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自然界的照妖鏡
傅氏分析法簡介
(第 2 頁)

林孝信

 


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.原載於科學月刊第一卷第二期
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傅氏照妖鏡:

那麼,什麼是傅氏分析法呢?在正式介紹以前,先來個粗略的概念。春節到了,火車都擠得不得了。如果有人能不佔空間,可以「滲」進去,和別人共「佔」同一位置,豈不妙哉!

別以為這個想法過於神奇,自然界中就是有這等「神奇」的事。其實例子說出來,便一點也不神奇-那就是光或聲。我們都知道,白色光是由紅橙黃綠藍靛紫合成的,這不就是好多條光(事實上有無窮多條)擠在一起組成一條白光嗎?

果真有那麼一天,人能像光線一樣,佔據同一空間,那麼查票員就難做了。座位上儼然只有一人正襟危坐,但保不定有好多條黃牛隱身在媕Y。別坦心!既然我們可以用三菱鏡把白光中的紅橙黃綠光分出來,我們大可按此要領,發明個照妖鏡。使媕Y的黃牛一條條原形畢現。三菱鏡分光法,照妖鏡分牛法,便就是傅氏分析法。

因此,我們知道,只要有許多同類東西可以在同時「擠」在同一地點,我們便需傅氏分析法。光波如此,聲波如此,其他水波,地震波,無線電波(它和光波都屬於電磁波)等等無不如此。不論我們聽收音機看電視,或者研究大至天文,小至原子分子的變化,一切都要借助電磁波,於是傅氏分析便不可缺。

更進一步,雖然在前面火車例子中,要把兩件有質量的東西「擠」在一起。似乎不可思議,但構成我們個體及世界萬物的原子,電子等卻具有這等性質。這套描述原子、電子、核子等的科學叫量子力學(Quantum Mechanics)。量子力學的數學結構也都是一次線性的,傅氏分析便自然而然地跟進來。量子力學是今日物理、化學及部份生物的共同基礎。傅氏分析應用之廣,於此可見一斑。量子力學在傅氏分析下,產生許多有趣的現象-例如一個電子雖由甲點到乙點,但決不是經由某個「軌道」飛過去。這些看來極度矛盾的東西,卻是傅氏照妖鏡下的結果。

   

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編輯:陳文是 / 繪圖:簡立欣 最後修改日期:6/17/2002