什么叫光子時(shí)代

【專家解說(shuō)】：這里討論的是光子在當(dāng)今技術(shù)中的應(yīng)用，而不是泛指可在傳統(tǒng)光學(xué)下應(yīng)用的光學(xué)儀器（如透鏡）。激光是二十世紀(jì)光學(xué)最重要的技術(shù)之一，其原理是上文討論的受激輻射。 對(duì)單個(gè)光子的探測(cè)可用多種方法，傳統(tǒng)的光電倍增管利用光電效應(yīng)：當(dāng)有光子到達(dá)金屬板激發(fā)出電子時(shí)，所形成的光電流將被放大引起雪崩放電。電荷耦合元件（CCD）應(yīng)用半導(dǎo)體中類似的效應(yīng)，入射的光子在一個(gè)微型電容器上激發(fā)出電子從而可被探測(cè)到。其他探測(cè)器，如蓋革計(jì)數(shù)器利用光子能夠電離氣體分子的性質(zhì)，從而在導(dǎo)體中形成可檢測(cè)的電流。 普朗克的能量公式E=h\nu經(jīng)常在工程和化學(xué)中被用來(lái)計(jì)算存在光子吸收時(shí)的能量變化，以及能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)射光的頻率。例如在熒光燈的發(fā)射光譜的設(shè)計(jì)中會(huì)用不同能級(jí)的電子去碰撞氣體分子，直到有合適的能級(jí)能夠激發(fā)出熒光。 在某些情形下，單獨(dú)一個(gè)光子無(wú)能力激發(fā)一個(gè)能級(jí)的躍遷，而需要有兩個(gè)光子同時(shí)激發(fā)。這就提供了更高分辨率的顯微技術(shù)，因?yàn)闃悠分挥性趦墒煌伾墓馑丈涞母叨戎丿B的部分之內(nèi)才會(huì)吸收能量，而這部分的體積要比單獨(dú)一束光照射到并引起激發(fā)的部分小很多，這種技術(shù)被應(yīng)用于雙光子激發(fā)顯微鏡中。而且，應(yīng)用弱光照射能夠減小光照對(duì)樣品的影響。 有時(shí)候兩個(gè)系統(tǒng)的能級(jí)躍遷會(huì)發(fā)生耦合，即一個(gè)系統(tǒng)吸收光子，而另一個(gè)系統(tǒng)從中“竊取”了這部分能量并釋放出不同頻率的光子。這是熒光共振能量傳遞的基礎(chǔ)，被應(yīng)用于測(cè)量分子間距中。 量子光學(xué)是物理光學(xué)中相對(duì)于波動(dòng)光學(xué)的另一個(gè)分支。光子可能是超快的量子計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算元素，而在這方面重點(diǎn)研究的對(duì)象是量子糾纏態(tài)。非線性光學(xué)是當(dāng)前光學(xué)另一個(gè)活躍的領(lǐng)域，它研究的課題包括光纖中的非線性散射效應(yīng)、四波混頻、雙光子吸收、自相位調(diào)制、光學(xué)參量振蕩等。不過(guò)這些課題中并不都要求假設(shè)光子的存在，在建模過(guò)程中原子經(jīng)常被處理為一個(gè)非線性振子。非線性效應(yīng)中的自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換經(jīng)常被用來(lái)產(chǎn)生單光子態(tài)。最后，光子是光通信領(lǐng)域某些方面的關(guān)鍵因素，特別是在量子密碼學(xué)中。宇宙中有六百兆顆星球，幾千個(gè)銀河系。銀河中除了星團(tuán)、黑洞之外，還存在一種非常奇特的物質(zhì)，這種物質(zhì)叫做光子帶，它們大約在1961年時(shí)被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。光子帶的形狀猶如人們?nèi)粘Ｋ缘奶鹛鹑?，其中心和太?yáng)軌道重疊，半徑和太陽(yáng)公轉(zhuǎn)半徑相同，但其平面卻和太陽(yáng)公轉(zhuǎn)平面垂直，也就是說(shuō)太陽(yáng)系每公轉(zhuǎn)半圈就會(huì)遇到一次光子帶，要通過(guò)整個(gè)光子帶需要兩千年的時(shí)間。上次太陽(yáng)系離開(kāi)光子帶是十萬(wàn)年前，如今已過(guò)了十萬(wàn)年，也就是說(shuō)我們又要進(jìn)入光子帶。 光子帶中含有密集的，高能量及高振動(dòng)力的光子，一旦進(jìn)入了它們的區(qū)間，整個(gè)太陽(yáng)系會(huì)產(chǎn)生劇變，地球的電磁場(chǎng)會(huì)完全被改變，光子會(huì)變成我們所需能源的主要來(lái)源，使得星際間的旅行變得很平常。然而光子所造成的影響最大的還是對(duì)人類的改變，因?yàn)楣庾訒?huì)改變?nèi)梭w的結(jié)構(gòu)。 光子帶何時(shí)會(huì)來(lái)？實(shí)際上，在1997年初整個(gè)太陽(yáng)系就已經(jīng)進(jìn)入了光子帶，但因?yàn)槲覀儎偤眠M(jìn)入光子帶中心的一個(gè)空洞中，就好象進(jìn)入臺(tái)風(fēng)眼一樣，所以才渾然不覺(jué)得光子帶所帶來(lái)的“暴風(fēng)雨”。但實(shí)際上太陽(yáng)系多多少少已受到它的影響。 在2022年底前，我們一定會(huì)進(jìn)入光子帶的主流中。2023年是，更會(huì)有不可思議的事情發(fā)生。 這是一段太陽(yáng)系進(jìn)入光子帶后的設(shè)想：當(dāng)太陽(yáng)系接近光子帶及整個(gè)沉浸在零度帶時(shí)，地球會(huì)經(jīng)歷一場(chǎng)黑暗，突然間，夾雜著微微光點(diǎn)的黑夜會(huì)被完全的黑暗所取代，就好象整個(gè)星球被丟進(jìn)了一個(gè)緊閉的衣柜中，太陽(yáng)會(huì)從視野中消失，黑夜中滿天的星斗也將不見(jiàn)。當(dāng)零度帶壓縮太陽(yáng)及衛(wèi)星的光時(shí)，白天會(huì)突然間變成晚上。 黑夜的突然來(lái)臨標(biāo)志著我們已經(jīng)進(jìn)入光子帶的零度。緊隨著突如其來(lái)的黑夜之行后的，將會(huì)是一些更加讓你感到震驚的東西，不但天空一片黑暗，而且因?yàn)槭艿焦庾訋У挠绊懀械碾娏υO(shè)施將不能使用，發(fā)動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，水塔空了，水龍頭流不出水來(lái)，汽車(chē)也不能發(fā)動(dòng)。 即使外部世界處處不變，一些不可思議的事情也會(huì)在我們的體內(nèi)發(fā)生。當(dāng)?shù)厍虻碾姶艌?chǎng)崩解，所有的原子會(huì)被改變，你體內(nèi)的原子也會(huì)被改變，身體變得輕飄飄，有點(diǎn)透明。在你腦子里的那層意識(shí)的薄紗會(huì)被除去，你將不再處于狹隘的三度空間，將會(huì)擁有肉體及精神上的一些潛能——或說(shuō)天賦。 光子帶將造成地球的大氣被壓縮，所有物質(zhì)將被變得致密，核能物質(zhì)會(huì)造成很大的危險(xiǎn)，因?yàn)榭赡軙?huì)有核子連鎖反應(yīng)，或者是巨大的、致人于死地的分裂元素核爆。除了全球性的核子連鎖反應(yīng)或爆炸外，核能的壓縮也可能造成大規(guī)模的火焰風(fēng)暴。 下一個(gè)改變是因?yàn)樘?yáng)消失所造成的寒冷，氣溫下降會(huì)很明顯，就像冰河時(shí)期。這是因?yàn)樘?yáng)正在進(jìn)行不同空間內(nèi)的極性轉(zhuǎn)換，所以它的熱量無(wú)法到達(dá)地球表面。在轉(zhuǎn)換結(jié)束的前夕，我們將會(huì)開(kāi)始看見(jiàn)晨曦似的微光環(huán)繞著我們的星球。 隨著光子效應(yīng)的顯現(xiàn)，人們將可以應(yīng)用光子能源設(shè)備，每一個(gè)生物都會(huì)因?yàn)榻邮芰斯庾訋鶐?lái)的光子流而生機(jī)勃勃。并且，光子能不但能使你的身體變得非常強(qiáng)壯有力，而且也會(huì)被廣泛使用在住家及工業(yè)上，人類將進(jìn)入光子紀(jì)元，太空旅行將會(huì)變得十分簡(jiǎn)單，成為一種大眾化的嗜好。