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不存在什么“光子” “不存在什么光子。”（“ There is no such thing as a photon ”） 兰姆（ W.E.Lamb）如是说。对，就是发现兰姆位移 （ LambShift ）， 获得过诺贝尔奖的那个兰姆。 最近重读兰姆的经典文章“ Anti - Photon”。这里的 Anti-photon 不是反粒子那个概念下的反光子，而是反对“光子”这个说法。更确切的说，是反对通常人们概念中的那个“光子”。兰姆甚至提议给合格的人发许可证，人们需持证使用“光子（ Photon ）”一词。可以想象，响应的人并不多。 我们通常想象中的光子是什么样子的呢？一个很小很小的 发着光的小绒球球？相信有不少人真这么想呢。 错了！错了！为什么会这样呢？光的粒子说不是已经随着杨氏干涉等一 系列实验以及麦克斯韦方程组的极大成功被丢进历史的垃圾堆了吗？为什么还会有很多人对光子抱着这样的想象呢？ 首先，这要归于我们人类的想象力，因为任何物质，我们都需要把它形象化才得以理解。物理学家经过训练，可以借助抽象的数学工具去理解超出一般人想象力的现象，但是大多数普通人，还是需要形象化的帮助的。于是，在很多科普作品中，只要涉及光子，我们就会看到那一个个发着光的毛茸 第 1 页 茸的小球球。 其次，我们中学时期就听说过光的粒子说和波动说互相斗争 的故事。最后谁胜出了呢？老师出来和稀泥了： 光既是粒子，又是波，光有所谓的“波粒二象性”。 其实，我们被骗了——我们被这五个字骗了。 光不是粒子。 光就是光，光是电磁波。我们从来没有观察到过那个被称为“粒子”的光子。 但是普朗克的黑体辐射理论是怎么回事？爱因斯坦的光电效应又是怎么回事？事实上，无论普朗克还是爱因斯坦，都没有用“光子”这个说法。在那个时候，“光子”这个词还没有发明呢。确切的说，他们提出的概念应该称为“光量子 light quanta ）”。“量子”和“粒子”不是一回事，就像“量子力学”不能被称为“粒子力学”一样。光量子的意思是：光的辐射和吸收，只能按一定的能量一份一份的来，大自然这个贩卖机不接受半份的订单。 什么是粒子呢？我们所讲的粒子，有空间尺度，所以我们可以探测到它们的位置。虽然这个测量受到不确定原理的约束，但是测量是可行的。而光子呢？光子不具有像电子那样的波 函数，也不具有相应的位置算符， 它的位置是完全不可知的。不是有单光子探测器吗？探测器所在位置，难道不是光子的 位置？不是的，那是和光子发生相互作用的探测器原子的位置。光子在被吸收之前处于什么位置？我们不知道。 抛开对光子的这种粒子化的想象，有些问题就不那么难理解 第 2 页 了。例如在双缝干涉实验中，人们经常提的一个问题是：光 子究竟是从哪一个狭缝穿过去的。当我们不再把光子当作通 常所说的粒子时， 恐怕根本就不会提这样的问题了。 光是波， 是电磁场，而光子是电磁场能量转化的最小单位，不是什么 “粒子”。 光的本质，是科学家仍然在探索的一个问题。我不是量子场 论的专家，不可能讲的很透彻。但是无论如何，我们不能把 光子再当作会发光的毛茸茸的小球球了。 第 3 页