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光子为什么能达到光速?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-06-26 09:37:18

光子为什么能达到光速?光子一开始并不以光速传播。因为光子不能传播。

光子是对电磁场波浪形的测量。你可以通过摇动一个电子来发送电磁波,有点像在水中上下移动你的手来在表面发送电磁波。你也可以用另一个电子来检测波——当电子受到撞击时,波会使电子震动,就像当海浪经过时,漂浮在海面上的浮标加速向上移动一样。

光子为什么能达到光速?

然而,海浪测量和电磁波测量之间有一个非常重要的区别。我可以观察海浪,不管这个海浪是不是由浮标测量的。但是,如果我不使用浮标来测量电磁波(例如,当电磁波碰到电子时,电子会震动)。

当我对电磁场进行测量时,我测量到的特性集合就叫做光子。这些特性(如频率和极性)只有在进行测量时才能看到/相互作用/存在。所以这并不是说光子是看不见的,我们看不到它们的过程。相反,它们根本不会移动——就像在目的地有光子之前是没有光子的。

到目前为止,我所讲的一切都是基于我对量子力学和一些基本量子场理论的理解(尽管非常有限)。从狭义相对论的角度来看,我们似乎得到一个一致的光子:(1)光子经历的时间(的时间)为零,和(2)空间将合同这样光子的起点(例如,在阳光下)是在同一位置的点到达(例如,你的视网膜。)这也就是说,由于(2)光子不存在于太阳和你的视网膜之间,而由于(1)光子只在被你的视网膜检测到的那一刻才存在。

在上面那个例子中,在太阳和你的视网膜之间确实存在的东西是找到来自太阳的光子的概率。从这个意义上说,电磁场是一个概率场——概率波从太阳向外辐射,当这些概率波击中我们的电子浮标时,就有可能产生一个光子或测量到的属性集合。在这个概率场中,任何波的群速度(与相速度相反)就是我们所说的光速。所以不是光子,而是找到光子的概率,以光速运动。

我们使用的电子浮标也是用概率场来描述的,就像光子一样。所以电子本身不过是被测量的电子场的特性的集合,所以它也不存在,除了作为场的测量。这个类比对所有基本粒子都是一样的,这促使我们把粒子看成是测量物而不是物体。
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