為你流連他鄉

光是一種電磁波，光的傳播速度的確不受光源移動速度變化而變化，愛因斯坦狹義相對論的“光速不變原理”對此說的非常清楚：光在真空中的傳播速度相對於任何參考系是不變的，與光源和觀察者的運動狀態無關。無論光源是相對於地面靜止，還是運動，光對於地面觀察者的速度是不變的，在這一點上，水波和聲波又如何呢？

我們知道聲波和水波的傳播是需要介質的，

一，如果振動源只發出單列點波，這時聲波和水波的傳播速度與振動源（體）的運動狀態無關

單列聲波和水波的傳播速度與振動源（聲源和水波源）體的運動狀態無關。

二，如果振動源相對介質運動，則聲波和水波的傳播速度與振動源（體）的運動狀態有關。

比如人們常說的多譜勒效應就是這種情況，所謂多譜勒效應是指當聲音，光和無線電波等振動源與觀測者以相對速度V相對運動時，觀測者所收到的振動頻率與振動源所發出的頻率有所不同的現象。比如一列向我們飛馳而來的火車發出的聲音比離開我們時要尖（音頻率高）的多。

另外，和光的傳播不同的是：聲波和水波的傳播速度還與觀察者的運動狀態有關，它們的相對速度是簡單的疊加。

比如聲音在空氣中的傳播速度是343米/秒（1馬赫），一個觀察者坐在飛機上以速度V向著聲源飛行（與聲波傳播方向相反），那聲音的速度相對這個觀察者來說要大於1馬赫，即1馬赫+V；而飛機如果與聲波傳播方向相同，那聲音的速度相對這個觀察者來說要小於1馬赫，即1馬赫-V，這如果是個超音速飛機，那這個觀察者將不會聽到後方的聲音，甚至也聽不到飛機自身發出的聲音，在超音速突破音障時會產生音爆，

當然之所以聲波和水波的傳播速度與觀察者的運動狀態有關，說到底還是因為觀察者與傳播介質有相對運動。

光與時空深層次的聯繫決定了光速不變原理，決定了光波的傳播規律與聲波、水波傳播規律的相似和不同。

水波和聲波的傳播需要介質，而光波不需要介質，但光的傳播離不開空間，跑不出宇宙時空，時空是光運動的背景和場所，時空當然是具有實在性的物質，因此從這個意義上，可以把時空看作是光傳播的“介質”，這樣一來，光波和水波、聲波一樣，它們的傳播實質上都與介質有關。光波之所以不像水波和聲波那樣與觀察者的運動狀態有關，之所以不與任何形式光源（包括點光源和連續光源）的運動狀態有關，就是因為它的“介質”是時空，而不是別的什麼。光與時空相對性的內在聯繫才決定了它速度相對任何參照物的不變。而水波和聲波的介質沒有這個“特權地位”。

物原愛牛毛1

一個人到了異國他鄉，是不會立刻入鄉隨俗的，其需要有一段時間來適應當地的風俗習慣。這一適應時間的長短取決於其與人交往的密切程度和適應能力的大小。

光速也是如此，其有一個由相對於光源以c運動到相對於空間以c運動的轉變過程，該過程是需要時間的，可以用變換距離來衡量。

因為，光子的質量非常小，以至於光子的動能遠小於其勢能，所以光子能量的變化主要是其相對於空間勢能的增減，表現為光速相對於空間和能量都是近似不變的。而空間分別是由光源和外部空間構成的。

由於空間是離散的粒子構成的，所以空間對光子是通過空間量子的碰撞💥而實現的。這就是為什麼光子由光源進入空間，其速度的變化有一個滯後時間的原因。

自然界是一個有機的整體，其存在的基本形式就是各種不同的粒子所形成的各種不同層次的空間。水分子構成水，氣體分子構成空氣，最小粒子（量子）構成量子空間。

所以，光、聲和水波分別在量子空間、空氣和水中的傳播，在本質上都是相同的，都是由該空間的粒子運動所形成的。

因此，它們都有一個服從不同空間轉化的過程。空間密度越大，需要轉化的時間就越短，反之亦然。

因為水的密度較大，水波的轉化時間很短，所以水波的速度總是相對於水保持不變的；

反之，因為空氣的密度很小，聲音的轉化時間就比較長，從而使聲音只服從聲源，所以聲速可以與聲源的速度疊加，表象為速度相對於空氣是可變的。

量子空間的密度介於水和空氣之間，且光速極大，於是光速具有兩種不同的極限情況。當光的傳播距離較短時，光速與光源相關如邁克爾遜-莫雷實驗；當光的傳播距離較長時則光速與空間相關如雙星實驗。

總之，由於物理背景的空間存在，物體的運動速度會受到影響。當物體進入不同狀態的空間時，其受到的影響有一個滯後的時間。水的滯後時間最短，表象為水波的速度不變；空氣的滯後時間最長，表現為聲波的速度是可變的；量子空間的滯後時間比較適中，於是分別存在著光速相對於光源和相對於量子空間的不變性。

淡漠乾坤

本文擬作《波動力學導論》(On Wave)

不少人認為光有波粒二象性。光屬於波是沒問題的。但波是連續的，如果光有離散性光子，這就陷入了自相矛盾。先給簡要答案：

①光速，取決於光的載體：c=1/√ε₀μ₀

②光頻，取決於電子速度：½m₀v²=hf；

③光能，取決於光源動能：½mv²=(m/m₀)hf

④規律：光波/水波聲波，都有特定的載體。

以下給出相關的理據與案例。

波的定義、參量、鑑別與分類

大家知道，運動是絕對的，靜止是相對的。

●波的科學定義

波，即波動物質的簡稱，是承載波源策動的力或能量而做徑向推湧的介質或載體。介質類型決定波型。

●波的簡單類比

波動，猶如一石激起千層浪，每個漣漪相當於正弦波的波節或諧振子(激元)。

波的三個類型

波的傳播介質，歸根結底，都是連續性的場介質。因此，波只有三大類型：機械波、電磁波與引力波。

傳播機械波的連續介質是聲子(或光子)，傳播電磁波的連續介質是場量子，傳播引力波的連續介質是場量子(或引力子)。

另外，虛擬一個並不存在的“概率波”，主要是為了表述高速運動的電子軌跡的密度分佈。

1. 機械波——是以固體/液體/氣體三態之實體介質作為載體的波。機械波可分為：

聲波：f=20~2萬Hz，人耳聽得見範圍。

次聲波：f≤20Hz，如地震波。

超聲波：f≥2萬Hz，蝙蝠與海豚聽得見。

建議：機械波是光學支與聲學支的疊加效應，是“場介質波”與“粒子介質波”的疊加波。

2. 電磁波——是以基於引力勢能的真空場介質(簡稱場)為載體的波。電磁波分為：

無線電：1m~1km，10⁵~10⁸Hz

微波：1mm~0.1m，10⁹~10¹¹Hz

遠紅外：2.5μm~1mm，10¹¹~1.2×10¹⁴Hz

近紅外：0.75~2.5μm，1.2×10¹⁴~4×10¹⁴Hz

可見光：750~400nm，4×10¹⁴~7.5×10¹⁴Hz

近紫外：200~400nm，7.5×10¹⁴~10¹⁵Hz

遠紫外：10~200nm，10¹⁵~10¹⁶Hz

X射線：1pm~10nm，10¹⁶~10¹⁹Hz

伽瑪線：≤1pm，10¹⁹~10²⁰Hz。

建議：電磁波與引力波的載體同屬真空場介質，引力波是電磁波的基底成分。

3. 引力波，是不含電磁輻射動能的真空場介質為載體的波。引力波可分為：

① 真空零點引力波：特指引力波漸漸衰減到接近絕對零度、最低密度、最低頻率的混沌態。

根據激光製冷效應，不妨假定熱力學溫度1納開(T₀=10⁻⁹K)對應最低頻率(f₀)的引力波。

建議：引力子是電子光速自旋擾動真空所激發的場效應指標。引力子質量≡電子質量(m₀)，引力子勢能(hc/λ⁰)≡電子自旋勢能(m₀c²)，引力子的最短波長λ⁰≡h/m₀c=2.42皮米，引力子的最高頻率f⁰=c/λ⁰=1.24×10²⁰赫茲。引力子波長與引力場溫度成反比：λ=hc/1.5kT。引力波的最長波長：λ₀=hc/1.5kT₀=9.61×10⁶米，引力波最低頻率：f₀=c/λ₀=31赫茲。

② 平衡點外引力波：特指諸如“地·日”二體系統的拉格朗日五個平衡點之外的引力波。

就地日二體系統而言，地球輻射的引力波，只要遠遠超出拉格朗日平衡點或希爾球區域之外，其引力輻射的影響力(攝動因素)即可忽略不計，而只考慮太陽的引力輻射效應。

③ 平衡點內引力波：特指諸如“地·日”二體系統的拉格朗日五個平衡點之內的引力波。

就地日二體系統而言，地球輻射的引力波，只要在地球引力場附近區域，不必考慮太陽引力場的影響力，而只考慮地球引力的場效應。

概率波，只是統計學模型，特指電子軌跡在特定空間的密度分佈。

概率波主要用來反映電子高速運動，導致原子與核子內部幾乎是封閉性的剛性空間，有兩個常用的虛構模型，

①核外電子概率波：特指核外電子軌跡在原子內空間的分佈密度。包括質密分佈、能密分佈、抗簡併壓分佈。

②核內電子概率波：特指核內電子軌跡在核子內空間的分佈密度。核內電子繞軌速度大約是核外電子的10倍，其質密、能密與抗簡併壓分佈，都是最大的。

核內電子，是筆者簡化的夸克環(uud,ddu)。質子=電子(e⁺或↑)+高密場(繆核)，中子=電子+質子+高密場。詳細解釋見筆者前文。

波的八個參量：

①波的週期(T=1/f)=波峰到波谷湧動時間；

②波的頻率(f=1/T)=波節每秒震盪的次數。

③波峰高度=振幅(A)=激元半徑(r=λ/2π)，

④波節弧長=波長(λ)=激元周長(λ=2πr)

⑤波節體積=飄帶拓撲≈漩渦球(V=4.2r³)

⑥波節質密=激元質量(常量)÷激元體積(變量)

⑦波節能密=激元能量(變量)÷激元體積(變量)

⑧波的速度=(常量)=波長×頻率(c=λf)

波的四個鑑別

鑑別1：波節≡激元，即：波節之間依次推湧，各個波節都是次生波源，簡稱激元(exciton)。

電磁波與引力波的激元，都是場量子。機械波的激元，既有聲子激元，還有電子激元。

鑑別2：波動≠流動。波動是在平坦介質中的湧動，不像溪水的流動。

鑑別3：波動≠飄動。波動是波節之間的推湧，波節只在本地起伏漲落，不像小船的漂流。

鑑別4：波節₁≠波節₂。若無外界干擾，波動過程=阻尼震盪≡遞弱過程≡降頻紅移。

波的發生機制，即波的共同規律

不管哪一種波，其發生與傳播的機制是相同的，都有三部曲：

①波源動能，擾動了真空場介質(簡稱場)，

②場被激發，產生連續性的激元(即波節)；

③激元之間，沿徑向依次推湧，就有了波。

注意1：連續分佈的激元，就地震盪而無位移；

注意2：波源動能轉化為輻射動能，即場效應。

以下分別解釋三種波的發生機制。

引力波是電磁波的基底成分，電磁波的機械波的基底成分

1. 引力波的發生機制

如果承認：①核子=核內電子+繆核介質，②電子以光速自旋；那麼萬有引力源於電子自旋南北極的負壓差導致的真空場效應。

如果假定：1個電子自旋激發的場量子就是1個引力子，有：電子自旋勢能≡引力子勢能，電子質量≡引力子質量。那麼就有方程：

Gm₁m₂/R²=ξ(m₁+m₂)c²/R...(1)

事實上，真實空間處處充滿了引力子與引力勢能。隨著(例如地球的)引力場半徑的延伸，引力勢能密度越來越弱。

2. 電磁波的發生機制

只要有實體的位移運動，就會擾動場介質，進而激發動態疊加的電磁波，即在實體靜態時的原子光譜上，新增實體動態時的電磁波。

當實體靜止時，所含電子以近核點到遠核點的不同速度繞核運動，激發的電磁波表現為原子光譜或輻射能譜：

Ek=½mv²=(m/m₀)hc/λ...(2)

方程(2)，主要用於元素與同位素的光譜分析，不必參與能量守恆與轉換的工程計算。

當實體運動時，所含電子隨同實體以速度v'一同運動，實體動能轉換為所有電子激發的電磁輻射能：

Ek'=½mv'²=(m/m₀)hc/λ'...(3)

其中v'與λ'，加撇號“'”是與原子光譜相關參數區別開來。若不考慮實體的固有勢能(mc²)，則該實體的總能量為：E=Ek+Ek'。而事實上，

方程(3)，作為實體動能所激發的電磁輻射，是要在工程計算上考慮的能量守恆與轉換。

本質上，所有運動諸如機械運動、熱運動、電磁運動的動能，歸根結底，都是電子在獲得不同軌道速度時所激發的疊加性的場效應。

例如，質量m為1噸的導彈，以v'=1千米/秒運動，作為激發電磁波的波源，其內部所有電子獨立附加了以v'運動的速度，擾動場介質，其動能轉化為輻射能：½mv'²=(m/m₀)hc/λ'，計算導彈激發的電磁波波長：

λ'=2hc/m₀v'²...(4)

=2×6.63×10⁻³⁴×3×10⁸÷(9.11×10⁻³¹×10³)

=436.6米，相當於無線電長波。

方程(4)表明，實體以速度v'運動所激發的電磁波，只與電子伴隨速度v'有關，而與實體質量無關。而方程(3)表面：實體激發的總輻射能與與所含的核內外電子總數有關。

換句話說，即便是一架100噸大型運輸機以同樣速度飛行，其激發的電磁波波長與導彈也是一樣的。

3. 機械波的發生機制

機械波遠比電磁波複雜。因為機械波傳播既涉及場介質激元(場量子)，又涉及大粒子激元，大粒子激元還涉及固體、半流體、液體、氣溶膠、氣體所含的原子、小分子或大分子。

有人認為，機械波傳播需要介質，電磁波傳播無需介質，繼而認為機械波與電磁波無關。這種不求甚解的觀點，必然導致超距論。

以地球附近的空氣為例，不難計算出空氣分子與剩餘真空的體積比≈1:1000，空氣分子之間的間距約150米。

現在考慮空氣分子的熱傳遞，教科書說了，是因為空氣分子之間的碰撞。

想一想，空氣分子之間真的可能出現“裸接觸”嗎？我們知道，分子有原子，而原子的殼層，只是幾個核外電子。

這就意味著，所謂分子之間的碰撞，就是核外電子之間的碰撞，請想一想，核外電子之間可能會“裸接觸”嗎？泡利不相容原理不成立？

電子與電子當然不可能直接碰撞，除非在超強磁場中的電子湮滅反應。那麼，分子之間的動能是怎麼傳遞的呢？

有讀者也許猜到了——是光電效應，那麼恭喜你猜對了。下面我們就來分析機械波是如何發生與傳播的。簡單說，有以下三部曲：

①波源如琴絃震盪擾動場介質，激發電磁波；

②電磁波碰撞大粒子激元，所含電子被加速；

③電子激元擾動空氣的場介質，激發電磁波。

下面是機械波發生機制的邏輯鏈：

琴絃震盪→擾動場介質→激發電磁波→碰撞電子加速→激發新電磁波→碰撞另一電子加速...

可見，機械波的發生機制有兩個交互過程：在波源激發電磁波以後，聲子激元↹電子激元。

下面根據方程(3)與(4)，來估算的空氣介質聲速v'=340米/秒對應電磁波參數與熱力學溫度。

已知空氣介質(T≈20℃=293.15K)傳播速度是v'=340米/秒，把空氣分子作為質量為m的大粒子激元，震盪速度v'≡所含電子的賦新速度。

由此可計算空氣分子震盪所激發的聲子參量：聲子的波長：λ'=2hc/m₀v'²=15米，聲子的頻率：f'=c/λ'=3.3×10⁷赫茲。

在根據熱力學第一定律½mv'²=1.5kT計算空氣分子平均溫度時，還涉及密度分佈係數ζ，故公式(5)調整為：

½mv'²=1.5ζkT...(5)

空氣分子質量≈N₂與O₂與CO₂平均值，N₂佔79%，O₂20%，CO₂1%。m=(4.65×0.79 +5.31×0.2+7.3×0.01)×10⁻²⁶=4.8×10⁻²⁶[kg]

把T=293.15K，v'=340m/s，m=4.8×10⁻²⁶kg代入(5)求出密度係數ζ=mv'²/3kT=0.457，方程(5)調整為：

½mv'²=0.686kT...(6)

驗算：當環境溫度T=273.15+40℃=313.15時，空氣介質的聲波速度：

v'=√(0.686kT/m)...(7)

=√(0.686×1.38×10⁻²³×313.15÷(4.8×10⁻²⁶))

=√(12.35×10⁴)≈351.4[m/s]

注：對比外推方程v'=331.45(0℃)＋0.61t，噹噹t=0℃筆者v'=234外推v'=331.45。當t=40℃筆者v'=351.4外推v'=355.85。當t=-270℃，外推v'=167m/s，筆者v'=20m/s。孰是孰非，有待實驗定奪。若外推正確，方程(6)可另增一個修正項目：½mv'²=0.686kT₂₀+ζ₂△T...(8)。

電流，是特殊的機械波

▲這幅電流示意圖是最優秀的誤導圖，因為電子只在本地的原子晶胞之間偏轉震盪，電子不可能有逃離原子核的束縛。

電流，是電源正負極之間電勢能差(△eU)，激發導體核外電子加速偏轉，擾動原子內空間，激發電磁波光子激元與電子激元之交互推湧。電子的偏轉速度，就是電流的速度。

eU=½m₀△v²=½m₀(v'²-(αc)²)，此時，△v²=2eU/m₀=3.51×10¹¹=v'²+4.84×10¹²

v'=√((0.351+4.84)×10¹²)

=2.28×10⁶[m/s]=2280km/s

≈αc=0.0073c=2200km/s，

顯然，電流的速度≈核外電子繞核速度。有人說“電流強度=真空光速”，只適合光學支。

另外，細胞電池(電流)、生物電(流)、心電流(波)、腦電流(波)，難道不也是機械波嗎？

結語

本文給出波的動力學定義，提出波發生的統一機制，強調場介質是光的載體，拓展了機械波的範疇，主張電流也是機械波。

新視野就是新視野，與某些理論格格不入，雖是一家之言，絕非信口開河。讀者有何不同意見，可以彼此切磋。

Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。

物理新視野

光的傳播速度不受光源移動速度的變化而變化，聲波、水波的傳播速度同樣不受其波源移動速度的變化而變化。這個現象用初中物理課的機械波知識就能解釋，波的傳播速度只與介質的溫度密度等物理狀態有關，與介質的運動速度無關，與波源的運動速度無關，波的傳播速度默認以其傳播介質為參照系。

如果沒有學過機械波知識的人是無法理解這個現象，就像愛因斯坦先生，少年愛因斯坦接受的是宗教教育，沒有學過機械波的傳播知識。愛因斯坦無法理解為什麼光在地球大氣中的傳播速度恆定不變，不受地球的運動速度影響，就提出光速不變原理來解釋這個機械波的傳播現象。

從光與機械波相同的傳播現象，來推論出光不同於機械波，這不符合正常的邏輯思維方式，是精神病的思維邏輯方式。

在邁克斯韋方程中，沒有標明電磁波傳播速度的參照系，不是電磁波的傳播速度沒有參照系而是使用默認參照系，以空間電介質為參照系。在邁克斯韋方程組中，電磁波與電介質是密不可分的，如果沒有電介質，電磁波無法傳播。

宇宙正在膨脹，那些超光速退行的天體，發出來的光線無法傳播到地球上，直接證明了愛因斯坦的光速不變原理是錯誤的。根據愛因斯坦的光速不變原理，不管那些正在退行的天體速度有多快，發出來的光線相對於地球的傳播光速還是光速。在宇宙大爆炸發現幾億年後，這些天體就已經形成了，以地球位置的距離只有幾億光年，如果這些光線是相對於地球位置以光速傳播的，就不會出現經過上百億年的時間傳播，還沒有到達地球的現象。

整個相對論的笑話，來源於愛因斯坦無法理解邁克爾遜莫雷實驗結果，是由於光具有波動性，波在相同狀態的介質中傳播速度恆定不變，不受介質的運動速度影響，介質的溫度密度等物理狀態決定波的傳播速度。

相對論的欺騙性很強，光速的傳播速度太快了，很難驗證，在出現悖論後，又用曲解的可證偽性，來繼續欺騙世人。可證偽性是數學中的反證法，結果的反向假設可以證明已知的條件不錯誤的，從而得出結果是正確的，不是一些人傳播的可以證明是錯誤的理論才是科學理論。

用可證偽性也可以證明電磁波傳播不需要介質是錯誤的，先假定電磁波傳播不需要介質是正確的，在進行反向假設，電磁波傳播是需要介質的，波在相同狀態的介質中傳播速度恆定不變，沒有推論出條件，所以電磁波傳播不需要介質是錯誤。

有人說，從光源發出的光，相對於運動光源的速度還是光速，但光源的運動會使光發生多普勒效應現象，光相對於光源的傳播速度不是光速，否則光就不會發生多普勒效應。光速的恆定和機械波速一樣都是相對於傳播相同狀態的介質，傳播速度恆定。光在相同狀態的空間介質中，傳播速度恆定不變。

在邁克爾遜莫雷實驗中，光始終都在相同狀態的空氣介質中傳播，在各個實驗位置上的傳播速度恆定不變，是因為光具有波動性，具有和機械波相同的傳播特性。整個實驗跟空間不不存在“以太”沒有任何聯繫，也無法證明“以太”在空間中的狀態是靜止的或者是拽動的。即使是把邁克爾遜莫雷實驗搬到太空中進行，太空中同樣存在各種粒子，而且分佈相對均勻，光就會以這些粒子以傳播介質，相同在各個實驗位置上傳播速度恆定不變，不會發生干涉現象。

太上邪神

水波受密度的影響，聲波受空氣的影響，不可與光波匹敵。

自然風161212381

有規律，而且是驚天陣地的規律，您得查我以前的發言

愛因斯坦也是民科二

沒有絕對參考系運動就是不可實際定性考量的東西，有網友說光子之所以快是因其不受引力影響。人對光子的實質並無定論，光速也就是一種預測而非實質。自然科學根基，到了重建的時候了。

光速引力波粒二象性相對論量子力學，到了揭開謎底的時候了，迷惑假象罪惡將消失。

陽光明正

光波與水波丶聲波不一樣，光波是電磁波，是物質和能量的傳播；聲波和水波是震動，一個是空氣震動，一個是水分子震動，本質不同。

關鍵字: 變化 通信 科學