提起1900年苗膝，你會想到什么殃恒？
“清朝爆發(fā)義和團運動，八國聯(lián)軍侵華戰(zhàn)爭爆發(fā)辱揭， 并于次年與清朝簽訂《辛丑條約》离唐，中國從此完全淪為半殖民地半封建社會∥是裕”
這是每一本初高中乃至大學的《中國近代史》必不可少的內(nèi)容亥鬓。
然而，我要說一點“不一樣”的歷史域庇。
1900年12月14日贮竟，普朗克在柏林宣讀了他關于黑體輻射的論文，推開了量子力學的大門较剃，拉開了一個波瀾壯闊咕别、群星璀璨的時代序幕。
故事有點長写穴，你惰拱，做好準備了嗎？
1
關于本書
關于量子力學的歷史啊送，曹天元的《上帝擲骰子嗎偿短？量子物理史話》是一本不可錯過的科學史讀物。
這本書的閱讀門檻比較低馋没，適合那些想要了解量子力學以及它的相關歷史昔逗，卻恐懼各種懵逼的公式和計算的文科生們。
在這本書里篷朵，曹天元用通俗易懂勾怒、妙趣橫生的筆調(diào)，向讀者展現(xiàn)了20世紀一段蕩氣回腸声旺、群星璀璨的量子力學誕生史笔链，刻畫了一群栩栩如生的物理學家眾生相，讓我們感受到一個閃耀著人性和智慧光輝的時代腮猖。
當然鉴扫，如果你想了解更專業(yè)的相關知識，不妨一下《費曼物理學講義》 澈缺，以及其他一些相關的大學教材坪创。
2
光本質(zhì)的跨世紀爭論
故事還得從很久以前那場關于光的本質(zhì)的爭論說起炕婶。
在古希臘時期，人們對于光的性質(zhì)已經(jīng)有了一定的了解莱预，對于“光的本性”問題卻一直爭論不休古话，由此展開了一場長達三個世紀之久的論戰(zhàn)。
關于光本性問題的爭論锁施，形成了“微粒說”和“波動說”兩大派系。
微粒說認為杖们，光是一種非常細小的粒子流悉抵，是由一粒粒非常小的“光原子”組成的。
這種觀點一方面十分符合當時流行的元素說摘完；另一方面 姥饰，那時的人們對物質(zhì)的形式亦了解得不多。
到了17世紀孝治，波動學說異軍突起列粪，登上歷史舞臺。
1655年谈飒，意大利的數(shù)學教授格里馬第在觀測放在光束中的小棍子的影子時岂座，首先發(fā)現(xiàn)了光的衍射現(xiàn)象。
波動說認為杭措，光不是一種物質(zhì)粒子费什，而是由于介質(zhì)的振動而產(chǎn)生的一種類似水波的波動。
3
胡克與牛頓手素，命中注定的生死冤家
起初雙方井水不犯河水鸳址，互不干擾。
1663年泉懦，波義耳提出：我們看到的各種顏色并不是物體本身的屬性稿黍，而是光照上去才有的效果。
由此引發(fā)的一場對顏色屬性的爭論崩哩，點燃了微粒說和波動說之間的戰(zhàn)火巡球。
那時，英國皇家學會會員的胡克重復格里馬第的工作邓嘹，通過仔細觀察肥皂泡映射出的色彩辕漂，以及光通過薄云母片產(chǎn)生的光輝，斷定光一定是某種快速的脈沖吴超。
1655年钉嘹，胡克正式出版《顯微術》，明確支持波動說鲸阻，這本書的出版問世為胡克贏得了全世界的學術榮譽跋涣。波動說因為他的加入缨睡，一時成為主流。
然而陈辱，好景不長奖年。
1672年，一位叫牛頓的年輕人因為制造了一臺杰出的望遠鏡而被選為皇家學會會員沛贪。
在他寫給學會秘書奧爾登伯格的信中陋守，第一次介紹了關于光和色的理論：
光的復合和分解被比喻成不同比例的混合和分開，以及自己所做的光的色散實驗利赋。
這封信在皇家學會被當眾宣讀水评，同時交給一個由胡克、波義耳等人組成的三人評議會進行審閱媚送。
作為當時在光學和儀器方面獨一無二的權威中燥，胡克自然沒把牛頓這樣初出茅廬的毛頭小子放在眼里。
他對這篇論文進行了猛烈抨擊塘偎，聲稱牛頓論文中正確的部分（即色彩的復合）竊取了他1665年的思想疗涉；而原創(chuàng)的“微粒說”僅僅是個假說，不值一提吟秩。
令人意想不到的是咱扣，牛頓對此勃然大怒，花了整整四個月的時間寫了一篇長文涵防，從頭到尾不放過任何一個反駁胡克的機會偏窝，而且越到后面，用詞越尖刻難聽武学。
這還沒完祭往，牛頓還對包括惠更斯在內(nèi)的每一個批評都報以挑釁式的回復，他撤回了所有準備在皇家學會發(fā)表的文章火窒，甚至在一封信中揚言準備退出學會硼补。
與此同時，荷蘭物理學家惠更斯繼承了胡克的衣缽熏矿，認為光是一種在以太中轉(zhuǎn)播的縱波已骇，還引入了 “波前”的概念，證明和推導出了光的反射和折射定律票编，并于1690年出版了他的著作《光論》褪储。
即便如此，依舊無法挽回波動學說的頹勢慧域。
牛頓對胡克恨之入骨鲤竹，在胡克去世后的第二年，即1704年昔榴，出版了他的宏偉巨著《光學》辛藻。
他在這本書的介紹中這樣寫道：
“為了避免在這些事情上引起爭論碘橘，我推遲了這本書的付梓時間。而且要不是朋友們一再要求吱肌，還將繼續(xù)推遲下去痘拆。”
《光學》是一本堪與《自然哲學的數(shù)學原理》相媲美跨時代著作氮墨，在之后一百年里被奉為光學無法超越的經(jīng)典纺蛆。
牛頓在書中闡述了光的色彩疊合和分散，對雙折射現(xiàn)象作了非常深入的研究规揪，提出許多用波動理論無法解釋的問題桥氏。
另一方面，他從對手那里借鑒了許多概念粒褒，譬如將振動、周期等概念引入微粒說诚镰，使得牛頓環(huán)難題得到很好的解決奕坟。
此外，他還將微粒說與力學體系結合到一起清笨，使得微粒說占據(jù)了當時物理學的主流月杉。
就這樣，第一次波粒之爭以牛頓的完勝而告終抠艾。波動說悄無聲息地淡出了人們的視線苛萎，臥薪藏膽，默默等待下一次反攻機會的到來检号。
4
波動學說的絕地反擊
逝者如斯夫腌歉，不舍晝夜，時間不知不覺來到19世紀初齐苛。波動學說的關鍵人物托馬斯·楊出場了翘盖。
托馬斯·楊在研究牛頓環(huán)的明暗條紋時，認為用波動理論來解釋更為簡單直接：
當兩束光相遇時凹蜂，如果同時位于波峰或波谷馍驯，則會相互加強；而如果一列波位于波峰玛痊，另一列波處于波谷汰瘫，則會相互抵消。
于是擂煞，他馬上著手進行了一系列實驗混弥，其中就包括那個聲名遠揚的雙縫干涉實驗。
把一支蠟燭放在一張開了小孔的紙的面前对省，使之成為點光源剑逃，在這張紙的后面再放入一張開了兩條平行狹縫的紙浙宜，這樣，從小孔中射出的光投到屏幕上蛹磺，就會形成一系列明暗交替的干涉條紋粟瞬。
1801年和1803年，托馬斯·楊分別發(fā)表論文報告萤捆，闡述了如何用干涉效應來解釋牛頓環(huán)和衍涉現(xiàn)象裙品，并通過實驗數(shù)據(jù)算出光的波長。
在那個微粒學說被奉為正統(tǒng)的年代俗或，他的論文受盡了權威們的諷刺和嘲笑市怎，被攻擊“荒唐”和“不合邏輯”的對象，在20年間遭受著無人問津的命運辛慰。
四年后区匠，也就是1807年，楊總結出版了他著作《自然哲學講義》帅腌，綜合整理了他在光學領域的工作驰弄，第一次向世界介紹了他的干涉實驗。
事情在1818年出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機速客。
那一年戚篙，法國科學院舉行了一個懸賞征文競賽，題目是利用精密的實驗確定光的衍射效應溺职，以及推導光在通過附近物體時的運動情況岔擂。
本次競賽委員會由許多當時知名的科學家組成，包括比奧浪耘、拉普拉斯乱灵、泊松等一眾微粒說的擁護者，他們希望通過微粒說的理論來解釋光的衍射及運動七冲，用以打擊波動理論阔蛉。
然而，具有戲劇性的一幕是癞埠，一個不知名的法國工程師菲涅耳状原，向組委會提交了一篇論文。
在這篇論文里苗踪，他采用光是一種波動的觀點颠区，配以嚴密的數(shù)學推理，極為圓滿地解釋了光的衍射問題通铲。
起初毕莱，身為評委會的泊松并不相信這一結論，對它進行嚴格的審查，發(fā)現(xiàn)把這個理論應用于圓盤衍射時朋截，將會在陰影中央出現(xiàn)一個亮斑蛹稍，這讓菲涅耳的論文差點面臨夭折的命運。
幸好泊松的同事部服，評委之一的阿拉果堅持要求進行實驗檢測唆姐，實驗發(fā)現(xiàn)圓盤陰影的正中心真如理論所言，出現(xiàn)了一個亮點（后來命名為泊松光斑）廓八，而且位置亮度和理論符合得相當完美奉芦。
菲涅耳也因為這篇論文獲得了科學獎，成為了和牛頓剧蹂、惠更斯齊名的光學界傳奇人物声功。
1821年，菲涅耳發(fā)表了一篇論文《關于偏振光線的相互作用》宠叼，用橫波理論成功解釋了偏振現(xiàn)象先巴，再次為波動學說的勝利增添了濃墨重彩的一筆。
對于微粒學說而言冒冬，巨大的打擊還在后頭伸蚯。
麥克斯韋在1856、1861和1865年分別發(fā)表了三篇關于電磁理論的學術論文窄驹，預言了電磁波的存在朝卒。
他認為光是電磁波在特定頻率下的表現(xiàn)形式证逻，并寫下了四個簡潔優(yōu)美的方程組乐埠，即麥克斯韋方程組。
與此同時囚企，著名物理學家赫茲在1887年用實驗證實了電磁波的存在丈咐。
至此，波動學說不再是光學領域的統(tǒng)治者龙宏，而早已成為整個電磁王國的最高統(tǒng)帥棵逊。
憑借麥氏理論的無窮威力，它將微粒學說擊敗银酗，并和牛頓力學體系一道辆影，構筑了19世紀末的經(jīng)典世界體系。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? —未完待續(xù)—
