王 锴
闫万元刻
提起光，你肯定不会陌生：太阳光照亮我们的白天；灯光丰富了我们的夜晚；植物的光合作用为生态系统提供物质和能量；物体发出（或反射）的光进入到我们的眼睛，我们才能看到这缤纷的世界……但是，你有没有思考过，光是什么呢？
围绕这个问题，17世纪英国物理学家牛顿和荷兰物理学家惠更斯提出了各自的观点，两种观点的争论持续了几百年。
牛顿联系到生活中观察到的光的直线传播和色散现象，提出光是光源发出的一种微小的粒子，微粒进入人的眼睛冲击视网膜，从而产生视觉。微粒说很容易解释生活中大多数现象，所以很快获得了大部分人的支持。
但是，后来人们发现两列光波相遇时会相互叠加，在一些区域始终会加强，另一些区域始终会削弱，这被称为干涉现象。另外，光在遇到小孔或障碍物时，会偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播，这被称为衍射现象。微粒说在解释这两种现象上遇到很大困难，这时候惠更斯的波动学说焕发了生机。19世纪初，托马斯·杨提出光的波长、频率等概念，举世闻名的杨氏双缝实验很好地解释了光的干涉现象。随后麦克斯韦总结出的方程组预言了存在传播速度等于光速的电磁波，赫兹证实了电磁波的存在以及其速度等于光速。人们这才认识到光是一种电磁波。
在人们都认为电磁理论能很好地解释光的特性的时候，黑体辐射、光电效应等现象被发现，这给光的研究提出了新的挑战。于是，普朗克提出量子化假设，爱因斯坦提出光子理论，这似乎将光的本质问题引向新意义上的微粒说。
对此，爱因斯坦作了阐述：光既具有粒子性，也具有波动性。没错，这两个看似矛盾的性质，确实在光身上同时得到了体现。爱因斯坦完美解释了光电效应，从而推动了量子力学的发展。他本人也因此获得诺贝尔物理学奖。
量子电动力学在经受了一系列精密实验的检验的情况下，反映了光的波粒二象性。在与传播特性有关的现象中，光的波动性（具有波长、频率等特征）表现明显；在光与物质相互作用过程中，光又充分表现出粒子特性（光子是光线中携带能量的粒子，因此光的能量是“一份一份的”）。
科学研究正如对光的本质的探索一样，充满了未知和新奇。尽管有很多曲折，但是我们通过科学研究，对我们生存的世界的认识在逐步加深。也许很多时候，我们看到的和认为的，并不一定是世界的本质。而科学的迷人之处，就在于探索未知。
