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禁戒跃迁的存在说明低能光不是粒子
发布时间:2025-11-02点击次数:

禁戒跃迁的存在说明低能光不是粒子

——自然量子论对光的重新理解

作者:雷奕安

一、引言:一个被忽略的事实

在量子力学和量子电动力学(QED)的标准叙述中,光被视为一种离散粒子——光子。
每一次原子跃迁,都被说成是“发射一个光子”;
每一次吸收,都被说成是“吸收一个光子”。

然而,自然界中存在着大量所谓的“禁戒跃迁”——
即在量子选态规则中被标记为“概率极小甚至为零”的跃迁,
但在极稀薄的空间(如星际介质、等离子体晕层)中,它们确实发生,并被清晰观测到。

这是一条深刻而被忽略的线索:

如果光真是粒子,那么这些“禁戒跃迁”根本不应该存在。

二、禁戒跃迁是什么?

以氢原子和类氢离子为例,常见跃迁遵循以下偶极矩选态规则

Δl=±1,Δm=0,±1\Delta l = \pm 1, \quad \Delta m = 0, \pm 1Δl=±1,Δm=0,±1

也就是说,光子(作为自旋1的粒子)只能携带一个单位的角动量。
因此,像 2s→1s2s \to 1s2s1s 这样的跃迁被视为“禁戒”,
因为它需要发射两个光子才能守恒角动量。

然而,天体物理观测早已表明:

  • 在稀薄的电离氢气体中,2s→1s2s \to 1s2s1s 的辐射确实存在;

  • 其寿命虽长达约 0.120.120.12 秒,但能稳定地释放光。

这类辐射在星云谱线、等离子体辐射、激光冷却等领域都被广泛证实。
也就是说,所谓“禁戒”只是人为定义的禁戒,
自然界并没有禁止它。

三、光子论的逻辑困境

在光子模型下,必须满足:

  • 单个光子携带 ℏ\hbar 的角动量;

  • 每次跃迁必须守恒能量与角动量;

  • 原子初末态的量子数决定“能否”发射一个光子。

于是产生逻辑问题:

  1. 如果只有一个光子可发射,而跃迁要求两单位角动量守恒,则不可能

  2. 若允许两光子联发,则意味着单个跃迁需要同时发射两个“粒子”;

  3. 但在真空中两个光子之间无相互作用,如何同时、同步地产生并共享能量?

这迫使 QED 采用极其复杂的二阶微扰理论来“允许”这种跃迁——
即通过虚粒子中介、真空涨落、费曼图修补,使跃迁“几率非零”。

然而,这种解释的实质,是在错误模型上层层补丁
物理上,根本问题在于:

如果光是不可分割的粒子,那么任何一个“禁戒跃迁”的发生都是对粒子模型的反证。

四、自然量子论的视角:光是连续场,发射是驰豫过程

自然量子论(NQT)重新定义了光与辐射:

  1. 光是连续的电磁场,不是离散的粒子流

  2. “跃迁”不是瞬间的跳跃,而是带电体系的场结构从一个稳态振动模式过渡到另一个模式的驰豫过程

  3. 辐射能量的释放是连续波动的能量重分配,而不是粒子的出射事件

在这一图像中:

  • 所谓“禁戒跃迁”,只是偶极矩项近似为零时仍然可通过高阶场模(如四极、磁偶极)进行的缓慢驰豫;

  • 光场不再局限于携带“一个单位的角动量”,因为电磁场的真实旋转模式具有连续角动量分布

  • 因此不存在“禁戒”,只有辐射效率低

这与天文观测完全一致:
宇宙中稀薄的等离子体能够长时间保持激发态,通过这些缓慢的场模式释放能量。

五、低能光:波的极限而非粒子的极限

禁戒跃迁辐射的光通常能量极低,波长极长。
这正说明:

光在低能区更表现为连续波,而非粒子。

若光是粒子,那么低能意味着低频稀疏发射,
粒子之间应相互独立,不存在相干叠加。
但实际情况正相反:
这些低能辐射在空间中呈现高相干性、长时间持续性、与电磁波方程完全一致。

在实验上,所有低能区的“单光子实验”都无法验证光子的独立存在
反而在光强极弱的情况下,干涉条纹依然存在。
这说明:

  • 光的本体是场的连续波动;

  • 所谓“光子的粒子性”只是发射事件的离散性映射;

  • 光本身不离散。

六、禁戒跃迁的哲学意义:自然不需要“神秘粒子”

“禁戒跃迁”揭示的事实极其深刻:
自然界从未真正“量子化”光。
所谓的“量子化”只是我们在离散能级体系中的谱结构反映

光场的本性是连续的,
而能量的离散性来自发射体的模式结构。

这意味着:

  • “光子”不是基本粒子,而是场的能量单位在人为测量框架下的离散计数

  • 低能光区的辐射行为无法用“单粒子”图像解释,却完全符合连续波的驰豫动力学;

  • “禁戒跃迁”的存在,是光子论的实验性自我否定。

七、结语:粒子的终点,场的归来

百年来的“光子信仰”曾推动了技术革命,
但在理解上,它也制造了人为的困惑:
“禁戒跃迁不能发生,却又发生了”;
“光子是离散的,却又能干涉”;
“真空无能量,却又能极化”。

这些矛盾的终极原因,
是我们把频谱数学结构误认为物理实在
发射事件的离散性误认为场本身的离散性

而自然量子论告诉我们:

光不是粒子,
光是自然的场;
辐射不是瞬间的跳跃,
而是连续的能量流动。

禁戒跃迁之所以存在,
是因为自然界从未禁止能量的驰豫释放,
禁止的,只是我们狭隘的诠释。

自然不量子化,她只是连续的、优雅的、被误解的。