的传递相互作用的基本粒子都是玻色子(包括只存活在传说中的引力子)。

这个问题大概类似于「我们的世界为什么是这样而不是那样」之类的问题,因为相互作用粒子是玻色子这一点非常重要,如果光子是费米子的话这个世界将会大变样。

在量子力学中,关于自旋有下面关系:

整数自旋粒子+整数自旋粒子=整数自旋粒子;

整数自旋粒子+半整数自旋粒子=半整数自旋粒子;

半整数自旋粒子+半整数自旋粒子=整数自旋粒子;

根据上面的关系呢,当一个自旋为1/2的粒子吸收或发射出一个矢量粒子时,它的自旋态依然有可能保持在1/2(当然也有可能是3/2)。但是如果它吸收或发射了一个旋量粒子的话,它的自旋状态一定会发生变化。

比方说在原子中电子发生能级跃迁,电子吸收或发射了一个光子,电子还是电子,只是能级状态发生了变化,但是你能想像电子吸收了一个光子之后刷地一下自旋变成了0吗?反正我是无法想像这幅情景,毕竟自旋为0的话那它就肯定不是电子了,那它是什么?天晓得。


我们知道,自然界的物质形态有很多种。譬如说实物、场、暗物质、暗能量等。其中,暗物质、暗能量占据了整个宇宙的约 96%。我们日常所提到的物质,严格地讲应该叫实物――即由原子、分子构成的物质。场是传递相互作用的物质,譬如引力场、电场、磁场等。

之所以将它们统称为「物质」,是因为它们都能相互传递能量和动量。这是判断一个物理实体能否归为物质的主要依据。

假设没有场的话,要想解释这个世界的性质,就不可避免地涉及超距作用。显然,这是违背因果律的。根据狭义相对论,能量/信息传播的速度不可能超过光速。

具体地讲:假如电场不存在,则两个电荷之间的相互作用就是瞬时的,进而违背因果律。此外,相互作用的本质,就是物质之间能量、动量转移的过程。能量的转移需要时间,它是一个连续的过程。

下面,我们从一个生活中的案例说起:你每天清晨起来,睁开眼看到的就是一系列物体――牙刷,牙膏,漱口杯、水等等。这些物体都是由自旋为半奇数(波函数交换反对称)的费米子――电子、质子、中子构成的,它们就是构成原子的基本粒子。而当你举起牙刷,让它在你口中上下运动的时候,你手指表面的原子与牙刷表面的原子紧密接触会产生分子斥力,也即电磁相互作用力 ,这个力将改变牙刷的运动状态。而力是由自旋为整数(波函数交换对称)的规范玻色子(光子)与物质粒子(电子)相互作用的宏观表现。光子充当了传递分子间电磁相互作用的媒介。

生活中,你也会注意到你自己和你身边的物体都很稳定,不像电灯泡在打开时发光,熄灭时却不亮了。这是因为构成物体的费米子之间服从泡利不相容原理,它们相互之间保持著适当的平均距离,因而十分稳固不会塌陷。当然,这也是元素周期表存在的原因。与费米子相对的玻色子,如构成光的基本粒子――光子,却能连绵不断地布满所有能够占据的空间(静质量为 0),并可以在灯泡发光时大量产生,原因是光子数在相互作用的过程中(准确地说是拉矢量中存在导致光子数不守恒的项)不是守恒的,而费米子数目却是守恒的,因此其表现得并没有费米子那么稳定。

发现玻色子的,是印度物理学家玻色。1924 年,玻色写了一篇推导普朗克量子辐射定律的论文,当中并没有提到任何古典物理。在开始时未能发表的挫折下,他把论文直接寄给身在德国的艾尔伯特 · 爱因斯坦。爱因斯坦意识到这篇论文的重要性,不但亲自把它翻译成德语,还以玻色的名义把论文递予名望颇高的《德国物理学刊》发表。就是因为此次赏识,玻色能够第一次离开印度,前往欧洲并逗留两年,期间与路易 · 德布罗意、居里夫人及爱因斯坦工作过。


爱因斯坦不仅推荐了玻色的论文,还将玻色的发现推广到很多情况,这样,满足玻色子特征的粒子,也就满足了另一种统计,叫做玻色 - 爱因斯坦统计。


光子也有自旋,它们的自旋角动量等于一个普朗克常数。任何粒子,只要它的自旋是普朗克常数的整数倍,就是玻色子。幸好,光子不是构成物质的粒子,否则这个世界就不稳定了,也不会有固体液体了。但光子可以形成激光。我们接下来谈谈激光。

激光和任何其他光一样,都是由光子组成的。我们知道,每个光子都有一定的能量。一般生活里常见的光,比如说太阳光,就包含著许许多多的光子,而且这些光子的能量有大有小。但激光非常特别,它里面每个光子的能量都一样大。这就是激光与普通光最大的区别。换句话说,激光里面的光子处于同一个量子态


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自旋量子数是整数的粒子叫做玻色子,因为光子的自旋量子数是整数,所以它是玻色子。不是整数的叫费米子。比如电子。不过偶数个费米子组成的粒子也叫玻色子。

光子是分子和份母的一对时间生命规律,是一对份母和分子,父亲和分子的一对份母和分子,是一半总系统份母和单一分子,的半球时间生命。所以万物都是《一对正中和正反的三方统一基准》,都是《一对时间生命》的规律性质原理基准的模型。所以,光子也是半径和半球的一对时间生命原理模型。


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