本文原创作者：水木长龙

篇前言：

本篇文章不但对光子的最新特性进行了详细分析探讨，还对上一章光子的“量子纠缠对立守恒定律”又进一步进行了更加详细透彻的分析探讨，两者结合更加深入透彻地对光的本性和运动规律进行了全面分析讨论。喜欢量子物理学的朋友，希望能认真看完，相信或多或少对您都会有点儿收货的。

正文：

有物理哲学家言：解开光的秘密，也就打开了宇宙之门。

光，我们对之既熟悉又陌生。熟悉是因为，每天我们都与“光”打交道，我们眼睛之所以能看到世间万物，正是因为借助于光。植物的生长，离不开光合作用；我们每天的生活，更是离不开光的各种用途。光对人类的作用，体现在医学、通信、能源、照明等各个方面。如果没有光，即使地球不停止运转，估计人类的文明发展也会停滞不前。

之所以陌生，是因为我们人类对光的本质还并不完全了解。物理学上对“光”的解释和定义是，携带能量的载体，光就是电磁波，光具有波粒二象性，光在真空中的传播速度是恒定的，光是宇宙中最快的速度。而光速不变理论，正是爱因斯坦建立相对论的基础；推论光速为宇宙最快速度，也是爱因斯坦相对论存在的基础。但是，光为什么具有波粒二象性？光真的是宇宙中最快速度吗？光在真空中的传播速度真的是恒定不变的吗？至今没人能给出绝对肯定的答案。探索科学，探索宇宙，水木长龙与您继续我们的探索之旅。

根据爱因斯坦狭义相对论，物体运动速度越接近光速，其相对时间就会变得越慢，当等于光速时，时间就会静止。因为现实中的物体都有静止质量，随着速度的增加，所需要的能量也会逐渐增大，当接近光速时，所需能量会趋于无穷大，故而爱因斯坦预言现实中没有物体可超越光速。

这真是为人类遨游宇宙的梦想泼了一盆冷水。因为连光速都达不到的话，对于目前人类已经探测得到的930亿光年直径的宇宙而言，想要在有生之年遨游遍可探测的宇宙范围，几乎是痴人说梦。其实，不用说宇宙，单银河系即使花费一个人一生的时间以光速飞行，也无法飞完其千分之一，更何况不能超越光速呢？！而事实是，以人类目前的科技，连太阳系尚未飞出去。看来，如果不超越光速，就等于浇灭了人类遨游宇宙的梦想火花。人类岂能就此甘心？

而这一切都与光有关。

假如光速不是宇宙最快速度，假如光速在特定条件下即使真空传播也可以改变速度的话，人类有朝一日，说不定就可以实现遨游整个宇宙的梦想。可是如果光就是宇宙最快速度的话，人类就真的无法超越光速吗？

想想与光赛跑的情景，和光手挽着手齐头并进，会是怎样的感觉呢？爱因斯坦很小的时候就思考过这样的问题，难怪人家能成为伟大的科学家，提出前无古人，至今无来者的伟大相对论呢，人家从小就热爱科学，爱动脑筋。

只是和光赛跑的问题，爱因斯坦虽然从小就开始了思考，真正想明白却花了将近十年时间。最后得出一个让他童年梦想破灭的答案，那就是人类永远无法和光手挽着手赛跑，即使以光速飞行，光速相对还是光速，而不是静止的0。这就是后来爱因斯坦建立狭义相对论使用的两个基本假设：光速不变原理和相对性原理。

为什么光速无论绝对的还是相对的，都是恒定不变的速度呢？

这就是光隐藏的另一新特性——光的“无时性”。即对于光子而言，没有时间可言。而这也正好吻合爱因斯坦的相对论，达到光速，时间静止。其实，光子的时间是根本不存在的。时间不存在，也就意味着，我们三维时空的时间，对于光子而言，形同虚设，毫不受其影响。既然时间对光子失去了存在的意义，光子的运行状态又会是怎样的呢？

我们可以先思考一下对于我们而言，如果时空突然变成了空间，时间不存在了，会是怎样的情景呢？很多人首先会想到自己永远不会变老了，自己可以永远保持当前的年轻容颜，甚至热爱物理科学的朋友，还会进一步思考到，如果时间不存在了，也就没有了过去、现在和未来之分，这样不就等于原先的过去时空、现在的当下时空和未来的未来时空，从串联变成了并联吗？即我们可以随时（其实已经没有时间，为了方便表述，我们才用的“随时”）看到过去、现在和未来的景象。

那么对于对时间失去了任何感觉的光子，又会是怎样的状况呢?

因为光子速度已经达到光速，故此时间对于光子而言，形同虚设，时间即使存在，也如同不存在。既然时间不存在，光子便可以在零时间内到达宇宙的任何地方。换句话说，也就是，即使宇宙中只有一个光子，它也会如同充满了整个宇宙般，无处不在（如果没有碰到被其他物质吸收的话）。

现在我们再回过头来解释一下，光为什么具有波粒二象性。

上一篇文章，水木介绍了“量子纠缠对立守恒定律”，很多读者朋友都看不太明白。本篇文章我们结合光的“无时性”，与“量子纠缠对立守恒定律”一起，再详细分析探讨一下，光为什么具有波粒二象性，从而推开微观世界紧闭的第一道门，向宇宙隐藏的真相再迈进一步。

量子纠缠对立守恒定律，主要针对于光子而言。所有的光子都是孪生光子，都处于量子纠缠状态中。为什么呢？因为光子具有“无时性”，时间对于光子等于不存在，所以，即使一个光子也可以充满整个宇宙，故此，我们不难得出，所有的光子都是处于纠缠状态中的孪生光子。

那么，为什么说遵从“对立守恒定律”呢？首先，所谓的“对立”，并非指的是完全相反的对立，而是整体成员（此处指所有的孪生光子）共同遵循着某一特定的统一规则，为了维持整体系统按照约定的规则运行，所有的内部成员（此处指所有的孪生光子）都必须时时调整自己的运行状态和相对位置。如果其中一个成员（孪生光子）不小心离开了自己坚守的岗位，必然会通过量子纠缠关系瞬间影响到其他的成员（其余孪生光子），从而导致为了维持整体系统的不变性（即我们所说的守恒定律），其余的成员（其余孪生光子）随着那个出格的成员都在同一时间（其实就是0时间）调整和改变了自己的运行状态和相对位置。

比如，一群孪生光子正波动着向前运行，当其中一些光子在前进中受到障碍物的阻挡后，或被吸收，或被改变运行状态和原先波动的位置规律，那么其余的成员孪生光子就会在0时间内做出相应的状态调整，从而尽量去恢复被扰动的原先整体系统所遵循的运动状态。但是，有时候扰动太大，也就等于破坏掉了整个系统的量子纠缠关系，从而导致整个系统的光子很难在我们的时间内（对我们而言，非对光子而言，因为时间对我们并未失去意义，我们仍然依赖于时间）恢复到原先整体系统维持的守恒状态。

正因为此——光的“无时性”和“量子纠缠对立守恒定律”的特性，光才会呈现出波粒二象性。具有粒子性，是因为光实则是由一个个光子聚集而成；具有波动性，是指所有光子构成的的整体系统遵循“量子纠缠对立守恒定律”——整体波动运行规律。故此才会在单粒子双缝实验中，即使一个个发射光子，依然可以在屏幕上形成干涉条纹——它们早知道自己该怎样运行，早知道彼此在屏幕上应该选择哪一个位置作为自己的落脚点。

延迟选择实验道理相同。一旦人为插入第二块半透镜，也就等于人为干扰改变了光子们所遵循的“对立守恒定律”，所以干涉条纹消失，或者光子像又退了回去重新进行了路径选择般（实则光子无处不在，所有光子皆处于量子纠缠状态，它们为了维持整体的运行规律，任何光子的状态改变，都会影响到其余光子瞬间发生相应状态的调整）。实际上，只要光子尚未到达目的地，随便改变出发和目的地之间的设置，光子都不会倒回去重新进行路径选择，而是彼此会通过量子纠缠关系相互感应并计算自己最恰当的落脚点。

今天的分享就到这里，感谢对水木的支持。

本篇文章「水木长龙」原创，转载标明出处，谢谢！​（2019/07/29）