1 百年战争

20世纪初，物理学家开始重点纠结一个其实已经纠结了上百年的问题：

光，到底是波还是粒子？

所谓粒子，可以想象成一颗光滑的小球球。每个粒子有确定的位置和速度，运动时直线前进，相撞时会按一定角度反弹。每当你打开手电，无数光子就像出膛的炮弹一样，笔直地射向远方。

很多著名科学家（牛顿、爱因斯坦、普朗克、康普顿）做了很多权威的实验 ，确凿无疑地证明了光是一种粒子。

比如，就拿让爱因斯坦得诺奖 的经典光学实验“光电效应”来说吧。人们发现，光照到一块金属上，金属的表面居然会产生电流；而且更诡异的是，这种现象对光的强度完全无感，只与光的频率 有关。如果频率不够，无论用多强的光照射金属板，光电效应都不会发生；反过来，只要光频率刚刚越过一个门槛值，再微弱的光线都可以触发光电效应，只不过产生的电流比较小而已。

今天看来，这是一个非常简单的实验，简单到被写进高中物理教科书，成为高考物理卷的必考知识点，当年却让众多科学大佬一筹莫展。电子吸收了光能，挣脱原子核的电磁力束缚跑了出来，从而形成了电流——这部分很容易理解；但是，你怎么解释“频率门槛” 的事情？按理说，更强的光可以给电子提供更多能量，延长光照时间应该也可以攒下足够的能量形成电流，可这两种预想中的场景在现实中偏偏从未发生。

如果把光看作一种波，一种连绵不绝、可以无限细分的能量，那么这个问题恐怕永远无解。第一个想通的还是当之无愧的爱因斯坦大神：每个电子只能吸收1个光子的能量，一旦这个光子的能量（和频率成正比）足够逃脱原子核的囚笼，电子就能“越狱”成功，否则只能把这份能量物归原主。更多的光子（光强）和更长的照射时间对单个电子而言毫无意义，因为它并不能攒下两个光子！

既然光都能分成一个两个的光子，那它自然只能是粒子了——这种“异端邪说”立刻引爆了学术界，因为在光电效应之前，已经有很多比当年26岁的爱因斯坦更著名的科学家（惠更斯、托马斯·杨、麦克斯韦、赫兹）做了很多更权威的实验，确凿无疑地证明了光是一种波，电磁波。

所谓波，就像往河里扔块石头，产生的水波纹一样。如果把光看作一种波，可以完美解释干涉、衍射、偏振等经典光学现象。

既然有的专家认为光是粒子，也有的坚信光是波，那么我们可以轻松得出结论：光既是波又是粒子。好的，本集内容到此结束，感谢您的阅读，我们下集再见……

——等等！和稀泥我不反对，可问题是，波和粒子在所有方面都截然不同啊！

比如：

粒子可分成一个一个的最小单位，单个粒子不可再分，而波是连续的能量分布，无所谓“一个波”或者“两个波”﹔

粒子是直线前进的，波却能同时向四面八方发射；

粒子可以静止在一个固定的位置上，波必须动态地在整个空间传播。

波与粒之间，存在着不可调和的矛盾。当两道涟漪的波峰和波谷相遇时，一正一负正好抵消，波纹交叉点的水面在一刹那间恢复了短暂的平静——这种现象水波有，声波有，光波也有，但一堆台球却绝对模仿不来。“既波又粒”这种说法，就好像在说一个东西“既方又圆”“既左又右”“既黑又白”一样，在科学家逻辑分明的世界里根本没法成立。

于是自古以来，塞博坦星 上的科学家就分成两派：波派和粒派，两派之间势均力敌的百年战争从未分出胜负。

很多人问我：科学家为什么要为这种事情势不两立？大家搁置争议、共同研究不就得了？

为了一个字 ： 信仰 。 aw59Afox4QnW4AB8JPaHFvJ4iFZ/RzC1bGMHDVwM68s1joHgLjeaRvx13QFa87Zu