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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. 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 )
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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
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。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。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。 • 電波望遠鏡Vs光學望遠鏡:觀察天外電波。 • 電子顯微鏡Vs光學顯微鏡:使用電子束當作「光源」!
光學顯微鏡:用可見光當作光源,標本小於波長就看不見。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。 • 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:?