对于物质、粒子(电子)、光子等的现代物理研究,显示它们都具有波粒二象性,构成物质波、电波、光波。但凡这些波,都具有双缝干涉的诡异问题。就是这些粒子的特性和观察者的参与,会分别表现出粒子性和波动性。在观测者的眼里或观测测量结果里,它们不会同时出现,只能为观测者显示要么是粒子性、要么是波动性。这就是薛定谔猫在波上表现的,有人叫它“惠勒猫”。这是由一系列实验验证的,这个实验就是惠勒延迟选择实验。

边界填充算法与泛填充算法的异同(从双缝实验的点-面到动态复杂系统及其)(1)

边界填充算法与泛填充算法的异同(从双缝实验的点-面到动态复杂系统及其)(2)

通过这一系列实验,惠勒及其他物理学家们就告诉我们,决不能认为光在一开始就决定了自己是粒子还是波,实验装置事先决定了光是以粒子身份现身还是以波的身份现身,这一解释是错误的。也就是说,并非是之前发生的事情决定了之后发生的事情,而是之后发生的事情决定了之前发生的事情。比如放置半透镜这一后来的操作,决定了光在早前的时候以光波的形式出发,而原本光应该是以光子的形式出发的,同样的,放置挡板这一后来的操作,决定了光在早前的时候以光子的形式出发,而原本光应该是以波的形式出发的,光似乎拥有了预知未来的能力,抑或是未来的结果决定了过去的行为。也就是说,光在出发的时候,似乎就已经预知了后来将要发生的事情,从而决定自己以怎样的姿态出发。

事实上,惠勒延迟选择实验依然是对经典量子理论的证明,而它所证明的便是量子力学奠基人之一——玻尔的“互补性原理”。

简单的表述就是:光和粒子都具有波粒二象性,而波动性与粒子性又不会在同一次测量中出现,那么二者在描述微观粒子时就是互斥的,所以二者不会在实验中直接冲突。不过另一方面,二者在描述微观现象,解释实验时,又是缺一不可的,所以二者又是“互补的”,这就是互补性原理。

这个实验最终选取的是单个光子从缝隙里通过,或者半透镜被折射、穿过。统计的是无数单个光子最后的概率分布,体现出来了明暗条纹。这个过程,能够确定的是光子的起始和终点屏。但是过程中,究竟如何了,这些实验并没有完全体现出来。

物质由分子、原子构成,在原子一层,原子核外运行着电子云。当电子在原子核外高速运动时,电场偏转会释放能量,这种能量就以光子的形式对外辐射。对外辐射能量,电子的能量就会较少,轨道会降低靠近基态。相反,如果电子吸收能量(光子),电子的轨道就会跃迁到更高能级,从基态到激发态。如果吸收的能量越多,跃迁的轨道就越靠外,到了一定程度电子就会完全脱离原子核束缚,成为自由电子。

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光子具有自旋性,同时它在一个原子的电场、磁场里,在量子场论里是负责传递电磁力的力载子。即是说,光子具有自旋性和跟随原子电磁场的偏转性。当把时间加上后,这在数学上,就看作是一个迭代螺旋模型。

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除去常见的波前接近平面的平面波和高斯光束之外,电磁波的亥姆霍兹方程还存在一类解,在实空间的传播方向上具有螺旋形的等相位面,而在螺旋的中心处会出现相位的奇点。这类解被称为光涡旋或涡旋光束。

光子本身极小,而且极多,一支10瓦的灯泡,发出的能量约10J/s,如果这10J的能量发出的都是可见光波段的话,其波长就约在380~760nm之间,我们去一个平均值为570nm,根据亥姆霍兹方程公式,就可以计算出每个光子能量约为3.5*10^-19J,1个10J的灯泡每秒钟发出的光子数就有约2.86*10^19个,就是28.6亿亿个光子。

在双缝实验中,虽然每次只发射一个光子,但是多次的发射后,在一定时间内它的累积率还是相当于一次性发射的光子数量。光子本身具有轴向截面的各向同性,它就具有截面圆环的状态,这个状态就是波前面的平面相位。在某个时间点上,所有光子或没有双缝时的光子在屏上的分布。所有光子分布在屏上的截面圆内。但是有双缝时,就只有通过双缝的光子在屏上显示出来,同时,由于双峰对光子的干扰,形成新的干涉效应,结果屏上就出现干涉条纹。

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边界填充算法与泛填充算法的异同(从双缝实验的点-面到动态复杂系统及其)(7)

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实际上,光子等基本粒子的双缝干涉只是一部分,光子的各向同性里这只是自中心一个向的扇面干涉式样展示,假如以360个点来表示中心点,那么还有359个如此出现。所以,它真实的应该是符合迭代螺旋的状态,这些干涉条纹还具有螺旋的状态。

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最终形成这样的平面和立体视图。在很少的干涉时,会有明暗干涉条纹,当具有很长时间和无数多的层次时,明暗条纹就会被弥补,从而消失。从而构成完整地迭代螺旋模型,即干涉条纹是完整光滑地正态分布曲线,而不是这样的具有高低的干涉曲线。

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这样,在一定时间点上,它的前波面简单的也就会是这样的。复杂的就会更多了,各向同性,都会如此。

这样个状态下,现在人类的数学计算都已经很复杂了。比如量子理论里的计算,质量、动量、角动量、速度、时间、频率,这只是平面波的,还得加上传播方向上的迭代螺旋的螺旋度、数位(相位)、时间、速率频率等。

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这是正常情况的计算,还有波不一样的情况下的计算,不一样的数值就会有千千万万。所以,要计算如此的从一个光子从中心的各向同性的双缝分岔,需要用的数学计算就已经很多了,这还是静态的。

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这对使用实操就是毫无用处的,虽然科学,但是对急需使用的日常现实就是鸡肋般存在,食之有味、弃之可惜。而且,就这样子的水平,对完全理解自然宇宙似乎离得更远了。

量子理论世界,对人类是微观世界,从宇观上看,人类的宏观世界其实也是微观世界,量子理论揭示的世界也完全适用于人类世界。

所以,但凡更多动态复杂系统的情况下,目前人类这样的方法是不可取的,特别是对指导人们的生活更是如此。对人类日常生活的实操,这就是山重水复的境地了。它需要向着符合人类生活的方向进行处理——“人化”。就是在此基础上,采用一种新的认知操作方法。统计从微观世界到宏观世界,都具有迭代螺旋的数模性,这个数模性里是否有另外可能的操作内涵,统计一下。最简单的方式就是穿过双峰、迭代在第一次、第二次迭代开始之前。可见,有一种从零开始,一、二,然后三到万物的过程,这里是最合适的观察验证的状态。

在杨辉三角里,就是当从0到1,或者每个竖列里开始的第一个数到第二个数,只要没有发生交叉的数。在数模里,就是所有分支起始零到一的图形,放大看就是东方思想里,道生一,一生二之前的阶段。它们是如双缝实验里的纠缠态量子,构成了侧面的“V”形双向阿基米德螺旋。顶视图的太极样,因为每一个新生的迭代螺旋都具有这个形态,而且此时的状态也是最单纯、简单,最好观察的阶段。

边界填充算法与泛填充算法的异同(从双缝实验的点-面到动态复杂系统及其)(21)

边界填充算法与泛填充算法的异同(从双缝实验的点-面到动态复杂系统及其)(22)

而所有这些图式,都是具有迭代螺旋数式的,任意一个迭代螺旋,就自身而言,就是一个起于0、终于360度,从0开始迭代分岔到左右1,时间为1t,锥面为2π的锥体数式,这也是一个迭代螺旋的螺旋度、数位、时间、速率频率。《31数模数式揭示“道”之真相,“佛”之本义》。

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这些螺旋数式具有完全动态的生成形态。这种基于动态“图式”的研究,跳出了近代以来纯数学公式计算的窠臼,从另一个维度上发展了复杂动态系统的研究范式,可以说是二次构建。

这种研究,以符合迭代分岔、拓扑性的迭代螺旋数模系,展现了复杂动态系统的生、变规律,形成了“道”;无极生太极,太极生两仪,两仪生四象;一生二、二生三、三生万物的“道统”体系,又以阴阳、四气五味、五行、五运六气、奇经八脉、十天干、十二地支、十四经脉、二十八宿等理论,运用于天地人文之上:表现为思想、文化、艺术、建筑、医术、政治、社会制度等都囊括在其中。

由此诞生了中国传统思想、文化,也造成了千年无人能够逾越这套体系,只能在其中畅游无碍,自得其乐,却无法抵达岸边。近代的落后,不过是发展的规律使然,它在等待近代西方科学研究的结果来证明它千年的伟大、光明、正确,不至于一直太过于阳春白雪,也使得今后的众多下里巴人也可以领略一下深远的意境。参见《40 凭什么?太极、阴阳、五行、八卦等就成为了代表中医及中华传统文化的不二符号》。从宇观到宏观,再到量子的微观层面,无一不说明自然宇宙都遵循迭代螺旋数模表述的规律。

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