光的本質: 一段充滿禪意的歷史公案
菩提本無樹 明鏡亦非台 本來無一物 何處惹塵埃 ──慧能 菩提本無樹 明鏡亦非台 本來無一物 何處惹塵埃 ──慧能
身是菩提樹 心如明鏡台 時時勤拂拭 莫使惹塵埃 ──神秀 身是菩提樹 心如明鏡台 時時勤拂拭 莫使惹塵埃 ──神秀
光的本質的歷史: 惠更斯(Christiaan Huygens, 1629-1695) 波動說(17世紀末) 牛頓(Isaac Newton, 1643-1727) 微粒說=顆粒說(18世紀初) 馬克士威(James Clark Maxwell, 1831-1879) 電磁波(1864) 愛因斯坦(Albert Einstein, 1879-1955) 光子(1905)
看山是山,看水是水 看山不是山,看水不是水 看山又是山,看水又是水 看山又不是山,看水又不是水 看山是山,看水是水 看山不是山,看水不是水 看山又是山,看水又是水 看山又不是山,看水又不是水
拍板定案:互補說(1928年) ──波耳(Niels Bohr, 1885-1962) 從此,物理學家用兩手策略來研究光…
光的真實身分充滿禪意 光既是顆粒,又是波動; 既不是顆粒,又不是波動。 「所謂佛法者,即非佛法,是名佛法。」 「佛說般若波羅蜜,即非般若波羅蜜, 是名般若波羅蜜。」 《金剛般若波羅蜜經》
日常生活類比 你的正面是你,背面也是你; 你的正面不是你,背面也不是你。 類比: 光人 顆粒正面 波動背面
倘若我 看得到你的正面,就看不到你的背面; 看得到你的背面,就看不到你的正面。 所以說 你的正面和背面是你的「一體兩面」。
倘若我 觀察到光的顆粒性,就觀察不到光的波動性; 觀察到光的波動性,就觀察不到光的顆粒性。 所以說 光的顆粒性和波動性是光的「一體兩面」。
古典物理 波動與粒子涇渭分明,是波動就不是粒子,是粒子就不是波動。 流氓不可能是教授,教授也不可能是流氓。
近代物理:波粒二象性 (量子物理基礎之一) 任何波動都具有粒子性質,任何粒子也都具有波動性質。 任何一張臉都對應一個後腦勺,任何後腦勺都對應一張臉。 自然界沒有單獨存在的粒子,也沒有單獨存在的波動。
近代物理:波粒二象性 (量子物理基礎之一) 粒子與波動總是成對出現:有我就有你,有你就有我! 自然界最基本的實體:不是粒子,不是波動,而是「波粒」。無論粒子或波動都只是表相,而非實相。
波粒二象性重要實例 電子顯微鏡 電子錶Vs機械鐘錶:使用電子裝置。 數位相機Vs普通相機:記錄數位影像。
光學顯微鏡:用可見光當作光源,標本小於波長就看不見。 濾過性病毒小於可見光的波長,所以用可見光看不見,所以濾過性病毒沒有顏色! 「電子波」的波長比可見光的波長小很多,所以電子顯微鏡看得見病毒!
Joseph J. Thomson(1856-1940):1906諾貝爾物理獎 George P. Thomson(1892-1975):1937諾貝爾物理獎
測不準原理(量子物理基礎之二) 測即擾:進行觀測一定會造成干擾,絕 對沒有毫無干擾的觀測。 測即擾:進行觀測一定會造成干擾,絕 對沒有毫無干擾的觀測。 取 捨:位置測得愈準,速度測得愈不 準;速度測得愈準,位置測得 愈不準。(速度=速率+方向) 日常生活實例:?
量子疊加態 量子電腦 日常生活實例:?