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奥卡姆剃刀与 “漫反射”一词的取舍

已有 1531 次阅读 2021-4-15 05:31 |个人分类:逻辑学、经典光学与量子光学|系统分类:科研笔记

奥卡姆剃刀(原理)是逻辑学带有哲理性的一个著名原理。以下引用维基百科的简单解释:

奥卡姆剃刀(英语:Ockham's Razor、拉丁语:Lex Parsimoniae,意为“简约法则”)是由14世纪方济会修士奥卡姆的威廉(William of Occam,约1287年至1347年,英格兰萨里郡奥卡姆 (Ockham)人氏)提出的逻辑学法则,他在《箴言书注》2卷15题说“切勿浪费多余功夫去做本可以较少功夫完成之事”。换言之,如果关于同一个问题有许多种理论,每一种都能作出同样准确的预言,那么应该挑选其中使用假定最少的。尽管越复杂的方法通常能做出越好的预言,但是在不考虑预言能力(即结果大致相同)的情况下,假设越少越好。奥卡姆剃刀(英语:Ockham's Razor、拉丁语:Lex Parsimoniae,意为“简约法则”)是由14世纪方济会修士奥卡姆的威廉(William of Occam,约1287年至1347年,英格兰萨里郡奥卡姆 (Ockham)人氏)提出的逻辑学法则,他在《箴言书注》2卷15题说“切勿浪费多余功夫去做本可以较少功夫完成之事”。换言之,如果关于同一个问题有许多种理论,每一种都能作出同样准确的预言,那么应该挑选其中使用假定最少的。尽管越复杂的方法通常能做出越好的预言,但是在不考虑预言能力(即结果大致相同)的情况下,假设越少越好。

https://zh.wikipedia.org/wiki/奥卡姆剃刀

该原理可用于判断作者的上一篇博文 《“漫反射”应该用“自发辐射”取代》的结论。

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=553379&do=blog&id=1281672

经典波动理论与连续介质电动力学对光反射现象解释最成功的问题之一,但是用于解释 “漫反射” 中的”反射“却繁琐、不合理。几何上,这种解释需要物质的表面是一种不可能存在的 "粗糙曲面“。物理上,该解释中使用的反射一词不能说明为什么人们能通过 “漫反射” 看到是物体表面的颜色,而不是一般情况下的入射光颜色。

作者在上一篇博文已指出,用在光照条件下产生的 ”自发辐射“ 解释,看到原本非发光物体的形状及颜色是最自然,最简单的。根据奥卡姆剃刀原理,这种解释不也是最合理的吗?

清晨太阳照射到窗帘时,你会在窗帘上看到 "透射“ 过来的一些光亮与阴影,如果打开窗帘,你会透过窗户玻璃看到窗外另一番景色。什么原因呢?传统的解释是:窗帘上看到的是 ”透射“ 结果,通过玻璃窗看到的是窗外物体的 “漫反射”光经过玻璃两个面的折射结果。“透射” 类似于 “漫反射” ,用经典光学解释都存在本质性的困难; “折射” 则是量子光学的困难问题。作者认为,这些现象是相关物质在光照条件下 “自发辐射”的光在你眼中造成的结果,这个解释简单、符合物理的发光原理、符合实际。

真正待研究的理论问题是,量子光学如何解释光的折射与反射。

除此,还有个相关待研究问题,即 “自发辐射辐射” 的辐射方向。作者认为,从因果论,受激辐射的方向一定有具体原因,很可能就是正统量子力学认为不存在的 “隐参数”,它导致了受激辐射方向的不确定(参考文后的注释)。

作者再次强调:应该舍弃 “漫反射” 一词,用 “自发辐射“取代!


注释:有些文献、著作、教科书及科普文章提到过受激辐射的方向,例如百度百科对受激辐射一词的解释中提到:

处于激发态的发光原子在外来辐射场的作用下,向低能态或基态跃迁时,辐射光子的现象。此时,外来辐射的能量必须恰好是原子两能级的能量差。受激辐射发出的光子和外来光子的频率、位相、传播方向以及偏振状态全相同

https://baike.baidu.com/item/受激辐射

该解释存在以下问题需要说明:这个“外来光子”是指激发该原子成为“受激态”并使之“受激辐射”的“同一个光子”,还是指已被激发的原子“再受外来光子”影响的光子。如果指的是“同一个光子”,“受激辐射” 只是将激发它的光子延迟了一下,该解释用于说明实际问题时毫无意义。 如果指的是“另外来的光子”,该解释用于激光的产生时就会发挥“妙”用,但在其它情况,当那样的“外来光子”不存在时,该解释就毫无用处。其实,这种解释就是给一般的 ”受激辐射“ 加了个具体存在的 ”隐参数“,即 ”外来光子“, 促使辐射方向有了确定性。但是量子光学并未给出这种 “隐参数” 是如何发挥作用的具体解释。



https://blog.sciencenet.cn/blog-553379-1282018.html

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1 尤明庆

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