[水煮物理]之:是粒子，还是波？都是传说！

历史的车轮总是滚滚向前的，在新自然哲学思潮下，权威也未必不被人怀疑。1800年-1807年，托马斯.杨再次扛起了波动说的大旗。作为新一代掌门，杨用物理学最有力的研究方法——理论预言加实验验证然后再理论解释逐渐完善了波动说。杨首先把光和声波进行对比，认为光同样存在叠加后增强或减弱的现象——光的干涉。他做了著名的杨氏双缝干涉实验：让一束单色光穿过小孔衍射到另两个小孔上，在小孔另一侧接收屏上观察到了明暗相间的条纹。这是证明光的波动性的关键实验，可惜最初杨的解释并不正确，因为他认为光波和声波一样都是纵波（传播方向和振动方向在平行），而明暗相间的干涉条纹来自于入射波和反射波的叠加。公然和权威对抗总是艰难的，挺牛顿的微粒派弟子立马抓住波动说的小辫子加以反驳甚至诽谤杨同学。比如拉普拉斯同学就用微粒说详细分析了光的双折射现象，用以驳斥波动说；而马吕斯和布儒斯特从实验上发现了光的偏振现象并给出了偏振定律，即光在沿传播路径上的振动方向是不对称的，这是纵波里不可能出现的情况。杨同学很郁闷，但并没有放弃，他仰头看看惠更斯祖师爷，终于下决心迈出了更加理论上的关键一步：光不是纵波，而是横波（传播方向与振动方向垂直）。这么一来就清楚多了，光的偏振也不再神秘，因为振动方向和传播方向垂直，故完全允许其呈不对称，偏振正是横波波动性的力证！这一招“以彼之道、还施彼身”击中微粒说要害，而微粒派再也没有牛顿这样的牛人出来说话了。十年后，法国的土木工程师菲涅尔发挥业余兴趣，从理论上给出了光的干涉预言，并在了解托马斯.杨的工作之后进行了实验验证，成功建立了光的横向传播理论。之后，德国天文学家夫琅和费用光栅做了光的衍射实验，施维尔德对其结果进行了很好的波动说解释。波动派终于东山再起，不仅成了江湖主流，而且还不断发扬光大。19世纪后期，法拉第等人对电磁学的深入研究让人们初步形成一个概念：光其实就是一种电磁波。1872年，麦克斯韦用四个方程完美地统一解释了所有电磁学现象，并且由此可以推论出电磁波的存在，且以光速传播，我们看到的可见光实际上不过是电磁波的一种。1888年德国的赫兹通过一系列实验证实了电磁波的存在！光不仅仅是波，而且是电磁波，除了光之外，无线电波、微波、红外线、紫外线、X射线、伽马射线等等都是电磁波，它们之间的区别在于频率不同而已。光的波动说至此可谓达到了完美。