強(qiáng)子的組成及遵從的對稱性是否取夸克模型或坂田模型的其他變種，所以后來按錢三強(qiáng)的建議把強(qiáng)子的組分粒子稱為“層子”，表示物質(zhì)結(jié)構(gòu)許多層次中的一個(gè)層次的意思。在引入波函數(shù)以描述運(yùn)動(dòng)著的強(qiáng)子時(shí)，他認(rèn)為應(yīng)當(dāng)區(qū)分描述內(nèi)部運(yùn)動(dòng)和整體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)概念。通過對已知實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，他提出層子在強(qiáng)子內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速，是非相對論性的，雖然強(qiáng)子的整體運(yùn)動(dòng)可以是相對論性的。

    四級(jí)文明給李安的震撼，實(shí)在是太過巨大，就好像石器時(shí)代的人類看著現(xiàn)代化的人類一般。

    “飛船外殼是用強(qiáng)子級(jí)鈦合金制造的，動(dòng)力系統(tǒng)呢？居然涉及到了光子的領(lǐng)域？”

    李安發(fā)現(xiàn)，文明程度越高，可以制造出來的飛船就越大，但是，涉及到理論程度，卻是要在微觀層面下苦工了。

    在微觀世界，有一類粒子稱為玻色子，如光子、……粒子、氫原子等它們具有整數(shù)自旋（0，1，……），它們的能量狀態(tài)只能取不連續(xù)的量子態(tài)，但允許多個(gè)玻色子占有同一種狀態(tài)。玻色子是依隨玻色愛因斯坦統(tǒng)計(jì)，自旋為整數(shù)的粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理，在低溫時(shí)可以發(fā)生玻色愛因斯坦凝聚。

    利用玻色－愛因斯坦統(tǒng)計(jì)法，將電磁輻射ne＋t作為光子‘氣體’來描述，無須再利用輻射的波動(dòng)性，就能夠預(yù)言黑體輻射的所有性質(zhì)。這是量子世界波粒二象性之一例。波粒二象性認(rèn)為，光子或電子等實(shí)體，既能用波也能用粒子來描述。玻色子是量子理論中負(fù)責(zé)傳遞力的粒子。比如，電磁力可以描述為兩個(gè)帶電粒子如一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子之間交換光子，好像兩個(gè)足球運(yùn)動(dòng)員之間的傳球。

    粒子按其在高密度或低溫度時(shí)集體行為的不同可以分成兩大類：一類是費(fèi)米子，得名于意大利物理學(xué)家費(fèi)米，另一類是玻色子。得名于印度物理學(xué)家玻色。區(qū)分這兩類粒子的重要特征是自旋。自旋是粒子的一種與其角動(dòng)量（粗略地講，就是半徑與轉(zhuǎn)動(dòng)速度的乘積）相聯(lián)系的固有性質(zhì)。量子力學(xué)所揭示的一個(gè)重要之點(diǎn)是，自旋是量子化的，這就是說，它只能取普朗克常數(shù)的整數(shù)倍（玻色子，如光子、介子等）或半整數(shù)倍（費(fèi)米子，如電子、質(zhì)子等）。 費(fèi)米子和玻色子遵循完全不同的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

    在一組由全同粒子組成的體系中，如果在體系的一個(gè)量子態(tài)(即由一套量子數(shù)所確定的微觀狀態(tài))上可以容納的粒子數(shù)不限，這種粒子稱為玻色子。玻色子所遵循的統(tǒng)計(jì)法稱為玻色統(tǒng)計(jì)法。玻色統(tǒng)計(jì)法的分布函數(shù)為上式中n(ε)為體系在溫度丁達(dá)熱平衡時(shí)處于能態(tài)ε的粒子數(shù)，α為溫度和粒子總數(shù)的函數(shù)。

    簡單來說。光子是作為波色子的一部分的。

    光子這個(gè)概念，早在1900年，普朗克解釋黑體輻射能量分布時(shí)作出量子假設(shè)，物質(zhì)振子與輻射之間的能量交換是不連續(xù)的，一份一份的，每一份的能量為hν；1905年阿爾伯特愛因斯坦進(jìn)一步提出光波本身就不是連續(xù)的而具有粒子性，愛因斯坦稱之為光量子；1923年ah康普頓成功地用光量子概念解釋了x光被物質(zhì)散射時(shí)波長變化的康普頓效應(yīng)，從而光量子概念被廣泛接受和應(yīng)用，1926年正式命名為光子。

    絕大部分人對于光子或許并不陌生。但是，涉及到如此高精度的運(yùn)用，卻是只能夠說愛莫能助了?！?br/>
    就算是土生土長的天王星人，也無法從中得到光子科技。

    量子電動(dòng)力學(xué)確立后。確認(rèn)光子是傳遞電磁相互作用的媒介粒子。帶電粒子通過發(fā)射或吸收光子而相互作用，正反帶電粒子對可湮沒轉(zhuǎn)化為光子，它們也可以在電磁場中產(chǎn)生。

    光子是光線中攜帶能量的粒子。一個(gè)光子能量的多少正比于光波的頻率大小， 頻率越高, 能量越高。當(dāng)一個(gè)光子被原子吸收時(shí)。就有一個(gè)電子獲得足夠的能量從而從內(nèi)軌道躍遷到外軌道,具有電子躍遷的原子就從基態(tài)變成了激發(fā)態(tài)。

    光子具有能量，也具有動(dòng)量，更具有質(zhì)量。按照質(zhì)能方程，e=c2=hν，求出=hνc2,

    光子由于無法靜止，所以它沒有靜止質(zhì)量，這兒的質(zhì)量是光子的相對論質(zhì)量。

    根據(jù)量子場論，一對正反粒子可發(fā)生湮滅變成一對高能伽馬光子，而一對高能伽馬光子在高溫下亦可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生一對正反粒子。比如在t=1015k的溫度下可發(fā)生光子向質(zhì)子和中子等重子的轉(zhuǎn)化。

    光子是傳遞電磁相互作用的基本粒子，是一種規(guī)范玻色子。光子是電磁輻射的載體，而在量子場論中光子被認(rèn)為是電磁相互作用的媒介子。與大多數(shù)基本粒子相比，光子的靜止質(zhì)量為零，這意味著其在真空中的傳播速度是光速。與其他量子一樣，光子具有波粒二象性：光子能夠表現(xiàn)出經(jīng)典波的折射、干涉、衍射等性質(zhì)；而光子的粒子性則表現(xiàn)為和物質(zhì)相互作用時(shí)不像經(jīng)典的粒子那樣可以傳遞任意值的能量，光子只能傳遞量子化的能量。對可見光而言，單個(gè)光子攜帶的能量約為4×1019焦耳，這樣大小的能量足以激發(fā)起眼睛上感光細(xì)胞的一個(gè)分子，從而引起視覺。除能量以外，光子還具有動(dòng)量和偏振態(tài)，但單個(gè)光子沒有確定的動(dòng)量或偏振態(tài)。

    從波的角度看，光子具有兩種可能的偏振態(tài)和三個(gè)正交的波矢分量，決定了它的波長和傳播方向；從粒光子晶體結(jié)構(gòu)子的角度看，光子靜止質(zhì)量為零，電荷為零， 半衰期無限長。 光子是自旋為1的規(guī)范玻色子，因而輕子數(shù) 、 重子數(shù)和奇異數(shù)都為零。

    “運(yùn)用光子制造動(dòng)力系統(tǒng)，這意味著，四級(jí)文明的飛船，很可能達(dá)到光速或者說接近光速？”

    李安心里也是沸騰了。

    光速?。?br/>
    如果自己成為了四級(jí)文明，那么飛船跨恒星遠(yuǎn)航，哪里會(huì)像現(xiàn)在一樣縮手縮腳？

    但是很可惜，李安現(xiàn)在只是一個(gè)二級(jí)文明，就算是得到了這種科技，想要研發(fā)出來，也是非常的困難的。

    回想起地球時(shí)代光子的發(fā)明歷程，李安的心中，不由得燃起了斗志。

    到十八世紀(jì)為止的大多數(shù)理論中，光被描述成由無數(shù)微小粒子組成的物質(zhì)。由于微粒說不能較為容易地解釋光的折射、衍射和雙折射等現(xiàn)象，笛卡爾（1637年） 、胡克（1665年）和惠更斯（1678年）等人提出了光的（機(jī)械）波動(dòng)理論；但在當(dāng)時(shí)由于牛頓的權(quán)威影響力，光的微粒說仍然占有主導(dǎo)地位。十九世紀(jì)初，托馬斯楊和菲涅爾的實(shí)驗(yàn)清晰地證實(shí)了光的干涉和衍射特性，到1850年左右，光的波動(dòng)理論已經(jīng)完全被學(xué)界接受。1865年，麥克斯韋的理論預(yù)言光是一種電磁波，證實(shí)電磁波存在的實(shí)驗(yàn)由赫茲在1888年完成，這似乎標(biāo)志著光的微粒說的徹底終結(jié)。

    然而，麥克斯韋理論下的光的電磁說并不能解釋光的所有性質(zhì)。例如在經(jīng)典電磁理論中，光波的能量只與波場的能量密度（光強(qiáng)）有關(guān)，與光波的頻率無關(guān)；但很多相關(guān)實(shí)驗(yàn)，例如光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，都表明光的能量與光強(qiáng)無關(guān)，而僅與頻率有關(guān)。類似的例子還有在光化學(xué)的某些反應(yīng)中，只有當(dāng)光照頻率超過某一閾值時(shí)反應(yīng)才會(huì)發(fā)生，而在閾值以下無論如何提高光強(qiáng)反應(yīng)都不會(huì)發(fā)生。…

    與 此同時(shí)，由眾多物理學(xué)家進(jìn)行的對于黑體輻射長達(dá)四十多年（18601900）的研究因普朗克建立的假說而得到終結(jié)，普朗克提出任何系統(tǒng)發(fā)射或吸收頻率為2的電磁波的能量總是2的整數(shù)倍。愛因斯坦由此提出的光量子假說則能夠成功對光電效應(yīng)作出解釋，愛因斯坦因此獲得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

    愛因斯坦的理論先進(jìn)性在于，在麥克斯韋的經(jīng)典電磁理論中電磁場的能量是連續(xù)的，能夠具有任意大小的值，而由于物質(zhì)發(fā)射或吸收電磁波的能量是量子化的，這使得很多物理學(xué)家試圖去尋找是怎樣一種存在于物質(zhì)中的約束限制了電磁波的能量只能為量子化的值；而愛因斯坦則開創(chuàng)性地提出電磁場的能量本身就是量子化的 。愛因斯坦并沒有質(zhì)疑麥克斯韋理論的正確性，但他也指出如果將麥克斯韋理論中的經(jīng)典光波場的能量集中到一個(gè)個(gè)運(yùn)動(dòng)互不影響的光量子上，很多類似于光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虮缓芎玫亟忉尅Ｔ?909年和1916年，愛因斯坦指出如果普朗克的黑體輻射定律成立，則電磁波的量子必須具有x的動(dòng)量，以賦予它們完美的粒子性。光子的動(dòng)量在1926年由康普頓在實(shí)驗(yàn)中觀測到 ，康普頓也因此獲得1927年的諾貝爾獎(jiǎng)。

    光子的研究，曾一度在這里停止，幾十年了，有關(guān)方面的研究一直在停止，的確，光子太小，而又太快，科學(xué)家們想要研究這種光子，需要的是基礎(chǔ)科技的不斷積累。

    不過，這個(gè)四級(jí)文明，卻是給李安指明了方向。(未完待續(xù)……)