光能不能理解成具有能量的空間波動？

大地2022-09-09 01:55:30

你說的空間波動能否理解為時空波動，如果可以，那時空波動形成的不是電磁波（光），而是引力波。

注：引力波不是引力。引力波是時空振盪，引力是時空扭曲（無振盪往復作用），但它們均源於時空本身的變形。（via 廣義相對論）。

而光（電磁波）的本質又是什麼呢？物理學告訴我們是“場”。這種解釋說白了和沒說一樣，不過科學哲學，包括數學，就是這樣，告訴你一些性質，把滿足這些性質的物件就定義成一類，至於它具體是什麼，就是滿足這些定義的一類存在。

以上是基於現有物理事實的一些論述，下面將開啟腦洞，談談我自己的看法。

我們拋開詳細的方程，用簡單類比的方法來看看電磁波的本質似乎是什麼。

電磁波是電場與磁場交替振盪產生的，變化的電場產生變化的磁場，反之亦然。電場，或電力線，看上去是這樣的，如下圖。電力線由電荷單極一端無限延長到遠方。

而磁場，或磁力線，看上去是這樣的，如下圖。磁力線是閉合的，形似橢圓，不存在磁單級（至少目前沒有發現）。

看到電場、磁場的示意圖，我們比較自然的想到了兩種曲線，雙曲線和橢圓曲線，如下圖。電力線可看成遠處視角的雙曲線，雙曲線在橫軸上擷取的中間部分可認為在遠距離觀察的極限條件下，趨近於0而忽略。磁力線可看成橢圓曲線。

雙曲線方程可表示為x^2/a^2-y^2/b^2=1。

橢圓曲線方程可表示為x^2/a^2+y^2/b^2=1。

二者只相差一個正負號。這個符號可透過b的取值加以改變。考察橢圓曲線方程，當b取實數時，曲線保持橢圓形狀；當b變化為虛數時，b^2為負數，則方程形式上變成了雙曲線方程。所以，當b值在實數和虛數間振盪變化，曲線會在橢圓和雙曲線間振盪變化。這和電磁波中磁場、電場振盪變化何其相似。

虛數和實數在概念本質上到底區別在哪？說白了，實數在實數軸上，虛數在虛數軸上。對實數軸來說，虛數軸是新的方向，在一個新的維度上。因此，類比設想，電場、磁場的轉換也來源於某個引數在不同維度的振盪，它們本質上是一個東西。在我們存在的三維空間表現出來的電場、磁場，對應於前面設想的雙曲線、橢圓存在的平面空間，而b值振盪的空間，顯然不在這個空間內，因此它是在更高維空間振盪的。

因此，光（電磁波）的存在，本身就反映了高維空間的存在。電場和磁場是同一事物在不同維度空間交替展現的形式而已。

此為我的類比設想，僅供探討。