黃弋石

（南通大學公共衛(wèi)生學院實驗中心 江蘇省南通市 226019）

光子單縫衍射維與雙縫干涉是一個十分迷人的實驗現(xiàn)象。然而現(xiàn)有的理論解釋,只確認光子是同時具有波動性與粒子性，然而從微觀上看光子是什么，還沒有人描述準確。本文，給出了光子的精細微觀結(jié)構(gòu)。引入了高維時空的概念，使用弦理論建立模型，提出了一個比較可信的光子微觀形態(tài)。

可以講，光子的兩大實驗現(xiàn)象，證明了高維空間的存在，而且暗示了高維空間的某些精細結(jié)構(gòu)。同時，證明弦理論是正確，并且，證明高維弦理論是正確。本文使用，通俗易懂的語言，簡潔的介紹了這一模型，而規(guī)避了枯燥的高維拓撲學公式與高維代數(shù)學公式。那些公式是極其有效的，但是，生僻冗長，恐怕讀者不能輕易接受與理解掌握。

這個模型與作者以前所提出的模型[1]，大致有一半不相同。

1 模型外觀描述

首先描述一下，這個模型在三維空間的被觀察到的圖像。

這是一個傳統(tǒng)的XYZO 三維空間坐標系，描述經(jīng)典物理所能描述的景象。當然，我的模型是高維空間模型，它的精細空間結(jié)構(gòu)遠遠比現(xiàn)在使用的XYZO 三維空間坐標系要復雜。也就是，現(xiàn)在的表述只是為了讓讀者能夠在短時間內(nèi)，了解這個模型，并認為是合理的一種解釋。

另外，該模型使用了弦理論[1-8]，這些弦的定義與弦反應(yīng)的定義，為了描述簡捷，也大都理想化的描述。真實的模型中的弦，具有更加獨特與復雜的定義。由于這些弦定義是與高維空間[9-11]模型密切相關(guān)的，所以本文也只能這樣近似的描述這些弦反應(yīng)的過程，與弦碰撞的過程。

如圖1，光子看起來，是由兩個垂直的閉弦組成，看起來，這個閉弦是圓的或橢圓的。這個閉弦，由于高維空間性質(zhì)，一直緊密的膠合在一起向前運動。閉弦，看起來，在運動中逐漸變小，但是變小的過程是量子化的變小。也就是，暗示這個XYZO 空間的真實情況，不是無限小的連續(xù)，而是具有微小量子化的精細結(jié)構(gòu)，這里高維空間的精細數(shù)學定義，將放在我的另外一篇論文中介紹。

見圖2，可以看到光子逐漸隱入高維空間，由大變小，最后幾乎在XYZO 三維坐標空間完全消失。雖然似乎是消失了，但是依然由于高維空間的定義，光子其實是與三維空間密切聯(lián)系。如圖3，由于光子具有保持原有運動狀態(tài)的趨勢，光子又量子化的出現(xiàn)，當然看起來，是無中生有，由小變大。

可以從幾張圖中，看到，從不同角度觀察到的光子運動圖形。請注意，為了表達清晰，圖中只列出一個光子有三組量子漸進運動的繪圖。其實，真實的組數(shù)絕對不是三組。

可以看到光子在O 點完全消失，其實真實的情況，是，在似乎完全消失的那段時間中，光子在高維空間與XYZO 空間還發(fā)生了某種微妙的糾纏。

圖4 描述的則是完全全空黑暗背景下，觀察到的模擬景象示意圖。

圖1：超弦光子的三維間觀察示意圖一

圖2：超弦光子示意圖二

2 定義與運算法則

對偶互垂超弦光子主要定義與運算法則如下。

（1）閉弦由近似圓或近似橢圓組成。閉弦上有精細結(jié)構(gòu)，可以，看成橢圓的圓周上會有波動的感覺。不同周長的圓，區(qū)分不同波長的光子。橢圓圓周上的看似波動特征，也幫助區(qū)分不同波長的光子。

（2）互相垂直的橢圓，由于高維空間的精細結(jié)構(gòu)而膠合在一起。如果脫離高維空間，則不可能存在這種膠合。也就是XYZO 三維空間，不僅僅是一個參照坐標系，它的實際結(jié)構(gòu)要遠遠比預(yù)料的復雜。

（3）隱入高維空間之后的形態(tài)，無法使用三維空間坐標表示，只能使用高維拓撲學與高維代數(shù)學表示。

（4）兩個互相垂直的橢圓具有不同的物理意義。

圖3：超弦光子示意圖三

圖4：超弦光子示意圖四

（5）波長相同的光子遇到，在同等表觀大小時，有時會發(fā)生弦破裂與弦復合反應(yīng)，就是兩個光子會互相穿過而會不影響原有性質(zhì)。在不同等的表觀大小時，有時會同時發(fā)生弦反應(yīng)或弦碰撞反應(yīng)。弦碰撞，可以看成近似于兩個理想粒子互相碰撞。注意，這種光子互遇，發(fā)生的過程是瞬間的，是無法被儀器觀察的。為了研究方便，我們假定，可以觀察到具體的過程，然而這是假定的合理過程。

（6）不同波長的光子相遇，大多數(shù)情況，可以發(fā)生弦破裂與弦恢復，在觀察下，看起來互相穿過，保留原有光子特征。

（7）假定，光子以外的物質(zhì)是超弦構(gòu)成，在特殊情況下，光子可以通過弦反應(yīng)，參與物質(zhì)反應(yīng)，這些反應(yīng)會產(chǎn)生，成為具有其它超弦弦參數(shù)的其它粒子或其它能量。反應(yīng)的過程，是無法觀察到的，然而，我們假定，可以觀察到超弦反應(yīng)的整個過程。

（8）在某種定義下，三維空間有時可以看成是一種特殊的能量，原因是由于包含了超弦空間結(jié)構(gòu)，超弦物質(zhì)可以發(fā)生能量轉(zhuǎn)換弦反應(yīng)，所以看起來空間似乎有能量。

（9）時間是觀察現(xiàn)象的差異，而要求使用的觀察尺度。在某種定義下，時間也可以看成一種能量，時間是量子化的物質(zhì)。根據(jù)不同需要，有時將時間看成一種比較尺度，就是一種類似在XYZO坐標系中的另外加入的一個坐標軸。有時，也可以將時間，看成一種能量，就如同可以將三維空間看成為一種能量。

3 對實驗的驗證

調(diào)整模型參數(shù)，使得能匹配光子單縫衍射與雙縫衍射的實驗現(xiàn)象，使得能解釋光子的波粒二重性的實驗現(xiàn)象。

（1）量子前進步長與量子閉弦縮小步長。在圖中，光子從正常大小到隱沒消失，只有三組，但是，事實是幾組，這就是前進步長的概念。第一組閉弦與第二組閉弦比較，弦縮小了多少，這就是縮小步長的概念。

（2）閉弦尺寸與閉弦上波。不同的波長的光子有不同的尺寸。閉弦從總體上看像個圓或橢圓。但是，閉弦上有波一樣的性質(zhì)。這種閉弦上波的性質(zhì)，決定了弦破裂與弦恢復和弦碰撞的具體限制。由于，閉弦上波是不可能被觀察到的，所示的只是一種合理定義的推測。顯然，閉弦上波具有波長與個數(shù)的性質(zhì)，閉弦上波的波幅是為了描述方便，沒有實際意義。閉弦上波的波，可以看成閉弦的弦自身的量子化的性質(zhì)。稱它為波，只是為了描述方便。

（3）高維空間的精細結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)要依賴，復雜的高維拓撲與高維代數(shù)的計算。為了簡潔，我們就回避具體數(shù)學計算過程，而直接定義弦反應(yīng)的具體反應(yīng)條件與對應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象。

這樣，我們就可以通過調(diào)節(jié)具體定義與參數(shù)，來解釋光子的實驗現(xiàn)象。

4 結(jié)論

本文提出新穎建模方法，在理論上解釋了光子單縫衍射與雙縫干涉的實驗。從理論上看起來是對的。但是，由于超弦光子是無法被觀測到具體的精細結(jié)構(gòu)，所以，只能通過推理。看起來，這種推理是正確的。如果，這個理論是正確的，那么就證明高維空間與精細結(jié)構(gòu)，是自然事實，而不僅僅是數(shù)學事實。

顯然，對光子性質(zhì)的所有實驗現(xiàn)象的研究，有助于研究高維空間的拓撲性質(zhì)與代數(shù)性質(zhì)。