正传：08.光量子

1905年，那是热热闹闹的一年。在东方，这是大清光绪三十一年。这一年在东北的土地上发生了日俄战争。俄国人打输了。全世界都为之侧目，欧洲大鼻子败给了亚洲小鼻子。俄国国内也就开了锅了，整个俄国一片混乱，到处有罢工、暴动。史称1905年革命。这一年，同盟会在日本成立，国内也开始开工建设我国自主修建的第一条铁路京张铁路。

在欧洲呢，这一年在物理学史被称为奇迹年。因为一个在伯尔尼专利局工作的年轻人接连发表了5篇论文。在后世的人看来，那是每一篇都精彩。特别是其中那一篇划时代的文章。《论运动物体的电动力学》，那是直接开创了一门全所未有的运动学，狭义相对论。详细情况可以去听我以前讲的《宇宙大爆炸》系列，那个系列重点讲相对论。这里我们重点要讲的，是另外一篇论文-《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，这篇论文是量子力学的重要里程碑之一。但是这篇文章在当年并没有引起物理学界的太大关注。因为相对论太耀眼了。都被相对论抢了风头。还有一点是这篇论文虽然讲得很有道理，一切都解释得通。但是毕竟没有实验支持。大家一时半会儿还不敢接受，也就姑且听过以后就扔一边儿去了。

还有一个原因是使得大家对爱因斯坦这篇论文不感冒的原因。因为大家认为光电效应已经被成功的解释了，不需要爱因斯坦多此一举啊。仔细研究了光电效应并且解释了光电效应的那个科学家，1905年这一年，刚好拿了诺贝尔物理学奖。那是出了名的实验物理学家。那是如日中天啊。相比之下，日后的巨星爱因斯坦，当时还是萤火虫的屁股没多大点儿亮。1905年这个物理学的奇迹年，那是后来爱因斯坦名气大了。人们才追封的。当时并没有那么轰动。

1905年拿了诺贝尔奖的这位科学家，叫勒纳得。这个勒纳得一直在研究阴极射线。他对阴极射线也很感兴趣。那年头大学实验室要没有个研究阴极射线的你都不好意思见人啊。汤姆逊不是发现阴极射线是电子流吗，这个勒纳得也知道了这个消息了。他也开始研究。他就把目光盯上了光电效应。

要说起这个光电效应啊，那说来话长了。往前追溯的话，要追溯到亚历山大贝克勒尔哪儿去啊。也就是我们前文书讲的发现放射性的那个安东尼.亨利.贝克勒尔他爹。我们就称老贝克勒尔吧。他家三代都是科学家。自然老贝科勒尔他爹，小贝克勒尔他爷爷也是科学家。研究的是电解方法提取金属。老贝克勒尔才19岁，那一年他就发现，电解液里面放上两根电极，相同材料做成的。一个有光照，一个没光照。居然有电流。这就被称为贝克勒尔效应。这是1839年的事儿了。那时候小贝克勒尔还没出生呢。这个效应就预示着，光与电是分不开的。

再到后来，那就是著名的赫兹实验了。这个赫兹是基尔霍夫的学生啊，自然也是一个好“基友”啊。他对电学特别感兴趣。尤其是对与麦克斯韦的电磁学理论很熟悉。赫兹就想验证一下，麦克斯韦预言的电磁波是不是正确的，当时德国物理学界都信奉韦伯的理论，这个韦伯认为电磁是瞬间传送的，不需要传递时间。麦克斯韦则认为，电磁作用的传递是需要时间的。赫兹就来做实验验证这个理论。他用一个火花装置来产生电磁波。接受端呢，采用一个金属圆环。这个环有个缺口。他把这两个装置离开一段距离。这边一打火花，那边的圆环缺口上也应该有火花冒出来。他怕看不清啊，特地造了个暗室，黑灯瞎火的就为了观察火花不被干扰。果然，他看到有火花感应出来。那就说明电磁作用可以传播一段距离。金属环离开火花发生器有10米呢，不算短了。他在暗室的一面墙上铺了大片的金属板。这样电磁波就可以反射回来，与入射波叠加。就会形成有的地方强一点，有的地方弱一点。赫兹就前后移动圆环，来测量哪里强，哪里弱。他就靠这个办法得出的数据，反推了电磁波的速度。他发现，电磁波的速度居然跟光是一样的。这是1888年的事儿了。到了1889年，他就宣称，光跟电磁波是一回事儿。光是一种电磁现象。此时距离麦克斯韦大师去世刚好十年。爱因斯坦小朋友那年刚好十岁了……

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