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物理学中的一笔"糊涂账"

已有 47 次阅读2017-8-7 00:17

自牛顿时代起，物理学家们就对光是什么东西而争论不休。一派认为，光是高速飞行的微细粒子，也就是现在量子力学里所说的光子，或者光量子。它有特定的能量，这个能量与光的频率成正比。爱因斯坦曾经因成功地以粒子说解释光电效应而荣获诺贝尔物理学奖。

而另一派则认为，光是一种波动，也就是现在所说的电磁波。波动说的代表人物有惠更斯，麦克斯韦等。正是麦克斯维的电动物理方程，才确立了光是一种电磁波的理论。光的波动理论能很好的解释光的干涉，反射，折射，衍射等现象。

这两种说法，都有不可克服的矛盾。

说光是粒子，它却没有静止质量，你没有办法捕捉，收藏。质点怎么会产生干涉，相互抵消不见了呢？再者，白色光是由各种颜色混合而成的，难道光的粒子分身/合并？

说光是一种波动，也有明显的矛盾。波动是一系列的质点（粒子）振动而产生的一种运动形式，所以只有质点（粒子）的振动才能形成波动的现象。但是，光能够在真空里传播，而真空里却没有任何的质点（粒子），那它靠什么来振动呢？

现在，物理学界普遍的说法是光的“二相性”，也就是说，光有时候看上去像是波动，如同水波，声波，电波。而有时候有看上去像是粒子。这就像“盲人摸象”的寓言里说的，摸着大象肚子的盲人说大象就像“一堵墙”；而摸着大象腿的盲人则说大象就像“一根柱子“。这就是我说的物理学界的一笔糊涂帐。

其实，从另一个角度出发，也许科学家们一开始，就不该问”光是粒子还是波动“ 这样的问题。光就是光，就像人就是人，大象就是大象，何必又再往下问。光有各种性质，如波动性，粒子性，也许还有别的尚未发现的性质。这种看起来非常古怪，而又不同与寻常物质的性质/表现，也许正是，微观和宏观，高速度与低速度的差别。