新哲學的基礎是波粒二象性
哲學界早已認定,波粒二象性是唯心論者借量子力學來證明唯心論的依據。本書支持這種觀點,但不主張以唯物和唯心來劃分認識論。唯心論者以量子的波粒二象性為論據,這一事實本身就證明以唯物和唯心劃分認識是不合理的、錯誤的。波粒二象性認為,光的性質取決于光波的波長尺度——尺度大適用波論,尺度小適用量子論,尺度不大不小,即可見光區域,兩種理論都適用。用光的波粒二象性類比哲學中的唯心論和唯物論,可知哲學觀點的性質也取決于事物的尺度大小——唯物論適用于大于或等于原子尺度的事物,唯心論適用于小于原子尺度的事物。原子的尺度是10-10米,而波長為這個數量級的光正好是可見光。這一現象就解釋了為什么可見光的波長正好處在這一數量級。
同時,該現象也可以幫助我們理解哲學中爭論的話題——到底是存在決定意識,還是意識決定存在。其實,兩種觀點各適用于不同的場合。大于原子尺度的觀點就屬于唯物論,客觀事物決定意識,可類比波論;小于原子尺度的觀點就屬于所謂的唯心論,事物怎么想就怎么個樣,可類比量子論。按照老子的思想,波論及量子論兩者都是觀事物之徼,屬于同一種觀點,另一種觀點是觀其妙。這才是認識論中的兩種世界觀:一種觀事物的規律和特性,一種觀事物的因果。為什么可見光的波長處在這一數量級范圍?科學莫能名其妙,神學卻能觀其妙。本書后面的章節還會進一步解讀物理學中的色彩與佛學中的色彩,二者的神奇對應性顯示出科學和神學靈感的統一性。
為什么說物理學中的波粒二象性理論是新哲學的思想基礎?原因就是這個理論告訴我們:物理檢測到的事物和人們理解的事物也許并不一樣,執著的思想有可能是錯誤的。愛因斯坦的光量子說解釋光電效應很成功,但這并不代表光量子真的如愛因斯坦所說一樣像子彈那樣飛行,量子的飛行也可以用波動來理解。也許有人會反駁這個觀點,因為粒子加速器中的粒子,就是像子彈一樣,以從一端飛向另一端的方式來運動的,物理學界已經用這種思維取得了許多研究成果。在筆者看來,這種思維不過是一種錯覺,盡管它可以自圓其說,但本質上并不符合事實。如同導線中電子流與電磁場的傳播,也如同物理動量傳遞實驗:懸掛著的兩個完全相同的金屬圓球看起來就像是一個球在擺動,其實這是通過兩球相撞時的動量交換實現的,事實上是兩個球在交替擺動。整個空間充滿了以太子,被加速的粒子并未飛到另一端,而是傳遞動量給相鄰的以太子,之后自己變為零動量而消失,接下來相鄰位置出現另一個被加速的粒子。這一過程不斷重復,于是看起來是同一粒子飛過去,其實是空間中以太子的動量在從加速器一端向另一端傳遞,并無粒子從一端飛到另一端。
用電磁場論看太陽光,太陽并未發射光子飛向宇宙、飛到地球,而是引起了周圍以太子的動量傳遞,使它們把能量傳向宇宙空間,類似于波的傳播。這個原理可形象地理解為:既是波,又是粒子,但無粒子飛行。
當兩束粒子對撞時,雖然看起來是粒子對撞,其實是碰撞點四周的以太子之間的動量在傳遞。所有的粒子都是以太子自旋產生的不同狀態的表現。自旋的以太子不發生動量傳遞時,才會表現出穩定的質量,這就是電子、質子、中子有穩定的質量,而光子無質量的原因。光子只存在于動量傳遞的過程之中,其他所有對撞產生的粒子也都只存在于動量傳遞的過程之中。所有超子都是重子、費米子,其半衰期小于10秒,粒子的衰變可以看作是在動量傳遞的過程中,部分動量傳遞給其他以太子,或者輻射損耗所致。
粒子為什么會激發相鄰的以太子,使之變成與自己動量相同的粒子?這一神奇的激發,其實與光束的傳播同理,也與金屬球傳遞動量同理。光束是光子以自旋的方式在傳遞動量。第一個光子將動量傳遞給第二個光子之后就變回以太子,相當于消失了,第二個光子繼續往前傳遞。如同兩個金屬球,一球從動變靜,另一球取而代之,從靜變動,就這樣接力前進,完成靜和動之間的動量傳遞。人們不明白的只是粒子如何激發以太子,使之傳遞動量。
粒子束對撞的原理可以解釋為空間中以太子的動量傳遞,電流的原理也可以這樣來解釋。不是發電廠端的導線中的電子沿導線流到了用戶端,而是電磁波沿導線在傳遞電磁能量,即導線表面和截面的電子動量傳遞到了客戶端。真空電子管也同理,并非陰極發射的電子跑到了板極,陰極只創造出足夠的自由電子。真正的板極電流也只是場的傳遞,而不是電子流動到板極。電視顯像管的電子束掃描,更能說明沒有電子流而只有電子動量傳遞——熒光屏發亮如同由控制柵極發出的光束,即電磁波照亮,又如同加速器中的電子束打板,是碰撞點電子間動量的傳遞作用。
盡管電流的思路便于我們計算和設計,但這一思路卻是錯的、不存在的,因為電流的本質是波能的傳遞。我們固有的電流觀點,是受金屬原子中的電子能在各個原子之間進行動量交換的形象誤導所致。我們可以理解為每個金屬原子的電子并未飛離,只是其中的動量在定向傳遞或不定向傳遞。這一思路的一個有力證據就是金屬導電而非金屬不導電,其原因就在于金屬的密度大,原子間距已小到兩者的殼層電子能產生動量傳遞,而非金屬則不能產生這種動量傳遞。
按照電工學的理解,電流是電子的流動,但在電磁場理論中,電流又被理解為波沿導線的傳播。這兩個理論有本質上的差異。電工學把電流方向看作正電荷從正端流到負端,電流的單位1安培,是指1秒時間內流過導線截面1庫侖的電量。這樣的理解簡單明了,但不符合事實。我們應該這樣來認識:電流的正方向,是指電子勢能從高到低的方向,電流的大小則代表著負載端每秒有多少的電荷從高勢能變為零勢能,即電壓與電流的乘積VI代表已發生VI的能量轉換。電壓值指示的是兩端點之間電子勢能之差。由于導線內處處都有電阻,導線內的電流也處處都相等,所以處處都是負載,都因電子動量的損耗而發熱。電阻越小,電子由高勢能變低勢能受到的阻力就越小。在零電阻下,電子就可以不消耗能量而自由地變為零勢能。盡管在零電阻下,電子勢能的變化沒有產生導體內的熱效應,但仍會產生導體外的磁效應和導線周圍的環形磁場。對于直流來說也是電場生磁場,而非交變電場才生交變磁場。這才是真實的電流原理。離子溶液的導電也能證明這一原理。電鍍原理可以形象地證明,電荷失去動量,才使帶正電荷的金屬離子沉積在陰極端。電鍍陽極的作用為維持一定濃度的溶液,溶液的作用是傳遞離子動量,陰極的作用則是使電子失去動能,從而將正離子還原為金屬。溶液導電,仍然是離子動量的傳遞。盡管電工學將這一導電的過程理解為離子的流動,但電鍍陰極上沉積的原子,并非陽極同一瞬間形成的那個金屬離子。
直流電產生的空間環形靜磁場就是磁場的來源。磁體內的磁疇有序排列,等效于磁體內有環形電流,這等效的電流中實際上并沒有電子流動,而只有微觀電子勢能的傳遞,如同原子內電子的繞核運動,沒有電阻值。原子的電子殼層上的電子運動,也只是以太子動量傳遞的一種表現,殼層上并不存在固定位置的電子,以太子自旋才表現為電子,以太子自旋的傳遞造就形如電子運動的軌道運動。
電工學中的所有公式,用電流來計算,都沒有任何問題。但從電磁場理論的角度看,電流又是不存在的。已檢測到的電流,并不像人們頭腦中想象的那樣,是一個個電子從導線截面流動過去,而是電磁波能在沿著導線傳送。用哲學語言來表達這一事實就是:事物的形式并不存在,只有事物的作用存在;作用是真實的,而形式是不真實的;事物的形式取決于各人的看法,看法不同,形式也會不同。新哲學將以這一思想作為認識論的基礎。