史诗级的战争—光之战

在物理学发展史上，历时最久、争议最大、影响深远的无疑是关于光的本性的争论，光的论战贯穿了物理发展的过程，推动了物理与社会的进步，留下了不可磨灭的印记。我们就一起穿越时空，去看一看这场旷世持久的战争，目睹一下物理豪杰们的风采。

        光，伴随着我们的日常生活，从远古时期，人们就利用火焰发出的光驱赶野兽、获取热量；看到闪电时，以为是天神震怒。到了公元前330年，著名数学家欧几里德对光的反射进行了详细的推导证明，开启了对光的性质的种种研究的先河；1621年，荷兰物理学家菲涅尔在托勒密、开普勒的基础上总结了光的折射定律；一年之后，法国物理学家费马提出的最短时间原理，使光学作为一门正式的学科被建立起来。

       在近千年的发展中，人们对光的行为已经了然于胸。此时，不得不面对一个尴尬的问题“光到底是什么"，这个看似简单的问题，让无数物理才子们在此折腰，吸引了一代又一代的物理大师。十七世纪的时候，笛卡尔首先提出了一种推断”光作为一种压力，在介质中传播”。不久之后，意大利科学家格里马迪做了一个实验，让一束光穿过两个小孔照到暗室的屏幕上，在屏幕上发现了明暗相间的条纹。他根据日常可见的水波的现象，认为“光可能是一种波”。

       在光的波动说日益占据上风之时，一个影响物理乃至世界的风云人物出现了，这就是艾萨克牛顿。1672年，年轻的牛顿向英国皇家学会提交了一篇论文《关于光与色的新理论》，论文主要内容是描述光的色散的实验，牛顿认为光是不同颜色微粒的混合。这篇文章受到了当时评审成员胡克与波义耳的批斗。这可以算是第一次光之战，微粒派一败涂地。而此时的波动派又得到了一名大将：惠更斯，惠更斯引入了波前的概念，并成功证明了光的反射和折射定律。并且，惠更斯利用牛顿环实验和方解石晶体的双折射现象，捍卫了光的波动性。到1690年，《光论》的发表，波动说被越来越多的人认可。

        那么经历第一次失败后的牛顿会就此罢休吗？答案显而易见。在波动派的元老胡克去世之后的第二年，牛顿的巨著《光学》出版，牛顿在书中，从粒子的角度解释了牛顿环及衍射实验中的现象；并对波动说提出质疑，如果光是一种波，那么光为什么无法绕过障碍物前进？这时的牛顿已经发明了微积分、建立了力学体系，不再是当初那个初入议会的毛头小子，在议会已经拥有举足轻重的地位。这一次战争对于波动派来说无疑是毁灭性的，他们所拥有的阵地几乎一夜丧失。从这之后的一百多年里，微粒说成为物理界的主流，波动说只能躲在暗处，默默舔着伤口，等待着东山再起的那一天。

        一个世纪后的人们已经完全接受了微粒说，对于波动说几乎忘记了其的存在。1773年，托马斯杨，将带领波动军卷土重来的领袖诞生了。1807年，杨的文章《自然哲学讲义》里面的著名的杨氏双缝干涉实验，成为又一次光之战的导火索。一开始，支持微粒说的人们对此冷嘲热讽，不受重视。但是很快他们发现，这一实验如同一把利剑直击他们的心脏。无论如何解释，都不能够用微粒说解释杨氏双缝干涉实验中的现象。

      微粒军与波动军进入的战略相持阶段，谁也不服谁。但一位年轻的法国工程师菲涅耳发表的论文《关于偏振的相互作用》,利用光是一种波，圆满的解释了光的衍射。这给波动军又一利器，微粒军的城池不断收缩。他们把最后的希望寄托在测定水中的光速上，不幸的是，法国科学家傅科实验测出水中的光速小于真空中的光速，此刻，这一次战争，波动说大获全胜。随之，麦克斯韦建立起完整的电磁理论，同时预言光是一种电磁波，并由赫兹实验所证实，波动说到达了光学领域的巅峰。

        经过这几次战争，时间已经发展到十九世纪末，此时物理学的大厦富丽堂皇，是物理学的全盛时期，波动学已经成为不可撼动的理论。此时，两朵乌云即将到来，这两朵乌云分别是迈克尔逊莫雷实验的零结果、紫外灾难，其中普朗克的量子理论解决了紫外灾难的问题。

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        量子论的诞生，为下一次光之战做下了铺垫。一代传奇大师爱因斯坦引入量子论完美解释了光电效应，爱因斯坦提出光量子，认为光是一份一份的，这与当时人们认为光是一种波的观点又产生了冲突，一场全面的战争即将爆发。似乎，微粒说即将迎来复兴，微粒军们已经看到了一点曙光。之后，康普顿散射实验又振奋了微粒阵营的军心。他们依靠着光电效应和康普顿效应这两门武器，开启了新一轮的全面反攻。

      但此时，波动学的武器也今非昔比，麦克斯韦的电磁理论如同一座高山，挫败微粒军一次又一次的进攻，战争又进入僵持。对于光的本性，人们又陷入了迷茫。作为物理界的新秀，量子论并没有因为这场战争而停止发展，其中德布罗意提出的微观粒子的波粒二象性迅速变革着人们的思维。这个理论的提出，使得光到底是微粒还是波动的论战戏剧性的收场，光即是一种粒子也是一种波动，两者有如硬币的正反两面不可分割。

         这大战至此也落下了帷幕，未来是否还有新的战争..........