科学家对光的不同认知 说明什么？

What do scientists say about the different perceptions of light?

------人眼新问（4）  光究竟是什么？

都世民（Du Shimin）

摘要：本文讨论人眼睛的现代视觉概念，光是人眼睛看见物体的基本条件之一，物体的影像是“心”产生，人的眼睛的构造和运行机理也是基本条件之一，又是中间过程。然而对光的认知，科学家给出不同的结论，本文归纳这些结论之间存在相互矛盾，谁能统一呢？我们的祖先留下的传统文化，能不能够统一这些矛盾？需要我们去挖掘。

关键词：光，牛顿，麦克斯韦，爱因斯坦，诺奖得主。

Abstract: this paper discusses the concept of modern vision of human eyes. Light is one of the basic conditions for human eyes to see objects. The image of objects is the generation of "mind".However, scientists have given different conclusions about light cognition. This paper concludes that these conclusions are contradictory. Who can agree? Can the traditional culture left by our ancestors unify these contradictions? We need to dig.

Key words: light, Newton, maxwell, Einstein, Nobel Prize winner.

问题的提出

2017年9月，郭光灿院士在《科学世界》杂志上发表的一篇文章“光究竟是什么？”。作者提出一个问题：“在3米处人眼能看见烛光吗？”。笔者看见这个问题反复思考：这个问题是光学问题，还是生物学问题？如果是光学问题，为什么计算烛光的光强度到3米处，人眼是看不是烛光的。实际上是看得见的。五百年前，近代光学的奠基者开普勒，他研究了针孔成像，并从几何光学的角度加以解释，并指出光的强度和光源的距离的平方成反比。科学家麦克斯韦电磁理论中也有更详细的分析计算，为什么计算出的光强表明人眼是看不见烛光，实际上是看得见呢？！

郭光灿的文章指出：按光的波动说，光的能量与距离平方成反比。因此在3米处是看不到光。文中又指出：光到视网膜后，若光是波，当眼長时间盯着烛光，光会被汇集，汇集到一定量值后，視色素会变形，可是要达到这一量值，需要8个小时，即3万秒。所以光是波.不能解释这一问题。如果是粒子，其能量随距离增加也会衰减。可是作者以视细胞数目众多，再以概率论覌点，总会有粒子被視细胞截获，使视色素变形，导致視蛋白被激活，将信号传到脑神经，所以能看见烛光。笔者不认同这种说法，其原因如下：

•人眼在光亮处和昏暗处，视网膜上细胞由视锥细胞（约600万到700万个）“交班”给视杆细胞（约1.2亿个），这么多细胞会将辐照的光波叠加起来，变或电信号送至大脑，经大脑信息处理，由人的“心”产生视觉，形成光的意识。

•在这当中有视色素变化，还有蛋白质和其它物质的变化，尽管这个问题异常复杂，尚难完全说清。但郭光灿的说法需要证明，因为单个光子或几个光子能使视色素变形的说法缺少证据！是一种想像。

•国外有研究者认为这视色素是天线，如果此结论成立，这1.2亿视杆细胞天线相加，天线阵有增益、定向方向图，天线可扫描，所以人眼能看见烛光，即使6米亦能看见。

笔者认为在光强减弱到单一光子时，可看成点光源，它的场辐射图形是接近的球体，即“各向同性”。到三米处仍然是“各向同性”的衰减。可是文章作者是否知道人眼的眼球与視网膜之间有联动，可以扫描，有上亿视杆细胞在工作，单纯用视色素解释是不全面的。这上亿的细胞是怎样同步运行的？这又涉及到同步科学的问题，收集的能量为什么会迭加？

不能看出，上面的叙述涉及到以下诸多问题：

1）光究竟是什么？他的本质和属性是什么？

2）人类对光的研究从什么时候开始？东西方人对这项研究有什么差别？

3）光是粒子还是波？这粒子为什么要分成为光子、光量子，这与当今的量子之上的观点有什么不同？

4）对光的研究，为什么变成了多学科的交叉？

5）人的眼睛里的光是波还是粒子？光在眼球中的传播，是直线还是曲线？有没有散射或绕射？

6）人的眼球是玻璃体还是水晶体？是不是变折射率的球形透镜聚焦，还是双凸透镜聚焦？

7）人的眼球是宏观层面（2cm），人眼的视网膜是微观层面，这两者不在同一层面，怎么成像？宏观层面与微观层面怎么链接？宏观层面与微观层面到底是什么关系？

8）牛顿的三棱镜把可见光变为七色光，这是分光吗？牛顿认为光是粒子，这粒子的效应怎么变成了电磁波频谱？电磁波是麦克斯韦提出的，他与牛顿不在同一时代，牛顿怎么用上了麦克斯韦理论？

9）麦克斯韦理论认为光是电磁波，电磁波是交变电磁场，麦克斯韦方程表示的时空关系是指数关系。而爱因斯坦却认为，时间是第4维，是直线的投影关系。为什么麦克斯韦和爱因斯坦的时空关系完全不同？而霍金确认为，黑洞内时间为0。

10）人眼的成像是在脑子里还是在心里？证据在哪里？为什么东西方观点完全不同？

11）自然科学的研究，研究人员的思维模式是分还是合？色与空是分离的，还是统一的？

12）1 9 8 1年诺奖得主休伯尔（David Hunter Hubel)与维泽尔（Torsten Nils W i e s e l )，首次用微电极研究神经细胞感受野，并提出视觉信息是通过三条独立的通道进行加工的试验研究。他们为什么不利用麦克斯韦理论进行分析研究？他们用的电极会干扰人眼的电磁波，电极形成的信号是电磁波的感应电流再次辐射，已经不是人眼里头的原始交变电磁场，这电极与细胞之间是怎么连接的？

13）诺奖得主莫测夫妇提出人有GPS系统，也就是说人体内有电磁波通道。为什么2017年美国国防部又提出人体内电磁波通道的研究课题？

14）视色素可以吸收光，有研究机构认为他是天线；纳米粒子注入人眼就可以变成天线，这些说法似乎认为人眼内有电磁波通道。到底有没有电磁波通道？

15）中国传统文化对光的研究有很悠久的历史，对宏观与微观的关系也有很深的研究，我们的祖先提出阴阳理论和天人合一的观点，能不能够统一上述矛盾？为什么有些名家反对自己祖先这一观点？到底什么是科学？科学是在传统文化里挖掘，还是在美国图书馆里挖掘？

16）科技界现在认为引力波已经捕捉到，引力波的特征应该是时空弯曲，至今笔着没有看见这时空怎么弯曲的？引力波的问题与爱因斯坦相对论有关，如果引力波存在，地球上就会有时空弯曲，那么爱因斯坦所说的时间是直线投影，是笫四维空间，这两者不是矛盾的吗？时空弯曲能够用直线表示吗？美国名家伽莫夫的科普名著，所描述的四维空间就不能够成立！笔者将进一步讨论上述问题。

谁是顶级科学家？

笔者对光的认识是从郭光灿院士文章里得到的启发。进一步提出了上述15个问题，这些问题涉及到科学家牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦，涉及到诺贝尔奖得主和多学科的专家，还涉及到我国传统文化。为什么在地球上人类对光及光与物质的相互作用的认知会产生如此之多的矛盾？这些矛盾应该得到统一，当然统一这些矛盾是有话语权的人，也得有理论和实验为根据。

当今在我国媒体上，对科技界研究人员的职称逐步升级，对科学期刊名称逐步升级，对医务工作者的名称也逐步升级。将科学家的名称定义为科学家大咖，大牛科学家，顶级科学家，伟大科学家，最伟大科学家，科学家的排名越来越多，这种现象是好事还是坏事？这些职称谁来评定？谁有这个权限和资质？

我们再看一看科技界所面临的常见问题：近视眼问题、血压、血糖、血脂三高问题、失眠问题、终生服药问题、癌症的化疗问题、神经性疾病问题、老年性疾病问题……，人们常见的诸多问题“视而不见”，每年消耗的金钱和给人们带来的苦恼，却很少有人问津，不能形成科研热点，到医院医生无能为力，不能治好。

可喜的是，今天凤凰网报道：“影响1000万人，“苏大强”有救了！抗阿兹海默症新药获批上市”（http://finance.ifeng.com/c/7rIywnZUN4C）；科学网页报道：“我国原创治疗阿尔茨海默病新药获准上市”----结束该领域全球17年无新药上市历史。

（http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/11/432226.shtm）文中指出：2019年11月2日，国家药品监督管理局批准了上海绿谷制药有限公司治疗阿尔茨海默病新药——九期一^®（甘露特钠，代号：GV-971）的上市申请，“用于轻度至中度阿尔茨海默病，改善患者认知功能”。九期一是中国原创、国际首个靶向脑-肠轴的阿尔茨海默病治疗新药，为广大阿尔茨海默病患者及其家属带来福音。

然而有些科研热点，无论是对国防建设，还是广大民生问题，到底有什么用？我们该不该思考一下？科研到底为什么服务？科研方向该由谁来决定？应该不应该从实际出发，结合自己的国情。科学家有没有国籍？要不要为国献身？我们国家在研究两弹一星的时候，全国一盘棋，有多少不为人知的科研人员，为自己的祖国奉献一份微薄力量，有多少人有各种级别的奖状？这一切已成为过去，都是他们应该做的！

按理说，顶级科学家应该能够综合多个学科，解决学科之间的矛盾，给社会带来巨大的变化，对国防建设有重大的贡献，给人类的生存做出巨大贡献。笔者希望科研人员对名利不要得寸进尺。正像中国科学报的文章所说：欲創“中國諾獎”請先忘記諾獎。