光的本質：一段充滿禪意的歷史公案

菩提本無樹明鏡亦非台本來無一物何處惹塵埃

──慧能

身是菩提樹心如明鏡台時時勤拂拭莫使惹塵埃

──神秀

光的本質的歷史：• 惠更斯 (Christiaan Huygens, 1629-169

5) 波動說（ 17 世紀末）• 牛頓 (Isaac Newton, 1643-1727) 微粒說 = 顆粒說（ 18 世紀初）

• 馬克士威 (James Clark Maxwell, 1831-1879) 電磁波（ 1864 ）

• 愛因斯坦 (Albert Einstein, 1879-1955) 光子（ 1905 ）

看山是山，看水是水　　　看山不是山，看水不是水

　　　看山又是山，看水又是水

　　　看山又不是山，看水又不是水

拍板定案：互補說（ 1928 年）──波耳 (Niels Bohr, 1885-1962)

從此，物理學家用兩手策略來研究光…

光的真實身分充滿禪意

光既是顆粒，又是波動；既不是顆粒，又不是波動。

「所謂佛法者，即非佛法，是名佛法。」「佛說般若波羅蜜，即非般若波羅蜜，是名般若波羅蜜。」

《金剛般若波羅蜜經》

日常生活類比

• 你的正面是你，背面也是你；你的正面不是你，背面也不是你。

•類比： 光人 顆粒正面 波動背面

• 倘若我看得到你的正面，就看不到你的背面；看得到你的背面，就看不到你的正面。

• 所以說

你的正面和背面是你的「一體兩面」。

• 倘若我觀察到光的顆粒性，就觀察不到光的波動性；

觀察到光的波動性，就觀察不到光的顆粒性。

• 所以說光的顆粒性和波動性是光的「一體兩面」。

古典物理

•波動與粒子涇渭分明，是波動就不是粒子，是粒子就不是波動。

•流氓不可能是教授，教授也不可能是流氓。

近代物理：波粒二象性（量子物理基礎之一）

•任何波動都具有粒子性質，任何粒子也都具有波動性質。

•任何一張臉都對應一個後腦勺，任何後腦勺都對應一張臉。

• 自然界沒有單獨存在的粒子，也沒有單獨存在的波動。

近代物理：波粒二象性（量子物理基礎之一）

• 粒子與波動總是成對出現：有我就有你，有你就有我！

• 自然界最基本的實體：不是粒子，不是波動，而是「波粒」。無論粒子或波動都只是表相，而非實相。

波粒二象性重要實例電子顯微鏡

• 電子錶 Vs 機械鐘錶：使用電子裝置。• 數位相機 Vs 普通相機：記錄數位影像。• 電波望遠鏡 Vs 光學望遠鏡：觀察天外電波。• 電子顯微鏡 Vs 光學顯微鏡：使用電子束當作「光源」！

• 光學顯微鏡：用可見光當作光源，標本小於波長就看不見。

• 濾過性病毒小於可見光的波長，所以用可見光看不見，所以濾過性病毒沒有顏色！

• 「電子波」的波長比可見光的波長小很多，所以電子顯微鏡看得見病毒！

• Joseph J. Thomson(1856-1940) ： 190

6 諾貝爾物理獎• George P. Thomson(1892-1975) ： 193

7 諾貝爾物理獎

測不準原理（量子物理基礎之二）

• 測即擾：進行觀測一定會造成干擾，絕　　　　對沒有毫無干擾的觀測。

• 取　捨：位置測得愈準，速度測得愈不　　　　準；速度測得愈準，位置測得　　　　愈不準。 ( 速度 = 速率 +方向 )

• 日常生活實例：？

量子疊加態• 量子電腦• 日常生活實例：？