光在我們認(rèn)識自然中的作用

楊升山 楊鳳霞

（江蘇 南京 211100）

一個物體的是否存在，是否運(yùn)動，與光線的存在與否并無關(guān)系（嚴(yán)格來說在有光子碰撞物質(zhì)時，會使物質(zhì)受力）。那么，洛侖茲變換式中光速c，又不是憑空得來的。為什么在測量速度的計算中，卻出現(xiàn)了與光速有關(guān)的數(shù)據(jù)呢？

這就使我們想到日常生活中存在的一個現(xiàn)象。

在北京至廣州的火車上設(shè)一個郵遞員，車尾掛有郵政專車。

某甲乘客要到廣州去，在北京站臨上車時，給住在長沙的一個朋友乙寫了一封信，說了一些事情。當(dāng)甲乘了一段車后，想起還有一些事情沒交待清楚，在火車上又寫了 一封信給乙。車上的郵遞員很快把信轉(zhuǎn)到車尾的郵政專車上。假設(shè)北京站的郵局也把甲的第一封信放在這節(jié)專車上，那么長沙的乙同時會收到甲的兩封信，甲寫信的時間是有間隔的，甲不會承認(rèn)同時寫了兩封信。怎樣去評價他們說法的是非呢?常識告訴我們，甲是當(dāng)事人，甲的說法是正確的。乙認(rèn)為甲同時寫兩封信是乙的感覺，是不符合事實(shí)的。甲的兩封信都 寄出了，不論乙收到收不到，都是寄了，不能因乙沒收到信就斷定甲沒有寄信。但如果甲在信的末尾準(zhǔn)確地寫上了他寫信的時間，乙在看信時也注意到這一點(diǎn)，乙就會根據(jù)信上注明的時間判斷甲在什么地方寫的信。并能想到，甲在寫這些信時，自己分別在干著什么。但是，自然界的情況要復(fù)雜的多，物體大都不能把自己發(fā)出信號的時間寫在信號上，所以人們在接到信號時需要仔細(xì)的判斷，不然會出現(xiàn)甲乙兩人說法不同的情況，可能會得出錯誤的結(jié)論的。

另外，如果乙的住地不在長沙而在鄭州，甲的第二封信又是在經(jīng)過鄭州以后發(fā)出，那第二封信就與甲的行程相反，情況就更復(fù)雜了。

上述說法是大家早已知道的。當(dāng)某人要到朋友那里去而希望朋友到車站給自己幫助時，總是打電話或發(fā)電報給自己的朋友，就是因為電話或電報有比信件更快的傳遞速度。如果寫信，除非是幾日前就把信寄出，那就只好由自己去拆信了，希望得到的幫助是不可能的。這個例子雖是假想，要想實(shí)驗并不費(fèi)力，朋友們有興趣不妨試一試。

可能會有人說：“不對，這是假設(shè)光有傳遞信號作用后引起的，而光實(shí)際上沒有這種作用，我也沒發(fā)現(xiàn)這種作用?！?/p>

我要這樣來回答：現(xiàn)在比較事物，不限于把兩種物體拿在一起比較 了，而是依據(jù)比較基準(zhǔn)進(jìn)行測量。測量時又不是拿尺去量，而是用儀器。測量者在大多數(shù)情況下并不直接與被測量物體接觸，而是用眼看。試問：沒有光線的傳遞作用，我們能看到物體嗎？我們用的望遠(yuǎn)鏡，顯微鏡，測距儀，只不過利用幾何學(xué)知識進(jìn)行換算，也沒有直接接觸物體。對于一個運(yùn)動物體，又不能與靜止物體放在一起，主要靠光線的傳遞作用。用雷達(dá)測量時利用無線電波，無線電波與光的性質(zhì)近似。而光傳遞信息作用由于本身的速度限制不可避免的會造成誤差，就好像郵遞員不論怎樣努力總會造成時差一樣。

光的傳遞信息作用像個郵遞員，那么把事物的特征信號從光線上取下來也應(yīng)該是可能的了。當(dāng)然是這樣，而且大多數(shù)人都曾樣做過，只不過不注意罷了。

試問有哪個人沒照過相片或沒見過相片呢。照相就是從光線上取下事物特征信號的一種方法。我們看到相片，就能看到過去年代的信息。但要與相片談?wù)勗?，那就不可能了。科幻小說的 作者敢于幻想乘上超光速的火箭回訪幾個世紀(jì)前的偉人，那只是幻想，并不科學(xué)。但科學(xué)發(fā)展以后，超光速的飛行器定能產(chǎn)生，看到“偉人”的形象則完全可能，要想再與“偉人”談話卻是不可能了。因為看到的只是像，不是物。

現(xiàn)在，電視已在全國普及，可視電話也已投用?？梢曤娫掚m然可以對面談話，但電視屏上的畢竟只是對方的圖像，要想接觸是不可能的。要知道，人們的感覺不限于視覺一種，而是有多種功能的。只有多種功能的綜合使用，才能感知實(shí)物。

當(dāng)然，普通照相只是保存了部分圖像信號。近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，全息攝影術(shù)的應(yīng)用，給圖像信號的保存和再現(xiàn)創(chuàng)造了有利的條件。磁帶錄像，激光錄像等新設(shè)備的問世，更能說明這個問題。如果出現(xiàn)全息電影，那就會給人更加逼真的感覺，可是這仍然只是假象。

如果把照相看成是時間機(jī)器的話,把過去的錄像重新放映。我們就可以看到過去了,但是那畢竟是像,不是物的本體。再說,光線在空間傳播時,還有折射,反射,還會受到引力而改變方向。當(dāng)這些信號被反送回來時,我們也可能看到過去的形象。

“狹義相對論”用所謂四維時空來代替現(xiàn)實(shí)的三維空間，在觀念上，呈現(xiàn)的是保留舊的形態(tài)而又呈現(xiàn)新的形態(tài)。而事物的變化是舊的形態(tài)的消失和新的形態(tài)的產(chǎn)生，所謂四維時空顯示的是與事物發(fā)展情況不符合的。人的主觀感覺由于視覺的暫留作用可以保留很短時間舊的事物形象，但畢竟是錯覺。在經(jīng)典力學(xué)中，時間與空間都是被看成物體存在與運(yùn)動的框架的。這樣就存在了兩個框架，愛因斯坦把他們合并成一個框架，同樣是對時間與空間的認(rèn)識錯誤?，F(xiàn)在表示空間的量度單位逐步統(tǒng)一，表示時間的量度單位是多種并存，就是因為他們表示物質(zhì)的屬性是不同的。

所以在研究物質(zhì)的運(yùn)動現(xiàn)象時，不只能考慮物質(zhì)的運(yùn)動，還要考慮光信號在傳遞過程中的運(yùn)動。這樣才能從光線傳遞過來的信號中篩選出物質(zhì)運(yùn)動的真實(shí)信號。

光速與產(chǎn)生光的光源的運(yùn)動無關(guān),而與參照系的選擇有關(guān)。

我們能夠感知的光，只是快速運(yùn)動的眾多粒子的很小一部分。當(dāng)光子的能量降低到紅光以下或能量增加到紫光以上時，我們用眼睛就不能直接感知了。要感知它需要借助儀器的幫助。但不能被感知并不等于這些物質(zhì)不存在?！肮庾印焙突玖Ｗ右粯?，也具有一定的質(zhì)量，動量，能量，也同樣適用萬有引力定律。對于光的本性問題，還有許多問題值得研究。本文不進(jìn)行深一步的討論。