中微子可以振荡的最重要推论是 五、黑洞及其他问题(5)

2016年8月30日 于吉林松原

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28.引力不能作用光

引力能否作用光，以黑洞为中介说引力与光比较合适。长期以来，人们想象中的黑洞并不发光，但不是从该天体可能无光着眼，而是认为黑洞的引力极大把自身发出的光拉回把外来的光吸住，所以成为不发光的黑暗天体。引力不过是物体发出吸引别物体的一种作用，将物体间自然的吸引作用认定为引力是人的主观认识，客观上并没有一个叫做力的东西在两天体上从此至彼的连接起来并传递作用。物体间有引力，光与光之间没有引力，物体与光之间能有引力吗？若有引力是不是除物质吸引光外还要有光吸引物质？

（一）光为何物

光为何“物”？当初有牛顿的微粒说和惠更斯的波动说，后来有麦克斯韦的电磁说和爱因斯坦的光量子说。现代人多认为光属于电磁波，也有一些人主张光由光子构成。光的折射、干涉、衍射、偏振等现象，要用波动才好解释；光的反射用光子好像容易解释，但用波动同样能解释；光电效应似乎用光子好解释，但光电子的发射只与光频率有关与光强度无关还是没有合理的解释。以上关于光现象的解释比较：光子说勉强为之，还有许多问题值得探讨；波动说更好些，理论也比较成熟；电磁说将无线电波、微波、可见光、伦琴射线、伽马射线等统称为电磁波。光归属电磁波，电磁波属能量光要属于能量。

迄今物质的发光机理没有一个完备理论，人们提到较多的是玻尔的氢原子模型理论。此理论大意是：当原子吸收了光子或热获得了能量，原子的核外电子处于高能级激发态，会向能级较低的激发态或基态跃迁并释放出能量，表现为辐射不同频率的光。这就是说，光不是原子核也不是电子释放了其构成的再微小粒子，光是电子在不同定态跃迁时放出的能量。电子从高能级态跃迁到低能级态发出光后，还要吸收能量再跃迁返回到高能级态以维持继续发光。玻尔原子模型中电子定态跃迁放光理论，原子不过是光能量的传送器或转换器，还是没解决光从何来。本来，玻尔理论以研究氢原子的电子轨道和能级为主旨，产生的发光解释可说是副产品。

尽管许多人主张光由光子构成，但光性质主要表现在波上。体现光波的参数是频率或波长，不同颜色的光根据频率高低而不是光子的异同。光是振动的横波，横波有波峰和波谷。有关光的性质，人们只用到频率、波长和光速，但没考虑光的波峰或波谷。光与频率有关也就是与波长有关，光波衍射和光量子作用显然是与波长有关，而波长要联系半波长的波峰和波谷。托马斯·杨的光的干涉实验中，两波峰或波谷相遇作用加强产生亮条纹，波峰和波谷相遇效应抵消产生暗条纹，说明光波的峰谷能量突出且相当。水中的波浪有能量，能量在于波浪的波峰。水波的波峰是单向峰，光波的峰和谷相当于双向峰，即波谷也等同波峰。光波的波峰表现能量，或许光波峰谷关乎光的粒子性。

（二）光子是粒子吗

光子是光量子的简称，有说它只是一种能量传播（即电磁辐射）的载体，又说它是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。上面说法在说光子有量子性又说光子有粒子性，本文主要探讨光的粒子性。光子若是一种粒子，它要与物质的组成有关，物质的构成除电子、质子、中子外还要有光子。若这样光也要有质量，光子受引力影响自然合理，而且在一般的物理问题中就能表现出来，不必非得质量大到能使天体变为黑洞时才能表现引力对光的影响。若引力对光有影响，就不是简单的光线弯曲了，太阳光与灯光应该有不同的光速。若黑洞能吸引光，则射向黑洞的光要被加速，那可真有超光速了。