能方程式推導出的結果也正確，那麼基本物質的速度是900億公里/秒，因此光子、電子等粒子的速度同基本物質的速度比起來可以忽略不計，這就意味着基本物質的撞擊對光子、電子等的速度的影響在短時間內也可以忽略不計。打個比方，我們在快速的奔跑，假如任意時刻我們前面和後面都受到了大量的球體的撞擊（不考慮傷害，球體的動量，密度都接近恆定），並且球體的速度要遠遠的超過我們奔跑的速度，那麼在任意時刻我們受到來自前面的，並且飛行方向與我們奔跑方向正好相反的方向的球體撞擊的一瞬間，我們會產生向後的頓挫，但馬上我們又受到來自後方的，並且飛行方向與我們奔跑方向正好相同的等量球體的撞擊（有一個時間差），因此，因為前面球體的撞擊效果有一部分會馬上被後方球體的撞擊所彌補。假設球體的速度是V，質量是m，我們奔跑的速度是v，身體橫截面積是s，1秒內我們奔跑的距離為1 * v = v，假設球體的密度為ρ1，經過計算可知有後面的公式成立，我們身體在1秒內受到球體的撞擊產生的動量變化p = mV sρ1* （V + v）- mV sρ1* ( V – v) = 2mVvsρ1。這個公式適用於任何物體在充滿基本物質的空間內的運動情形，任何複雜的運動軌跡經過分解後都可以套用此公式。但是由於基本物質對任何運動物體的撞擊都存在穿透概率，因此我們應當加入另外一個撞擊概率密度ρ2，也就是説存在公式p = 2mVvsρ1ρ2。分析中的公式適用於宇宙中存在的任何體積大於基本物質，而速度小於基本物質的粒子，光子作為宇宙中粒子的一部分，它顯然也是遵循這個公式的。假設光子的體積不是固定不變的，假如公式中的參數sρ2變化不成比例（這種情況是因為光子和基本物質的空間佔比所決定的），也就是説，雖然光子的體積可能不同，但是它們受到基本物質撞擊的概率變化與體積的變化不成比例，因此在同樣的基本物質存在環境中，因為受到基本物質的撞擊所產生的動量變化不是成比例的。例如：假設光子的動量範圍是5X-9X，它們在同樣的基本物質環境中飛行時，如果因為撞擊損失的動量大小相同或相近，例如對應的動量變化0.0011X-0.0015X，那麼很明顯0.0011X/5X > 0.0012X/6X > 0.0013X/7X > 0.0014X /8X > 0.0015X/9X。如果這個假設成立，那麼速度快但動量小的光子因為受到基本物質的阻擋而產生的速度變化要高於速度慢但動量高的光子，因此靠近藍色光粒子範圍的粒子會逐漸的因為速度的變化而慢慢的落後於接近紅色光粒子範圍的粒子。

4.      光子動量的變化。隨着時間的延長，在宇宙中飛行的光子時刻都在與基本物質發生撞擊，雖然大多數的基本物質會穿過光子，或者撞擊後發生了反彈，但總有多多少少的基本物質會與光子在撞擊的過程中發生了形變，並且與光子結合到一起，因此，總體來説，光子的動量是在不斷的增加的，但是速度可能正在降低。而我們認為紅光的動量要高於藍光的動量，同時紅光的速度要低於藍光的速度。

5.      光子的速度。我們有理由認為藍色光子的速度要略微高於紅色光子的速度，因此一開始，隨着時間的延長，藍色光子要慢慢的快過了紅色光子，因此，在一定的時間範圍內，或者説距離範圍內，我們會觀察到藍移的現象；但是根據4中的推論，隨着距離的增加，或者時間的延長，藍色光子受到了基本物質的撞擊後，動量不斷的增加，速度不斷的降低，因此會慢慢的重新回到正常光，並且繼續向紅色光子端移動。

綜合以上5條可以看出，隨着時間的延長，單位體積內光子的數量不斷的在減少，同時，因為各種原因，單位體積內各種光子的數量佔比也在不斷的發生變化，時間越久，則位於紅光範圍內的光子數量佔比越多。

如果我們的分析沒有問題，那麼就意味着藍移和紅移的分界點是距離，假設存在這樣的關係：L1 < L2 < L3，當距離位於L1內時，我們看到正常的光；當距離位於L2時，我們看到光的藍移現象；當距離大於等於L3時，我們看到紅移現象。

紅移和藍移的本質：實質上是各種光粒子的數量佔比發生了變化，我們的眼睛和光電感應器在接收不同密度的光粒子照射時會呈現不同的電流反應。

1.1.5       顏色的本質

我們都做過這樣的實驗，那就是當把多種顏色的油漆混合到一起的時候，會出現一種奇妙的現象，那就是會出現另外一種顏色，也就是説，光子的反射範圍出現了變化，這個現象我們可以先簡單的理解為：我們看上去單一的顏色並不是單一的一種光子撞擊引起的，而應當是多種光子撞擊的結果。但是還有一個現象，如果我們把紅、綠、黃、藍四種顏色混合到一起的時候，顏色會接近於黑色。而我們直觀的認為，黑色是因為我們眼睛感受的光子的撞擊減少了。按道理來説，多種色彩的油漆混合的時候，它們反射的光的範圍應當增加才是，但很明顯這個理論對於油漆的混合結果不適用。然而，還有一個現象，如果我們把紅、綠、黃、藍四種顏色的光混合的時候，我們會得到白色的光。

那麼，是什麼原因導致了油漆的混合現象以及光的混合現象呢？

假設一束光中光子的動量範圍值是50X-100X；同時，假設某物體的電子的動量範圍值是95X-200X。那麼，當光束照射到該物體時，位於光子與電子動量範圍值交集內的光子（95X-100X），很可能在到達物體時，被物體的原子核捕獲，而成為物體的私有電子，因此，該物體沒有反射光子（95X-100X）的機會，所以我們無法從物體反射的光子中看到這部分光子。

當然，如果有部分位於動量範圍值（95X-100X）內的光子的軌跡路徑的終點是原子核本身，或者某個電子，那麼，它們是存在被反射的可能的，但這部分光子的數量應當非常的少。但同時，它們也存在因為撞擊而分解的可能；或者，因為撞擊它們與被撞擊的電子或原子核聚合到一起。

這個理論對於我們理解油漆的混合現象是吻合的，我們看到的某種顏色應當是某個動量範圍的光子的減少，混合的油漆顏色越多，則被多種原子核束縛的光子的動量範圍越廣，因此我們可以看到紅、綠、黃、藍四種顏色油漆混合後會接近於黑色的結果。

當我們把四種顏色的紅、綠、黃、藍光聚合成一束光的時候，我們會看到白色光。這説明：白顏色的物體基本反射了所有的可見光；或者説：物體的原子核所束縛的電子的動量範圍與可見光的動量範圍幾乎不存在交集，因此原子核無法束縛光束中的可見光光子。

如果光子照射原子核上存在被束縛的可能，那麼它就會成為原子核的電子，而原子核之間是依據共有電子環結合的，因此光束照在物體上後，物體原子核上的電子密度會增加；當然，也會在物體內部形成電流。而我們的眼睛正是根據形成電流的差異來區分光子的，或者説：我們的眼睛是依據光子撞擊後形成電流的大小來區分顏色的。

補充：對於顏色的解釋，我們無法使用光子撞擊到物體後的反彈理論，因為，理論上來説，一個物體，如果其質量相對於撞擊到它的物體的質量無限大，那麼，我們可以認為這個物體相對於撞擊它的物體來説是剛性的。如果，所有的光子質量相對於被撞擊的物體來説都滿足這個條件，那麼，物體對光子的反彈就是沒有區別的。既然，物體對光子的反彈沒有區別，那麼，我們如何分辨物體上的不同顏色，因為顏色不可能是入射光本身所反映出來的。所以，只有一種可能，那就是光子與電子存在交集，當光子照射到物體上後，位於交集內的光子被原子核捕獲，而成為其私有電子，因此，被反射的光中，這些光子的數量必然減少。發生變化的光束照射到我們的眼睛時，其形成的電流會發生變化，我們的****眼睛正是根據這些變化來分別顏色。

1.1.6       光電效應

按照愛因斯坦的理論，電子受到光子的撞擊並吸收光子的能量後會逃逸出物體的表面，這種現象被稱之為光電效應。

目前來看，雖然這個理論依據的前提存在問題（光子是一份一份的能量，沒有質量），但它描述的現象可能是正確的。依據我們的理論，存在即物質，物質即存在，所以光子必然有質量。當光子撞擊到電子後，它們確實有融合的幾率，如果融合後的總動量絕對值增大了，那麼它就存在脱離原子核的束縛，而成為自由電子的機會。

除此之外，我們現在討論另外一種光電效應的可能。在顏色的本質的分析中，我們提出了我們的假設：光子與電子存在交集。當光子照射到光電效應板後，此時的光子存在兩種情況：

1.      位於組成光電效應板的原子核所束縛的電子的動量範圍與照射的光子動量範圍之內的光子，在照射到光電效應板後，如果位置合適，那麼它就會有機會被光電效應板上的原子核捕獲，從而成為光電效應板上原子核的電子。正常情況下，光電效應板上原子核上的電子的運動方向在任意方向上是接近的相等的（任意方向指的是沿着電子環軌道半徑向前和向後的方向），當捕獲光子成為自己的電子後，效應板上整體的電子平衡被打破，從而形成電流。

2.      位於組成光電效應板的原子核所束縛的電子的動量範圍與照射的光子動量範圍之外的光子，當它進入到光電效應板後，如果它沒有與任何的電子或原子核進行撞擊，那麼它的運動方向必然會受到路過的原子核的束縛力的干擾，受到原子核束縛力干擾的光子的運動方向會發生改變，而這種改變是未知的，因此會有部分光子的運行軌跡經過連續的改變後，它最終又飛出了光電效應板，這看上去好像是光電效應板上的電子被激發了出來，實際上它只不過是改變了運行方向的光子。即使是光子與電子交集範圍內的光子在成功的被光電效應板上的原子核捕獲後，依然存在脱離光電效應板上的原子核而重新成為自由電子的機會（例如：其它電子的撞擊，或者原子核的振盪導致的電子軌跡的改變等）。

從以上解釋可以看出，光子與電子的動量範圍存在交集，可以讓我們更好的理解和解釋光電效應。同時，也讓我們知道，光電效應板上逃離的電子，不一定來自光電效應板上的原子核的私有電子，它也可能是因為受到原子核或電子的束縛力後而改變運行軌跡的光子。     

1.1.7       光的折射和反射

光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生改變，從而使光線在不同介質的交界處發生偏折或反射。

無論入射光的動量範圍與被照射的介質原子核所束縛的電子的動量範圍有沒有交集，當光子到達介質的表面時，光子的運行方向都會因為受到被照射介質原子核的束縛力的影響而改變，因為光子與原子核之間的距離是未知的，因此光子受到介質中原子核的束縛力的大小也是未知的，所以光子的運行方向因為受到束縛力而發生改變的角度也是未知的，這導致的結果就是，光子照射到任何的介質上都會發生散射、折射、反射，唯一的區別就是發生三種現象的光子的數量不同，即使我們認為的全反射，也必然會存在散射和折射的現象，只不過發生散射和折射的光子的數量很少而已。

依據被照射介質的原子核所束縛的電子的動量範圍的不同，光子在以同樣的角度照射入不同介質後，原子核對光子施加的束縛力也不同，因此光子的軌跡改變的角度也不同。這就是我們平時所説的不同介質對光的反射和折射角度不同的原因。

1.1.8       介質內光子傳播速度分析

當光子進入介質後，由於介質內原子核的密度足夠大，導致光子在任何時刻都會受到來自介質中原子核的束縛力的影響，因此光子的軌跡是時刻都在改變的。假如光子的運行路線改變後是沿着S型波浪路線前進的（也可能會在原子核束縛力的影響下，沿着螺旋型路線前進），並且波浪形路線的波峯和波谷的絕對值相等或相近，此時光子的行為可以近似的認為是以橫波的方式前進的，假設此時的光子的速度並沒有改變，根據速度的分解法則可知，光子在橫波前進方向的座標軸上的速度分量很明顯是小於光速的，而這正是我們所測得的光子在介質內傳播的速度，因此，現代理論認為：光子在介質內傳播的時候，速度會降低。然而，現在經過分析我們知道了，光子的速度在介質內並沒有改變，或者説，光子在介質內並沒有因為介質的影響而改變速度，它改變的只是運行的路徑，如下圖1 – 2所示：。

圖1 – 2

上圖中光子從O1到O2有兩條路徑，沿着直線路徑和曲線路徑。在介質中傳播的時候，光子時刻受到原子核的影響，其路徑很可能類似圖中曲線的樣子。假如光子的速度不變，那麼光子從O1沿着曲線路徑到O2的時間t1一定大於光子沿着直線路徑到的O2的時間t2。而我們觀察到的結果只是光子沿着直線傳播的距離，並不會觀察到整個過程中光子沿着曲線傳播的路徑。因此，看上去好像光子的速度變慢了。

1.1.9       電磁波的傳播原理

1.     電磁波的發射：

前面我們已經討論了，電子類粒子是一個範圍值，而光子只是電子範圍中的一段。對於那些沒有位於可見光範圍內的電子，其中還有一部分也是可以被人們利用的。而電磁波應當就是這些可以被利用的電子中的一段。

人們設計了特定的芯片，按照特定的頻率不間斷的釋放這些電子，也就是説這些電子是按照一定的頻率一波一波的發射出去的，並按照需求，進行散射，或定向發射。

如果是散射，也就是沒有指定方向，那麼這些散射出去的粒子，如果沒有被阻擋或被吸收，那麼理想狀態下，每一波都可以組成一個球面（我們假定這些粒子的速度一致，實際上速度一致是一個理想狀態，粒子之間的速度肯定會存在差異，只不過這些差異在短距離內很難觀測到）。那麼我們就可以想象出，在芯片以特定的頻率，不間斷的釋放電子的過程中，這些電子會以球面嵌套的方式不斷向外傳播，任意兩個相鄰的球面的半徑差都相同，並且所有的球面半徑都在以相同的速度增長。

如果是定向發射，例如量子通訊衞星，那麼這些定向發射出去的粒子，如果沒有被阻擋或被吸收，那麼理想狀態下，每一波都可以被看作一個形狀不規則的平面體，平面體的厚度一致（理想狀態下可能是一層粒子，或者多層粒子），並且任意相鄰平面體之間的距離一致，然後所有的平面體都在以相同的速度向前移動。整體可以看作是一根不斷向前延伸的圓柱體，或者多邊形柱體。

思考：電磁波粒子的範圍應當是可選擇的，也就是説，我們可以選擇不同材質作為材料，用來製作不同的芯片，然後發射不同動量範圍的電子，這樣接收方只有選擇合適的材料，才能接收不同動量的電****子。

2.    電磁波的接收：

對於發射出去的電磁波，只有再次被接收，才有利用價值。根據我們上面討論的情況，電磁波的接收存在兩種可能。

1.    電磁波粒子的動量範圍相同，只是芯片發射粒子的頻率不同，這樣對於接收端來説，根據接收的頻率就可以區分發射源。

2.    電磁波粒子的動量範圍不同，那麼我們就只有知道了電子的動量範圍，才能選擇合適的芯片作為接收端。

1.1.10    結論

1.   如果光的衍射和干涉實驗現象和光的波動性沒有任何的關係，那麼光的波動説就不能成立，因此光具有波粒二象性的特性是錯誤的結論，因此最終牛頓的光粒子説獲得勝利，光就是粒子。

2.   光的紅移和藍移是因為我們同光源之間的距離不同導致的，假設存在這樣的關係：L1 < L2 < L3，當距離位於L1內時，我們看到正常的光；當距離位於L2時，我們看到光的藍移現象；當距離大於等於L3時，我們看到紅移現象。從另外一個角度説，紅移和藍移現象是因為光子中的比例變化導致的，當距離小於等於L1時，各種光子的比例接近於我們看到的正常白光中各種粒子的比例；隨着距離的增加，藍色光粒子由於速度要稍微快於紅色光粒子，因此在一定的距離範圍L2內，藍色光粒子的比例增多，此時呈現藍移；隨着距離繼續增加，藍色光粒子由於受到前方慢速粒子的阻擋而改變方向的越來越多，因此藍色光粒子和紅色光粒子的比例慢慢的發生改變，紅色光粒子比例慢慢增高，因此這個過程應當是：正常白色光->藍移->正常白色光（亮度減弱）->紅移，並且距離越大，紅移現象越嚴重。

3.   光子的範圍與電子的範圍存在交集。這是一個劃時代的結論。因為這個結論我們可以把能量統一起來，可以讓我們很好的理解顏色、光電效應、電燈發光、火焰燃燒中的能量、光合作用中積累的能量以及生命體所需要的能量等。然而，我們在對原子核的研究過程中並不能直接看到圍繞原子核運行的光子，原因是因為，光子在圍繞原子核運行的過程中無法撞擊到我們的眼睛或者感光設備上，那麼，我們的眼睛或感光設備就不能形成電流。只有當光子類粒子脱離原子核的束縛成為自由粒子時，才有可能形成可見光，並有幾率撞擊到我們的眼睛或感光設備。

4.   光子的速度在介質內並沒有改變，改變的只是光子的運行路徑。我們現代技術測得光子在介質內的速度只是光子改變運行路徑後的速度分量（嚴格意義上來説：光子的速度在任何空間內傳播都會衰減，但是我們在很短的距離內根本無法觀測到）。另外，由於介質內部原子核高度密集，因此，受到原子核束縛力的影響，並且如果原子核的排列有序，那麼光子在介質內部的飛行可以看作是以橫波的方式前進的，只不過振幅可能不是固定的。

5.   顏色的本質是因為光照中光子的數量減少的百分比不同導致的。某種動量範圍的光子數量的減少會使得我們的眼睛因為光電效應產生的電流發生變化，因此，從這個角度可以説，我們眼睛感受顏色的本質是感受到不同的電流。

6.   光的折射、反射、散射是同時發生的，換句話説就是：在我們視力可及的範圍內，在任意的空間內，任意的介質內，這三種現象必然是伴隨發生的，唯一的區別就是三種現象所佔的比例不同。

宇宙是無限的，因此存在各種可能。個人認為宇宙中必然存在一種這樣的原子核，它所能束縛的電子的動量範圍與可見光的動量範圍完全重合。當光子照射到由這種原子核組成的物質時，除了很少的一部分因為直接撞擊到原子核發生了反彈，其它所有入射到介質內部的光子都會成為該物質原子核的私有電子。因此，這種物質不會發生折射和反射現象。

如果以上假設的物質存在，那麼入射光則可以被近似的認為被全部吸收。

7.   如果光不是波，那麼我們就不能再用光的波動性來解釋紅移和藍移現象，也就是説：星體並不是因為遠離我們才發生了紅移現象，也不是因為在向我們靠近而發生了藍移現象。因此，宇宙大爆炸學説的根據是不成立的。

8.   電磁波的本質同光的本質一樣，都是粒子。如果光子不能在所謂的真空中以波的形式前進，那麼構成電磁波的粒子也不能在真空中以波的方式前進。但是在高密度原子核的介質內部，電磁波的傳播方式同光子的傳播方式相同。