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| 2026/01/06 05:55:23瀏覽23|回應0|推薦0 | |
在物理學裡光是很特殊的存在。光沒有質量。實際上也測不出質量。按照狹義相對論,有質量的物質不可能到達光速。那樣會使得能量變成無限大。光沒有質量或質量為0是完全符合狹義相對論。但是在量子論中,光有能量,也能測出能量。光也有三維動量。在力學或相對論中能量與三維動量不是都基於質量麼?怎麼可能沒有質量卻有能量與三維動量呢?物理學當然得對這個現象作出解釋。先看看一般物理學的解釋,然後對比真實論的解釋。 光的觀念剛好是電磁學、相對論、量子論,三門物理學的交疊點。各個理論對光的理解側重不一樣。在電磁學中光是電磁波;在相對論中光是光線;在量子論中光是由光子所組成。 在宏觀物理中,質量的觀念分兩種:慣性質量與重力質量。慣性質量的定義來自於牛頓第二運動定律,是對物體施力與所導致的加速度比例。然而光不是一般物體。電磁力對光沒有影響。光倒是會受重力的影響而轉彎。然而在廣義相對論中重力不是力,而是時空彎曲。這麼一來,光沒有慣性質量。重力質量的定義來自於質量會產生重力場。光不會產生重力場。這麼一來,光也沒有重力質量。因此無論從理論或實驗結果都證明光沒有質量。 光有能量顯而易見。每個人都可以直接感受到太陽光的熱度。等到量子論發展的初期,經由研究黑體輻射,愛因斯坦推論光是以光子的形式存在。光子的能量則是由普朗克從觀察結果歸納並推導出與光的頻率成正比。 狹義相對論建立了物體相對能量、相對三維動量、及質量的關係。自然有物理學者想到光的能量、三維動量、及質量是否也有類似的關係。狹義相對論關於三者之間關係的公式是: 整個推導過程是將原本沒有適用到光的公式硬套到光,然後代入實驗的結果,經過數學推導,得出結果,再賦予物理意義。既沒有解釋光沒有質量的原因,也沒有解釋為什麼公式對光也可以適用,只是硬性強推。 真實論的根本理念就是要破除這種無來由式的物理。一切物理觀念都必須有根源;一切推導都必須符合物理意義。 要理解光的能量、三維動量、及質量的關係得回到源頭。源頭是積質量的觀念。積質量是物質的材料量。光是物質,自然也有積質量。光也有四維路徑。光的四維路徑與真實方向夾角45度。光的向質量是積質量沿著四維路徑的變化率與向切線的方向。當度量是閔考斯基度量,向質量是真實四維動量。問題恰恰出在這一步。光的路徑上任何兩點的距離在閔考斯基度量是0。也就是說,光在閔考斯基空間依據這個定義沒有四維動量。怎麼辦? 考慮人的觀察方式。對於時間與空間人是分別獨立觀察。人用計時器測量時間,用尺測量空間。回到積質量的觀念。人觀察積質量也分成時間分量與空間分量,分別獨立觀察。在閔考斯基空間,積質量對時間的分量變化率是能量,對空間變化率及方向是三維動量。合起來就是四維動量。這個定義對於人類觀察物體與原先的定義相同,還能適用於光。然而這個定義的先決條件是類似人類觀察的方式,因此不見得能用於非人類觀察者。
由於光的四維路徑與真實方向夾角45度,對於標準參考系光的相對能量必然等於相對三維動量。 質量是四維動量的數值,因此光的質量為0。對於所有慣性參考系,光與ct軸的夾角仍然是45度,光的相對能量與光的相對三維動量均相同。因此可以去掉相對,直接說光的能量與三維動量。 從真實論的論述與一般物理學者的解釋相比較可以看出,真實論對於物理現象從本源理解更為透徹。顯示出真實論的物理學架構更為合理。 |
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