载入史册的实验，引发的第二次光的波粒之战！

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光的故事（五）

前情提要

牛顿获得了第一次光的波粒战争的胜利，光的微粒说统治了整整一百年，直到十九世纪开始，事情发生了一些变化。

1773年6月，英国一个教徒家庭诞生了一个男孩，取名为托马斯·杨。

托马斯·杨

托马斯·杨从一出生开始就展现了他的天赋异禀，两岁开始阅读各种经典，6岁学习拉丁文，14岁就用拉丁文写过一篇自传，16岁能够说10种语言。后来还破译了许多神秘的古埃及象形文字，并为埃及学的正式创立做出了突出的贡献，他还会演奏当时几乎所有乐器，如果单单说这段经历，会让人以为他是个文学天才。

罗塞塔石碑：解读象形文字的线索

但是他其实是文理全才，他中学时读完了牛顿的《自然哲学的数学原理》、拉瓦锡的《化学纲要》以及其他一些科学著作。为他打下了坚实的科学基础。

长大后，受到当医生的叔父的影响，去伦敦学医。1794年，他21岁，由于研究了眼睛的调节机理，成为英国皇家学会会员，放到今天相当于21岁成了中科院院士。22岁的他去了德国的哥廷根大学继续学医，一年后就博士毕业了。

德国哥廷根大学

他在医学上有很多成就，详细研究了心脏和血管的功能，并发表了多篇论文。他还是世界上第一个研究散光的医生，被誉为生理光学的创始人。在研究眼睛构造的过程中，他开始接触光学上的一些基本问题。

左为正常视力，右为散光

1800年，托马斯.杨正式在伦敦行医，并在行医之余，致力于科学研究。

一年后，他做了一个名垂千史的实验，光的双缝干涉实验。这个实验如此经典，以至于我们在中学学习物理的时候，是必学的实验。这个实验有多经典呢？

2002年的时候，美国两位学者在全美物理学家中做了一个调查，请他们提名有史以来最出色的十大物理实验。

杨氏双缝干涉实验在这十大物理实验里竟然占据了两席，一个是托马斯·杨做的原汁原味的光的双缝干涉实验，排在第五。而另一个是根据托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉试验，排在榜首！因为这个实验在量子力学上有重要意义。

世界十大经典物理实验

1807年，托马斯·杨总结出版了他的《自然哲学讲义》，里面第一次描述了这个实验，距离牛顿发表《光学》一书已经过去了一百多年。

实验的手段非常简单：把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面，这样从纸上的小孔透出来的就是一个点光源。在这个点光源后面放上一张纸，这张纸上开了两道平行的狭缝。从小孔中射出的光，穿过两道狭缝投射到后面的屏幕上，会形成一排很有规律的明暗交替的条纹，这就是现在众人皆知的干涉条纹。

杨氏双缝干涉实验

用微粒说是无法解释这个实验，因为没有办法解释为什么两束光叠加起来反而会造成黑暗。

但是波动说能够完美解释，这在我们中学物理上有详细的解释。

波有波峰和波谷，如果我们让两个波相遇，当两个波的波峰或者波谷正好相遇时会相互加强，形成了亮带，如果两束波的一个波峰和一个波谷相遇时，他们会互相抵消形成了暗带。

通过精确的数学计算，可以直接计算出明带和暗带出现的位置，和实验结果丝毫不差。

这成为了波动说的大规模杀伤性武器，隐藏于地下的光的波动说，再一次回到了历史舞台，光的第二次波粒战争就此开启。

但是微粒说统治了一百多年，它是如此强大，百年来人们对牛顿构建的这个世界基本原理深信不疑，所以杨的论文从一开始就受到了权威们的嘲笑和讽刺。但是随着时间的推移，干涉条纹这个大规模杀伤性武器毕竟证据确凿，几乎无法反驳，最终变成了绕不过去的坎。

科学之所以是科学，就在于科学是可以被证伪的，就算你是如牛顿这样的天神般的存在，也会因为科学事实被质疑。微粒说既然挡不住干涉条纹的质疑，就想到了用其他实验去反对波动说，其中最知名的实验就是马吕斯在1809年发现的偏振现象，这一现象当时的波动说没法解释，于是战局进入了僵持，双方都无法说服对方。

关键的转折点在十几年后，科学界迎来了另一个著名实验，这个实验被命名为泊松亮斑实验。泊松是一个著名物理学家，但是如果可以选，他一定不愿意看到自己的名字和这个实验绑在一起。具体原因，我们在下周三光的故事里和大家说一说这个著名的故事。

泊松