Page 235 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

自发产生电磁场（E，B）和电磁势（φ，A），具有频率、波长、波矢等波动性状，同时还具
有质量、能量、动量等粒子属性。（E，B）为横向矢量（垂直于电磁波的传播方向），与矢
势 A 的横向分量 A ⊥有关，而与纵向分量 A //无关；动量 p 为纵向矢量（平行于电磁波的传播
方向），与矢势 A 的纵向分量 A //有关，而与横向分量 A ⊥无关。
光源发出的光是沿直线传播的。按照以往的光学理论，光从光源发出后，通过自身电磁
振荡独立地在真空中沿直线传播，不需要任何传播介质。根据绝对真空模型可以设想，一个
光子从光源发出后可能加载于相消干涉弦上，并沿干涉弦传播。由于相消干涉弦呈直线无限
延伸，所以光子的传播是直线传播。
如图 12-4a 所示，相消干涉弦 L 用带箭头的短划虚直线标示，箭头指向电磁波的传播方
向，点虚曲线表示左旋电磁波列，实曲线表示右旋电磁波列，两者分别与左旋物质波包序列
和右旋物质波包序列相对应。假设从光源发出的一个右旋阳性光子，加载于干涉弦 L 上，
并与 L 上同频（频率或能量相同）、同性（阴阳性质相同）、同旋（自旋相同）的光子波包
叠加产生相长干涉，于是在光子加载部位，相消干涉弦的共轭对称性遭到破坏，表现为一个
可观察的右旋光子（用粗实曲线标示），这个右旋光子将沿着干涉弦 L 成直线传播。

光子

加载的右旋阳性光子 相消干涉弦

光源 L

相长干涉和对称性破缺

a. 光子的加载和相长干涉 b. 点光源的光场

图 12-4 光子沿相消干涉弦传播

一个点光源发出的光子可以加载于经过该光源点的任意一条相消干涉弦上，而且任意方
向上的干涉弦加载光子的概率是相等的，也就是说光子加载于哪一条相消干涉弦是随机的，
这样就可以在点光源周围形成一个光子密度不断递减的光场。如图 12-4b 所示，在点光源周
围的光场中，光子流密度（即单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的光子数）的变化
应符合平方反比定律，离光源越远，光子流密度越低，在离光源距离相等的位置上，光子流
密度相等。一般情况下，观测结果总是取时间平均值或空间平均值，那么，点光源发出的光
就可以当作球面波来处理，并可使用波阵面、波线等连续性概念加以描述。但是，如果我们
把观测的时间间隔或空间区域缩小到一定限度就可以发现，光子的分布无论是在时间上还是
在空间上都是间断的和不均匀的，如图 12-4b 所示。设光子的波长为λ，如果在时间间隔为

t  ~ （12.1）
c
进行观测，离光源等距离位置上的光子流密度可能是不相等的。或者在空间尺度为
 ~x  （12.2）
进行观测，同一球面的不同位置的光子流密度也可能是不相等的。如果我们单独考察某一条
相消干涉弦上的加载光子就会发现，加载光子是离散分布的，加载光子之间的间隔距离是随

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