光子的左手与右手：揭示量子力学的新视角

"走向决定性量子力学之一：光子的本性"，作者黄秀清，南京大学物理系，文章探讨了光子的左旋和右旋特性如何导致自然界中的"手性"现象，以及基于此建立的手性偏振光子波动方程，该方程确保光子在传播过程中遵循能量守恒和转换定律。文章还挑战了普朗克的光能量子假设，提出光子能量变化率是决定相关物理现象的关键。作者提出了"光子力"的概念，用以解释光电效应、康普顿效应和单光子干涉实验。此外，文章讨论了真空光速不变的原因，物体无法超光速运动的物理原理，以及时间、空间和参照系之间的关系，质疑了将牛顿力学与相对论力学以速度划分的传统观点。通过光速不变和手性光子正交性，建立了"四维简并时空"参照系，提出了"钟尺效应"，并认为这仅是参照系效应，而非真实的时空效应。 在这篇论文中，黄秀清首先介绍了"手性"的概念，即物体在镜像下不能与其自身完全重合的性质，这种现象在自然界中广泛存在。他指出光子的内禀左手性和右手性是自然界手性现象的来源。基于这一理论，他构建了一个描述手性光子传播的波动方程，该方程考虑了光子在传播过程中的能量守恒。 论文接着讨论了光子能量的问题，挑战了普朗克关于光能量子的假设，即每个光子具有固定能量。黄秀清提出，实际上主宰光子相关现象的是光子能量的变化率，而非其自身的能量值。这一观点为理解和解释量子现象提供了新的视角。 为了统一光子的波动性和粒子性，作者引入了"光子力"的概念，这个概念可以成功解释光电效应（光子与电子的相互作用导致电子逸出）、康普顿效应（光子与电子散射）以及单光子干涉实验（显示光的波动性）中的观测结果。 论文还深入探讨了光速不变原理的物理含义，解释了物体无法超过光速的原因，并分析了时间、空间和参照系之间的关系。黄秀清认为，牛顿力学和狭义相对论之间的矛盾在于两者描述的相互作用机制不同，前者是瞬时的直接作用，后者则涉及光子介导的间接作用。他还通过"四维简并时空"参照系和"钟尺联合测量仪"的概念，展示了"钟尺效应"实际上是参照系选择的结果，而非真实的物理效应。 这篇论文对量子力学和相对论的基本概念进行了深刻的反思和创新性拓展，尝试为解决两者间的矛盾提供新的思路。它不仅涉及基本的物理理论，还对光子的性质、能量交换以及时空结构的理解提出了新的见解。这些研究对于理解微观世界和宏观世界的联系，以及推动量子力学和相对论的进一步发展具有重要意义。