Page 242 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

个左旋阳性波包，这取决于反γ中微子的外向物质波包的自旋状态，加载波包的自旋应与外
向物质波包的自旋相同），而反向干涉弦上一个左旋阴性波包（也可以是右旋阴性波包）加
载到γ中微子闭合弦上，于是，正向干涉弦将会缺失一个右旋阳性波包，反向干涉弦将会缺
失一个左旋阴性波包，如图 12-9e 所示，正向的短划虚直线上方缺失了一个右旋半波，反向
的短划虚直线下方缺失了一个左旋半波。波包缺失意味着相消干涉弦的反相共轭对称性遭到
了破坏。在右旋阳性波包缺失部位，原来处于相消干涉状态的左旋阴性波包将会显现出来，
变成可观察的显性物质波包，而在左旋阴性波包缺失部位，原来处于相消干涉状态的右旋阳
性波包也将会显现出来，变成可观察的显性物质波包。随后，加载到中微子闭合弦上的物质
波包沿闭合弦运行一周之后，又可通过连接点返回到相消干涉弦，正电子中的右旋阳性波包
返回并加载于波包缺失部位后面的左旋阳性波包之上（图中用粗虚曲线标示），负电子中的
左旋阴性波包返回并加载于波包缺失部位后面的右旋阴性波包之上（图中用粗实曲线标示），
这种波包加载可产生相长干涉，所以加载波包都是可观察的显性物质波包。这里将相消干涉
弦上因波包缺失导致对称性破缺所产生的显性物质波包称为破缺波包，而将波包加载产生的
显性物质波包称为加载波包。这样一来，正向干涉弦上就出现了两个可观察的显性物质波包，
一个左旋阴性波包（破缺波包）和一个右旋阳性波包（加载波包），两者前后依次排列构成
一个自旋为 0 的光子。与此同时，反向干涉弦上也出现了两个可观察的显性物质波包，一个
右旋阳性波包（破缺波包）和一个左旋阴性波包（加载波包），两者前后排列构成一个自旋
为 0 的光子。这种由破缺波包和加载波包构成的自旋为 0 的光子可称为虚光子（图 12-9e 用
半波缺失标记虚光子的破缺波包，用粗实线和粗虚线标记虚光子的加载波包）。
显而易见，虚光子和普通光子是有区别，虚光子的自旋为 0，普通光子的自旋为 1。与
零自旋的虚光子相对应，可以把自旋为 1 的普通光子称为实光子。长期以来，光子被认为只
有＋1 和－1 两种自旋状态，对应于光子的左、右手偏振。虽然理论上允许自旋为 0 的光子
存在，但并没有实际观察到。实光子由一个自旋 1/2 的阳性物质波包和一个自旋 1/2 的阴性
物质波包构成，两个波包的自旋相同，故自旋为±1（如图 12-2 所示）。虚光子也是由一个
自旋 1/2 的阳性物质波包和一个自旋 1/2 的阴性物质波包构成，但两个波包的自旋相反，故
自旋为 0。实光子加载到相消干涉弦上可使加载局部的能量增加，其能量增量等于加载光子
的能量（如图 12-4a 所示）。虚光子所在部位的能量增量为零，如图 12-9e 所示，虚正负电子
偶形成时导致两条反向干涉弦各缺失一个物质波包（能量为 0.511MeV），虚正负电子偶湮灭
时又分别加载一个相同能量的物质波包，结果总能量不变，只是相消干涉弦的物质波包的位
置发生了改变，这种改变导致了波包缺失部位和波包加载部位的反相共轭对称性破缺，于是
产生了一对可观察的自旋为零的虚光子。
正负电子偶生成后将很快湮灭为一对传播方向相反的虚光子，这种即生即湮的正负电子
偶的寿命极短，约为电子波包的一个波动周期，也就是加载的物质波包在中微子闭合弦上运
行一周的时间，即
h h
T    . 8 0933 10  19 s
E . 0 511 MeV （12.11）

这种寿命极短的正负电子偶可称为虚正负电子偶。虚正负电子偶的创生和湮灭可以用下式描
写

e



    真空  创生   e   湮灭         （12.12）



虚
虚
这就是所谓真空量子涨落。在真空中，正、反γ中微子偶联并与真空相互作用可产生虚正负
电子偶，而虚正负电子偶可迅即湮灭为一对虚光子和一对正反γ中微子。上式表明，真空量
子涨落不是凭空产生的，而是有条件的，那就是要有正、反中微子存在并发生相互偶联。事

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