相互作用就是所谓的“力”只是近代的物理其实已经没有力的概念了：量子力学认为，粒子按其在高密度或低温度时集体行为可以分成两大类：一

这篇是源于前端时间我在朋友的Blog中留言来讨论他所提出的问题的一段话，整理出来给自己做个记录。

他所描述的问题是这样的：“一束强光(e.g. 100mw)与一束弱光(e.g. 1nw)对射, 二者会发生什么作用?”

看到这个问题觉得很亲切，不知道有多少人有同感？很小很小的时候便思考过类似的问题，并且会在晚上拿来强弱两个手电筒让它们的光柱交叉着射向天空来观察光柱的变化。当然我什么也没有发现，呵呵！那时候没有什么相关的知识储备，也没有什么人来帮助解答，没一会便将这些抛于脑后了。

为什么我们会主观认为两束光之间会发生作用呢？因为我们日常接触的绝大多数都是费米子，在潜意识中我们认可"泡利不相容原理"，所以对待这一问题时我们惯性思考了。我们会想象光的粒子性，光子具有一定的动量，光子与光子碰撞时光子的动量减小了，从而引起光的衰减。

而光子是玻色子，而玻色子最显著的特点便是不遵守"泡利不相容原理"，而正是因为这一点使得光子和光子之间不发生作用。因为在同一时间空间中可以存在多个玻色子，而只能存在一个费米子。我们思想中所描述的碰撞是一个粒子抢夺另一个粒子的空间位置，而玻色子不存在抢夺的问题。举个曾经看过的例子来说：“锂的同位素锂7和锂6分别为玻色子和费米子，锂7随着温度的降低尺寸变小，而锂6的尺寸则保持稳定。”这便是因为泡利不相容原理的限制，两个费米子不可以在同一时间占据同一个空间，而两个玻色子却可以在同一时间占据同一个空间。这种玻色子特性也给我们带来了一些奇妙的东西，当玻色子在低温时集聚到能量最低的同一量子态，粒子们就好像从一群混乱的人群变成整齐划一的队列，这便是“BEC -- 波色-爱因斯坦凝聚态”。激光、超导、超流 便是这一物理状态的产物。

关于玻色子和费米子自旋差别与其特性差别的关系。在我认为粗浅的理解是：玻色子和费米子的特性差别并不源于其自旋差异，自旋差异只是可以作为判断其不同的标识。就犹如胡须是判断男女的标识，而并不是男女差异的原因。当然如果深入研究我认为也许有可能在多维空间理论中破解自旋差异与粒子特性间的奥秘。在我粗浅的看来，波色子和费米子的差别好像是二维平面与三维立体间的差别，二维空间中重合的两点在三维空间中不一定重合。那么在我们的四维空间中重合的玻色子在多维空间中不一定重合。也就是说费米子在四维空间中就可以看到其全貌，而玻色子也许要到多维空间中才能看到其全貌。在书中看到的一种观点是通过弦论来将玻色子和费米粒子统一，他们的差别源于构造其的弦的振动态不同。

就说到这里吧！算是给自己儿时的思考的一个答案！
. 2008-12-31 13:21:32 entropy (I LOVE G O G L E) 波色子和费米子的差别好像是二维平面与三维立体间的差别，二维空间中重合的两点在三维空间中不一定重合。那么在我们的四维空间中重合的玻色子在多维空间中不一定重合。也就是说费米子在四维空间中就可以看到其全貌，而玻色子也许要到多维空间中才能看到其全貌。在书中看到的一种观点是通过弦论来将玻色子和费米粒子统一，他们的差别源于构造其的弦的振动态不同。
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很有意思
> 删除 . 2009-03-27 22:20:14 杰子 (今夕是何夕？ 闻道否?) 最后一点猜测感觉太科幻了 不具备理论基础
还有 对于自旋 我感觉理解的并不到位 希望有人解疑
> 删除 .2009-04-01 12:57:33 [已注销] 通过弦论来将玻色子和费米粒子统一
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　　那是Supersymmetry的观点（每一种基本粒子都有一种被称为超对称伙伴 的粒子与之匹配， 超对称伙伴的自旋与原粒子相差 1/2 可惜实验不支持... ） 和String Theory扯不上 当然Supersymmetry+String =Superstring...
　　
　　Supersymmetry所支持的也不再是N=4的了 记得好像是N=8哈~就是说通过自旋波色子可以从N=4的space进入N=8的superspace变成费米子 反之亦然


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至于前面您的说法光子和光子之间不发生作用 那不成立吧...不说别的 就说光子本身的画Feynman图时候交换的虚粒子也就是相互作用是由波色子传递的
其实波色子有很多的 不光这几种传递相互作用的基本粒子
简单说大家都知道自旋量子数为半奇数的是费米子 ，自旋为整数的粒子为波色子 所以两个费米子耦合就是一个波色子而实际上 不光是波色子可以凝聚 “费米子凝聚”也是可以达到的 当然就是我上面说的两个费米子组成一个波色子再进行波色子凝聚 再换个例子最简单的由质子和电子组成的系统就是个波色子系统而单个的质子和电子则都是费米子

再者说光子的相互作用，您的那个“实验”实际上很难会相互作用这是不新鲜的因为那光是可见光的范畴内其频率太低了 光的能量和他的频率成正比 最经典的实验是倍频效应 而实际上康普顿效应用X射线也是这个考虑（X射线的能量在0.5Mev这个能量才刚好和电子比拟 ）
> 删除 . 2009-04-04 12:23:04 Lane 遇上高人了! 呵呵! 我所说的只是我个人的小见解, 可能很少有啥理论支撑.

不过您后端的解释让我看得很晕! 费米图 我只是听过见过, 但着实不很理解其中的道道. 所想问问您所说的"相互作用是由玻色子传递的"这其中的"相互作用"指的是什么? 是可以类比经典物理中的概念么?

"费米子凝聚态"在我看来也和"玻色-爱因斯坦凝聚态"有很大的不同, 本质是因为两个"费米子"组成的"玻色子系统"和"玻色子"有很大不同, 多个"玻色子系统"的量子态不可能像多个"玻色子"一样处在相同状态. 正是这一问题使我认为"玻色子"无法像"费米子"或您所提到的"玻色子系统"一样在两个粒子争夺同一量子态的过程中发生动量的变化.

您后来所说的"康普顿效应"应该是光子和电子间的相互作用, 即应该是说明了"玻色子"和"费米子"之间可以相互作用, 而不是"玻色子"和"玻色子"之间可以相互作用. 即我想知道是否有实验说明了"玻色子"和"玻色子"之间是否可以发生像"康普顿效应"中光子("玻色子")将动量传递给电子("费米子")的类似现象?
> 删除 .2009-04-04 13:30:51 [已注销] 恩 首先俺也不是啥高人 胡bala而已 = =+
费米图？我打错了么？呵呵...Feynman不是Fermi啦...
相互作用就是所谓的“力”只是近代的物理其实已经没有力的概念了 可以类比的话那么就是说 电磁力（相互作用），引力（相互作用），强相互作用，弱相互作用 后两者没有经典的对比前者其实就是经典的力...
至于feynman图的举个最简单的例子就是正负电子散射 这个图就像经典的两个弹性球的散射 不过这里交换的是虚光子 而经典的散射就是电磁相互作用.你也可以类比在滑冰的两个人（相向而行）其中一个人扔出一个球给对方而使两者的动量都改变 这个经典的图像

至于BEC的问题...怎么说呢...um 你认为啥是波色子呢？一个电子和一个质子组成的就是个波色子 实际上我说波色子系统是因为 想和波色子区别 （后者传递相互作用而前者不传递）因为后者不可能实现BEC （否则的话你是不是想实现下光子BEC？呵呵...）

至于那个Compton效应确实是光子与电子相互作用来改变光子的频率的 但是我只是想说如果光子的频率不够高（gamma射线）的话那么也是无法实现的 这和您的那个啥两速光的实验是一个道理 其实光子是可以实现散射的 但是要求是他的平率足够高，两束光相交，结果并不是完全相互穿越，而是有一些光被弹开来了。频率越高，散射越明显（光子呈现粒子性）
我上面还说了个倍频效应哈~简单的说就是两个光子合成一个光子的现象当然条件是有的非线性介质