第6.3節：波粒二象性

目錄 ／ 第6章：量子領域

光與粒子的波動性同源——它們在傳播中牽引能量海，把本地的張度地形波化，形成可相干的“海圖”；粒性來自受端閾值閉合的一次記帳。

簡式：運動牽海 → 海圖被波化（波） → 門檻閉合（粒）。

一、觀測基線（事實框架）

• 逐點命中：把源調弱到“單份”級別，屏上事件一粒一粒地出現。
• 兩縫全開，久而成紋：累計足夠多的事件，屏上出現明暗相間的條紋。
• 只開一縫：圖樣展寬，但不見條紋。
• 換對象不改戲法：把光子換成電子、原子、中子、甚至大分子，在潔淨穩定裝置中依然“逐點累計卻成條紋”。
• 獲取路徑資訊：在縫口“標記哪條縫”，條紋消失；在條件統計中“擦除路徑標籤”，條紋再現。

結論：單次是讀出方式（閾值閉合）決定的“點”；條紋是傳播時刻下的海圖的外觀。

二、統一機制（三步鏈）

1. 成團閾值（源端）

只有跨過門檻，源才釋放一份可自洽的擾動/閉合環；失敗的不計入統計。

2. 海圖波化（傳播）

對象在行進中牽動能量海，把張度地形波化成可相干的“海圖”。這張海圖包含：

• 張度勢起伏：決定“容易/不容易走”的區域（強弱、脊穀）；
• 取向紋理：決定“更順的方向/耦合通道”；
• 有效相位脊穀：決定多路徑疊加時的增強/削弱。
  海圖具有線性疊加與邊界刻路的性質：擋板、縫、透鏡、分束器等都在“寫海圖”。

3. 閾值閉合（受端）

受體在本地張度滿足閉合門檻時一次讀出一份，在屏上落下一點。

綜述：波=海圖被波化（同源於運動牽海）；粒=閾值閉合（讀出一次一份）。兩者前後相接而非互斥。

三、光與物質粒子：波動性同源，差異只在耦合核

1. 同源：無論光子、電子、原子、分子，波動性都來自把海圖波化，不是“光天生是波、粒子另起一套”。
2. 耦合核不同：物件的電荷、自旋、品質、極化率、內部結構等，只是改變其對同一海圖的取樣與權重（相當於不同“耦合核/卷積核”），從而影響包絡、對比度和細節，但不改變“地形波化”的共同起因。
3. 統一讀法：
   • 光：傳播中牽海→海圖被波化→干涉/衍射外觀；
   • 電子/原子/分子：同上；內部近場紋理調製耦合，並不創造波動性。

四、雙縫重讀：裝置即“寫海圖”的語法

• 兩縫刻路：擋板與縫把屏前海圖寫成脊穀與槽道的圖樣。
• 亮/暗的來歷：亮紋=接力順暢、暗紋=接力被削的地帶。
• 標記“哪條縫”：在縫口做探測=重繪並粗化海圖，相干細紋被抹平，條紋消失；
  擦除：在條件統計裡選回仍保有細紋理的子樣本，條紋再現。
• 延遲選擇：只是晚確定統計口徑；海圖不被超距改寫，因果無衝突。
• 強度構成（口語版）：有相干時，總強度=兩通道強度之和再加一項相干貢獻；失相干時，這一項歸零，只剩“兩通道強度相加”。

五、近/遠場與多裝置（同一海圖的不同投影）

• 近場→遠場：近場更受幾何/取向紋理影響；遠場更顯相位脊穀——都是同一海圖在不同距離窗的投影。
• Mach–Zehnder：兩臂把兩張海圖寫到末端；第二分束器重合海圖，讀出相干與相移。
• 多縫/光柵：海圖產生更密的脊穀；包絡由單縫決定，細紋由多縫疊加決定。
• 偏振/取向元件：等價於在海圖上寫取向紋理；可抑制、旋轉或重建相干。

六、粒子側的補充（在同源口徑下）

• 內部節拍/近場紋理：電子、原子等的內部結構在近場尺度上形成穩定紋理；它們與狹縫寫出的海圖咬合，改變局部“更易/更難閉合”的分佈。
• 自持邊界 + 門檻讀出：一次閉合只能在一個位置完成，因此始終逐點命中；長時統計再現海圖紋理。

七、退相干與“擦除”的材質機制（統一解釋）

• 退相干=粗化海圖：與環境的弱測量/散射把海圖做局部平均，相干細紋被粗化，能見度下降。
• 量子擦除=條件選層：並非改寫過去，而是通過條件分組從混合海圖裡抽出仍相干的子層。
• 可觀指標：能見度隨壓強、溫度、路徑差、物件尺寸、時間窗系統下降；回波/解耦可部分“拉回”相干。

八、四維讀圖法（像面/極化/時間/能譜）

• 像面：成束偏折與條紋對比度反映海圖幾何與取向細節。
• 極化：偏振條帶直接描畫取向與環流紋理。
• 時間：去色散後若仍有共同臺階/迴響包絡，表明海圖經歷過按壓—回彈。
• 能譜：軟段抬升、窄峰與微移，揭示邊界再處理在不同能量窗的投影差異。

九、與量子力學的對表

• 波從何來：QM 以“概率幅疊加”記帳；本框架把它材質化為“運動牽海→海圖被波化”。
• 粒為何離散：QM 以“量子化吸收/發射”記帳；本框架以成團—閉合閾值鏈解釋“一次一份”。
• 雙縫條紋：兩種表述在頻數分佈與裝置預言上等價；本框架額外給出“為何如此”的結構—介質—閾值來歷。

十、可檢預言

• 縫邊手性微結構：在縫邊寫入可翻轉的手性取向紋理，不改幾何光程也能微偏條紋中心；對電子與正電子，偏移符號鏡像。
• 張度梯度調製：在兩縫間引入可控張度梯度（微品質陣列或腔場），條紋間距與對比度出現線性可計算調製。
• OAM 條件重建：用攜帶軌道角動量的探針做條件計數，可在無幾何改動下重建/旋轉條紋方位。
• 退相干粗化核：對比度隨可調散射密度按可積粗化核衰減；核形狀依賴取向紋理與能量窗。
• 高階尾項的極性鏡像：在相同取向邊界下，電子/正電子條紋的高階尾項幅度與符號鏡像，對應近場耦合差異。

十一、常見問答

• “光/粒子為什麼會有波動性？”
  因為它們在傳播中牽引能量海，把張度地形波化；條紋就是海圖的外觀。
• “粒子是不是另有一種不同的波？”
  不是。波動性的起因相同；內部結構只改變與海圖的耦合權重。
• “測量為什麼毀條紋？”
  測量會在縫口/路徑上重繪並粗化海圖，相干貢獻被剪斷。
• “擦除如何重得條紋？”
  通過條件分組挑選仍保有細紋理的子樣本，並非改寫歷史。
• “是否存在超距影響？”
  沒有。海圖刷新受本地傳播上限；所謂“遠距同步”是同一條件同時成立的統計效果。

十二、小結

光與粒子的波動性完全同源：運動牽海，使張度地形被波化；粒性來自閾值閉合的一次記帳。
因此，“波/粒”不是兩種本體，而是同一過程在不同環節的兩張臉：海圖（波）引路，門檻（粒）記帳。