Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: [转载]  我的物理哲学之路－潘根(13)
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun May 11 14:58:21 2003) , 转信

               十四、对光学逻辑体系的改进

    １９８２年１月至６月以及１９８４年１月至９月．
    就在改造热学逻辑体系的工作完成后不久，本校安排给我的两门课还没有开
始，又要我在同一学期里开第三门课．这是因为，南方的广西大学在教师队伍青
黄不接以及出国热、下海热方面造成的形势比我校更为严峻，他们学校物理系理
论物理专业毕业班的课已开不出来了，于是向我校、北大和华中理工大学求援．
    当时已临近寒假，我校所有教师下学期的任务已经安排就绪，很难调整．主
管教学的老师是我的隔壁邻居，他在当年的历史背景下哀求教师上课有多难，我
是看在眼里．近水楼台先得月，他把这个美差交给了我，要我把下学期在本校的
两门课集中在前半学期上完，后半学期到广西大学开傅里叶光学．这样，对于我
来说，是创造了一项在一学期里开三门不同课程的迪尼斯纪录．
    真是酸甜苦辣难逆料，原先总以为这是苦差使，到了广西以后就发现这是难
得有的美差，因为在本校时总会有开会之类的杂差、家务和社交活动，到广西后
这一切就全免了；讲义是我在１月份专为此课编写的，根本不需要备课．每周除
了上１０节课以外，其它时间全部由自己支配．晚上看露天电影，白天就闲得难
受了．这就为改进光学逻辑体系之事提供了充裕的时间，而且此事与教学任务是
紧密结合的．不仅如此，对光学的深入思考还为量子力学问题提供了线索．
    其实，麦克斯韦电磁理论问世之后，波动光学已被纳入电磁理论体系，已经
有了新框架．我只是重新梳理了一下，使线索更加清楚一些，所以我在这方面的
工作只能算是“改进”而不能说是“改造”，但含有“纠错”的成分．

                                 .24.


    我的比较特殊的工作是针对以往教材中的旧痕迹来进行的．菲涅耳创立波动
光学时是采用以太模型，这个模型在本质上是错的．后来人们引进了电磁波的模
型，但多半只使用电场波，不提磁场波，使许多公式与电磁场理论对不上号．有
些教材中还说菲涅耳反射折射公式是波动光学的理论基础．实际上该公式在理论
上是有一点毛病的，只是在实验精度范围内还经得起检验．我是搞电动力学的出
身，所以轻轻松松地利用电磁场理论导出了所有的公式，而且未取任何近似．结
果发现：用同一个界面模型可以同时地把波动光学中的与界面有关的反射、折射
方面的六条定律从同一组方程里同时地全部推导出来(见《述评》 p.581)．这就
表明，它们是同一条定理的不同侧面，因而我把它们合称为“界面定理”．有了
这条定理就能发现以往教材中的失误，还发现著名的布儒斯特定律并不是严格的
定律(见《述评》 p.590)，半波损失理论也有小毛病(见《述评》 p.592)，光波
在各向异性介质中的传播机制也需要进一步推敲．
    上述工作，大部分是在广西大学完成的．回到南京后进行了复核．
    在光度学方面，人眼的光见度函数是整个物理学中惟一未能进入理性认识阶
段的部分，因为它不是单纯的物理问题，还涉及到生理学和生物进化等方面的问
题．从理性方面看，它连初步的定性解释也没有；从感性方面看，它连一个粗糙
有了新框架．我只是重新梳理了一下，使线索更加清楚一些，所以我在这方面的
工作只能算是“改进”而不能说是“改造”，但含有“纠错”的成分．

                                 .24.


    我的比较特殊的工作是针对以往教材中的旧痕迹来进行的．菲涅耳创立波动
光学时是采用以太模型，这个模型在本质上是错的．后来人们引进了电磁波的模
型，但多半只使用电场波，不提磁场波，使许多公式与电磁场理论对不上号．有
些教材中还说菲涅耳反射折射公式是波动光学的理论基础．实际上该公式在理论
上是有一点毛病的，只是在实验精度范围内还经得起检验．我是搞电动力学的出
身，所以轻轻松松地利用电磁场理论导出了所有的公式，而且未取任何近似．结
果发现：用同一个界面模型可以同时地把波动光学中的与界面有关的反射、折射
方面的六条定律从同一组方程里同时地全部推导出来(见《述评》 p.581)．这就
表明，它们是同一条定理的不同侧面，因而我把它们合称为“界面定理”．有了
这条定理就能发现以往教材中的失误，还发现著名的布儒斯特定律并不是严格的
定律(见《述评》 p.590)，半波损失理论也有小毛病(见《述评》 p.592)，光波
在各向异性介质中的传播机制也需要进一步推敲．
    上述工作，大部分是在广西大学完成的．回到南京后进行了复核．
    在光度学方面，人眼的光见度函数是整个物理学中惟一未能进入理性认识阶
段的部分，因为它不是单纯的物理问题，还涉及到生理学和生物进化等方面的问
题．从理性方面看，它连初步的定性解释也没有；从感性方面看，它连一个粗糙
    上述工作，大部分是在广西大学完成的．回到南京后进行了复核．
    在光度学方面，人眼的光见度函数是整个物理学中惟一未能进入理性认识阶
段的部分，因为它不是单纯的物理问题，还涉及到生理学和生物进化等方面的问
题．从理性方面看，它连初步的定性解释也没有；从感性方面看，它连一个粗糙
的经验公式也没有．我在学生时代已看到了这一点，但未深究．１９８４年，因
病在夜间猛咳时感到额前有闪光，于是思考视觉机理．根据人眼的光学结构，把
多光束干涉理论、谐振理论、波导理论以及各种换能机制联系起来思考，导出了
人眼的光见度函数(见《述评》 p.642)，最后利用生物进化论中的自然选择律确
定了公式中的参数，填补了生理光学在理论方面的一个空白点．这年９月，在全
国光学年会报告了这项工作．



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※ 来源:．哈工大紫丁香 http://bbs.hit.edu.cn [FROM: 202.118.229.86]