篇一：量子物理史话读后感
量子物理史话读后感
真是太棒了，从泡利不相容原理开始，薛定鄂方程、测不准原理，这些名字原来在脑子里始终都是一个模糊的存在。一直以来，我都对这些名词充满着敬畏。波粒二象性是高中物理就接触的，只是彼时我只是强行记下概念，反正考试不考你如何理解波粒二象性，呵呵，话说回来，真的要考，不知要死多少人……而普通的大学物理，记忆中是不涉及量子力学的。我知道这些个名词纯粹出于好奇，从一些科普读物上看到的。不过，显然没有读懂，嗯嗯，这应该是那些书写得不够好，一定是的！嗯，现在我开始企盼这家伙写个相对论简史了。 从刚刚接触物理开始，我便认定这门自然科学与哲学有着神秘的联系。当然那时候是不懂这么说的，只是模糊的觉得这世界所有的事物，一定服从某种最高律的安排，简单而又完美，且具有说服力。让你觉得：啊，这件事情原来是这样子的啊，真是棒极了！所以在日后的每一次物理学习中，我都试图寻求公式背后的实际意义并获得成功，直到波粒二象性为止。
所以今晚的感觉很兴奋，或许和多年前的那次深夜看文得知不败的魔术师并没有随着腐朽的同盟一起死去时的感觉一样好。以至于要写下这种感觉。
这本书对于那些对物理有兴趣人来说，是一本不错的书。当然，也只能说是一本不错的书了。首先它能够把一部量子物理学史从头至尾缓缓道来而不让人产生把书撕烂抛诸脑后的想法（很多人对于高中物理学和大学物理学教材都有这样的仇恨），并且是凭借自己的兴趣接触一门确实不太容易弄懂的科学。对于历史的叙述确实有助于阅读，更加出彩的是那些集中讨论的和主线无关的小专题，这些足以让这本书成为一本好书。但是，不得不提的是作者的感情有时候放出的过于波涛澎湃以致于让人觉得一向流畅的行文突然被莫名其妙的情感流拦腰截断然后得耐着性子等这一股洪水哗啦哗啦哗啦哗啦过去了之后才能继续使用理性思维。这是全书最大的败笔。有时候，在一本旨在让人得到更多科学和理论知识的书中加入泛滥的情绪化词语，确实不是一个传播知识的作者所应该采用的技法，即使他是为了文章看起来更加通俗。至少我觉得，科学的传播还是带有神圣光环的，无论何时何地。当然，在很多地方的适当的抒情确实能够引起读者的共鸣，让人汹涌澎湃就要跳将起来飞身奔出门外开始无尽的呼喊，这是得到了知识和伟大的思想而产生的巨大满足和愉悦啊。说实话，确实值得一看，至少你会知道量子物理这个神奇的词语究竟大概代表什么意思了。
这本书的好处在于：深入浅出。量子学绝对不是大众学科，所以要读懂它的历史，我的建议是：静下心来读。作者采用以学科中的人物为线索来叙述简化了我们对学术内容的恐惧。“某某如何发现了某理论”比“某理论是某某发现的，这个理论如何如何”要容易让普通人接受得多。对物理学感兴趣的人应该读一读这本书。何况其中的数字、公式并不多，没必要“敬而远之”。
篇二：量子物理史话简介简介
量子物理史话读后感 (2010-08-19 19:26:48)
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标签： 分类：杂谈
周末看了一本《量子物理史话》。
为什么想起来看量子物理的历史呢？ 在量子物理之前，所有的科学——无论是几何、微积分、牛顿力学、麦克斯韦电磁学还是化学，都令初学者发自内心的信服。我上初中时，班上一个成绩较差的同学，也禁不住感叹说，平面几何太优美了，做几何证明题真是一种享受！所有的定理和自然界如此和谐相处，让人感到世界太精美、太巧妙了！
然而，量子物理却不是这样。 量子物理从诞生起，就是一个威力巨大的怪兽。“当你不看月亮时，月亮其实就不存在。”“在意识诞生之前，根本就没有宇宙。有了意识才有了存在。”“我们生活在多个平行世界里，总有一个世界里，你能得到永生，永远不会衰老，更不会死亡。”这些鬼话连篇，都可以理解为量子物理现行的各个主流学派不得不支持的推论。（我要强调一下，量子物理本身其实并不研究这些形而上的哲学问题，只是物理学发展到了顶峰，必须寻求哲学体系的支持。量子物理研究的是微观世界的结构和规律，如果没有量子学说，就没有现代的化学、生物学、物理学，就不会有半导体、硬盘、电脑、核磁共振、激光、太阳能电池、手机、移动通信。实际上，没有量子物理，就不会有固体物理学，就不会有集成电路，所以，也就不会有任何现代我们正在使用的电子产品了。没有量子物理，我们的生活就会停留在1900年的那个水平。）
作为外行，我们禁不住想说，量子物理是不是伪科学啊？实际上，即使作为内行自己的量子物理学家们，很多人也是发自内心地不信任、不相信量子学说。因为它不符合我们的日常逻辑，很不和谐，很不优美。爱因斯坦一直到死都不想接受量子学说。量子物理的创始人之一玻尔也有句名言：“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑，那他一定没听懂。”《量子物理史话》的作者是位物理学家，他说，他直到今天仍然为量子物理学说感到惊恐、惶惑、头痛欲裂。 比如，牛顿的理论发展到巅峰时，法国的大科学家拉普拉斯把牛顿的万有引力定律应用到整个太阳系，1773年解决了一个当时著名的难题：解释木星轨道为什么在不断地收缩，而同时土星的轨道又在不断地膨胀。拉普拉斯用数学方法证明行星平均运动的不变性，即行星的轨道大小只有周期性变化，并证明为偏心率和倾角的3次幂。这就是著名的拉普拉斯定理。1784年，拉普拉斯求得天体对其外任一质点的引力分量可以用一个势函数来表示，这个势函数满足一个偏微分方程，即著名的拉普拉斯方程。1786年证明行星轨道的偏心率和倾角总保持很小和恒定，能自动调整，即摄动效应是守恒和周期性的，不会积累也不会消解。拉普拉斯研究了木星的三个主要卫星的平均运动，还发现月球的加速度同地球轨道的偏心率有关，从理论上解决了太阳系动态中观测到的最后一个反常问题。
拉普拉斯让任何一个坐在家中的人，轻轻松松计算出太阳系各个星球之间的引力，计算它们的轨道、速度及一切运行规律。换句话说，它简直让所有的凡人都掌握了上帝创造宇宙星辰的所有秘密。这才像科学嘛。拉普拉斯把自己的研究心得写成了《天体力学》送给自己的学生，拿破仑皇帝。拿破仑问道，老拉啊，你把这一切都解释得这么清楚，那在你的体系里，
上帝处于何种位置？拉普拉斯冷笑着说了一句科学史上很有名的话。他说，在我的世界里，不需要上帝。是啊，一切都被科学家们算得清清楚楚。人类虽然那时还登不上月球，却可以清晰地描述天体的过去和未来。真正做到了秀才不出门，能知天下事。（拉普拉斯生活的年代，中国正处于昏庸的乾隆统治时期。我们无法想像乾隆治下的中国，能有高等数学和现代物理学、化学的研究，更不能想像乾隆会和一个科学家对话。）
而量子物理呢？量子物理的一大基石，“不确定性原理”（也叫测不准原理）费了无数高深的数学，证明了一件事：无论技术如何进步，我们都无法同时测定电子的位置和动量，两者只能取其一。初学者看到这里，肯定会撇着嘴说，这叫什么科学？ 但是，遗憾的是，尽管量子物理有着巨大的缺陷，有着无数不合乎常理、不合乎逻辑的推论，但是量子学说在实验中表现得非常完美，是科学史上能最精确地被实验检验的理论，也是科学史上最成功的理论，从半导体到互联网到材料科学，量子物理给人类社会带来了巨大进步。人人都希望量子学说是错误的，因为它太不符合人类想像中的世界了，但是每次实验和新理论的提出，反而都进一步证明了量子学说的有效。史学家认为，量子理论的诞生，重写了一半的物理，改写了全部化学。有了量子理论，才有了现代生物学。
《量子物理史话》是一本通俗读物，有高中文化程度的人都能看懂。书从1887年，赫兹用实验测出了电磁波的波长、频率、速度，证实了光线其实也是一种电磁波开始，一直讲到20世纪末的超弦理论为止，叙述了量子物理的整个发展史。
当然，最吸引人的，还是关于电子或者光子究竟只是一种虚无缥缈的波函数，还是实实在在的一种粒子的讨论。这个讨论的科普版本被称为“薛定谔的猫”。简单地说，在量子物理看来，那只猫又死又活，究竟是死是活，取决于外界的“观测”。这个问题迄今没有得到公认的解释。
薛定谔猫假设了这样一种情况：将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率，如果镭发生衰变，会触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就存活。根据量子力学理论，由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。 显然，既死又活的猫是荒谬的。薛定谔想要借此阐述的物理问题是：宏观世界是否也遵从适用于微观尺度的量子叠加原理。“薛定谔猫”佯谬巧妙地把微观放射源和宏观的猫联系起来，旨在否定宏观世界存在量子叠加态。然而随着量子力学的发展，科学家已先后通过各种方案获得了宏观量子叠加态。此前，科学家最多使４个离子或５个光子达到“薛定谔猫”态。 这也是激发很多好莱坞大片的灵感源泉。比如平行世界——其实你同时生活在好多个互相平行的世界里，只是你日常生活只能感受到一个世界。这是物理学界对猫的死活问题的解释之一。
在看书的过程中，我无数次地被作者巧妙地引导，想像自己是一个电子，站在双缝衍射的实验前：这一次，我是要表现成一个波同时穿过两条缝，还是作为一个粒子只穿过特定的一条缝？
书中介绍了各个物理学派对这个问题的不同解释，然而每一种解释都不令人满意。我记得上个世纪90年代，一个中国的留美物理学博士枪杀了好几位老师和同学之后自杀。事后的媒体报道说，此人生前抱怨过，他原以为自己在追寻物理学的真相巅峰，没想到爬到山顶之后才发现，物理学的顶端由一群江湖术士般的骗子在把持，物理学已经演变得和星相学一样虚无。
当然，虽然问题没有解决，读者却会很开心。原来，我们这个世界并不是那么庸俗，我们每个人都有可能是个巨大的波函数，正在无限次地坍塌中。我们甚至有可能生活在许多个不同的世界里，能够获得永生。我看完书之后反而觉得释然，因为我忽然想到，其实我们生活的世界，本来没有我们想像得那么完美、和谐、一致，本来就不是决定论的，本来就缺乏因果关系，不按理出牌。 看这本书还有两个感想：一是，自古英才出少年。牛顿、爱因斯坦、海森堡、玻尔、泡利、狄拉克等一大批青史留名的物理学家，几乎都是在二十多岁做出自己最重要的贡献，有些甚至是在22岁、23岁的年龄就做出了获得诺贝尔奖的成就。三十岁如果还没能名震学术界，那基本这辈子都不会有希望了。
第二个感想是，现代科学技术的突飞猛进中，没有我们中国人什么事情。在三四百年前，欧洲人就知道行星绕太阳公转周期的平方和椭圆轨道的半长轴的立方成正比，角动量守恒，发明了微积分，能够计算出地球的质量。 而完全颠覆我们对现实世界认识的量子物理史上，最早期的几个物理学家，比如基尔霍夫，1845年，21岁的基尔霍夫就发表了第一篇论文，提出稳恒电路网络中电流、电压、电阻关系的两条电路定律，解决了电器设计中电路方面的难题。后来又研究了电路中电的流动和分布，从而阐明了电路中两点间的电势差和静电学的电势这两个物理量在量纲和单位上的一致。这一年，马克思正在法国搞革命，德克萨斯和佛罗里达先后加入美国，梭罗正在写作他的《瓦尔登湖》，而中国呢，这一年中国广西的洪秀全写了《原道救世歌》、《原道醒世训》，正忙着造反呢。
1859年，基尔霍夫得出了关于热辐射的定律，根据热平衡理论导出，任何物体对电磁辐射的发射本领和吸收本领的比值与物体特性无关，是波长和温度的普适函数，即与吸收系数成正比。并由此判断：太阳光谱的暗线是太阳大气中元素吸收的结果。这一年，马克思出版《政治经济学批判》，达尔文出版《物种起源》。中国的太平天国正处于鼎盛时期，慈禧的先生，咸丰皇帝正为此苦恼不堪。
再如维恩，1893年，他发表了关于波长随温度改变的规律，后来发展成为维恩位移定律。1897年，他开始研究阴极射线的性质，发现阴极射线是由高速运动的带负电粒子组成的。他还测量了这些粒子的荷质比，发现电子约比氢原子轻二千倍。这一年，中国还没有开始戊戌变法。再过一年，才会有一个腐朽的京师大学堂诞生。
普朗克提出量子物理概念的那一年（1900年），清政府正悬赏10万白银缉拿康有为、梁启超呢。同一年还爆发了义和团事件，义和团说，“洋人取中国人眼睛配药点石成银，还会用咒水飞符摄生人魂与奸宿，取男童女童生辰粘树上，咒之，摄其魂为耳报神??甚或割女子子宫、小儿肾子，及以术取小儿脑髓心肝。”，搞出一个《闭火分砂咒》：“弟子在红尘，闭住枪炮门，枪炮一齐响，沙子两边分”，这样据说就可以打败洋人的洋枪洋炮。这样的世界，真是比量子物理更荒谬啊。
探寻宇宙本质
——读《上帝掷骰子吗》有感
《上帝掷骰子吗》一书，是一本谈论量子物理学发展历史的科普类读物，以浅显易懂的语言、发人深省的方式娓娓讲述物理学发展过程中的故事。这本书从
1887年海因里希.鲁道夫.赫兹的电磁感应实验讲起，阐述了“波动派”及“微粒派”对电子长达百余年的争论，并引出了现代量子物理学的发展历史。在这一段堪称物理学发展史上获得一系列爆炸性突破的黄金期中，各理论学派奇招妙计频出，相互征伐不休，你宛如进入一片腥风血雨的战场，又宛如走进一处奇峰迭起的胜景，见证着那些伟大的物理学先贤们如何在追求真理的道路上孜孜以求，至死方休。
但我更倾向于把它看作是一本探寻宇宙本质的具有浓厚哲学意味的历史书。从谈及现代量子物理学的诞生之时起，书中便充满了关于世界本质的各种哲学性争论，而这恰恰是这本书的迷人之处。书名“上帝掷骰子吗”，本身就是一个深刻的哲学命题——世界是随机的，由大量的偶然事件组成；抑或是处于某种既定的复杂程序（或可称为一条巨大的因果链）中，万事万物其实都在按照一定的轨迹运行。量子论中的测不准理论就说明了，从最微观层面看，基本粒子的运行无法精确测量，是完全随机的，那么也就说明在此基础上组建的世界也是随机的。
而就在2012年1月16日，日本科学家通过实验发现量子物理学中的测不准理论存在缺陷。一个基本粒子的动能和势能在同一时刻能够被精确测量，这无疑对量子物理学的基础理论带来了威胁。也许，若干年以后我们会发现就像当年量子物理学摧毁经典物理理论一样，其本身也被更新的发现和理论所摧毁，物理学也将迎来再次的涅槃重生。
面对量子物理学，你便似乎面对一个全人类最贵重的宝箱，只要打开宝箱，关于宇宙本质为何的秘密似乎就唾手可得。然而，这一宝箱是如此难以开启，以致在量子物理学诞生了80余年后的今日，量子物理学虽经理论和实践的双重检验均被证明获得巨大成功后，人们对量子物理学的某些基本原理仍然众说纷纭。
那么，世界（或者说宇宙）究竟为何？大师们阐之不尽，我有我的想法。
对于世界，我们有多种观察手段和描述方式。我们可以看到这个世界，然后
写一篇作文，以语言文字作为载体传递信息。我们也可以听到这个世界并用录音机将声音信号加以储存。我们可以绘画，将我们对宇宙的认识用颜色和线条进行表达。这样的手段还有很多，可问题是，哪一种手段所展现的世界最全面、准确并接近于真实？
目前，数学是已公认被用来描述世界最终极的语言。数学世界中对世界性质的分析和推导不依赖于我们带有生物局限性的观察。数学家及大师们对这背后的原因自有他们的解释。但就我自己而言，我认为这是因为世界的本质规则包含数学规则。或者更大胆一点，是因为世界的本质就是数学的。当然，这里的数学不是指我们现阶段所掌握的数学，而是指完整的规则体系，这一体系和我们目前所掌握的数学具有相同或类似的性质，而我们所掌握的数学不过是这一体系中微不足道的一部分而已。
既然宇宙本质上是数学的，那么我们是否可以设想宇宙是在一个超级大的坐标体系中，而时间与空间则类似坐标体系中的X、Y轴。当然，这听起来不像是一个严格的物理学假设，更像是一种疯狂的猜想，因为空间有三个方向，不会简单的表现为一个Y轴。但我们仍然可以试着把这个坐标体系想象得尽量简单一些，以便于理解。宇宙处在以时空作为横纵轴的坐标体系中，其运动发展变化自有其一套规则，这套规则可以用函数或者方程式进行表达。函数或方程式的运算结果在坐标系中的体现即是函数图象，这个函数图象便是我们能感知到的宇宙。
这个函数也许是一个异常庞大、复杂的方程式，也许是一组数量庞大到我们无法想象的方程式。但无论怎样，这些方程式掌管着我们的世间百态，宇宙万象，无一能逃脱其中。我们的宇宙自大爆炸之时不断膨胀而发展成精彩纷呈的当下，正是一个方程式在坐标系中从原点开始，在时间和空间两条轴上不断取值并通过方程式运算，最终以函数图象的形式表现出来的过程。是的，这一想法无疑投向了决定论的怀抱，与现代量子物理学对世界的基本认识相违背，可是物理学本身不就是在不断摧毁经典及重建的过程中成长起来的么，谁又能说量子物理学的随机论是一定正确的呢。
篇三：20世纪初量子力学发展历史回顾
20世纪初量子力学发展历史回顾
专业：电子科学与技术
题目要求：写一篇对于波粒二象性理解和看法的论文，题目可以自定，必须包含以下关键词：
1、波粒二象性 2、互补原理 3、测不准原理
20世纪初量子力学发展历史回顾
“我的方法，就建立在这样一种假设上面：当你把一切不可能的结论都排除之后，那剩下的，不管多么离奇，也必然是事实。” ——福尔摩斯 1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文做了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些修补工作就行了……但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，……“但是当时他们绝对没有想到，就在短短几年后，这座华丽的科学大厦就在这两朵不起眼的小乌云所引起的狂风暴雨下轰然倒塌。他们更无法预见，正是这两朵乌云，居然会给物理学带来伟大的新生，在烈火和暴雨中实现涅磐，并重新建造起两幢更加壮观美丽的城堡来。
这两朵著名的乌云，分别指的是经典物理在光以太和麦克斯韦－玻尔兹曼能量均分学说上遇到的难题。再具体一些，指的就是人们在迈克尔逊－莫雷实验和黑体辐射研究中的困境。第一朵乌云，最终导致了相对论革命的爆发。第二朵乌云，最终导致了量子论革命的爆发。由于这篇论文着眼于探讨波粒二象性，所以这里只着重介绍第二朵乌云。
首先介绍一下什么是黑体。所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)。根据基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff)，在热平衡状态的黑体所辐射的能量与吸收率之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。在一定温度下，黑体吸收的电磁波的能量与黑体辐射出的电磁波能量达到平衡时，可以测出黑体辐射的能量按电磁波频率分布的实验曲线。
为了从理论上解释这一曲线，维恩从经典热力学的思想出发，假设由一些服从麦克斯韦速率分布的分子发射出来的，然后通过精密的演绎，他终于在1893年提出了他的辐射能量分布定律公式：u = b(λ^-5)(e^-a/λT)（其中λ^-5和e^-a/λT分别表示λ的-5次方以及e的-a/λT次方。u表示能量分布的函数，λ是波长，T是绝对温度，a,b是常数。这就是著名的维恩公式。然而，这个公式在高频部分与实验曲线较为符合，而在低频部分却相差很远。同时，维恩却面临着一个基本的难题：他的出发点似乎和公认的现实格格不入，换句话说他的分子假设使得经典物理学家们十分地不舒服。因为辐射是电磁波，而大家已经都知道，电磁波是一种波动，用经典粒子的方法去分析，似乎让人感到隐隐地有些不对劲，有一种南辕北辙的味道。
维恩定律在长波内的失效引起了英国物理学家瑞利的注意，他从经典统计物理的角度出发，试图修改公式以适应u和T在高温长波下成正比这一实验结论，最终得出了他自己的公式。不久后另一位物理学家金斯（J.H.Jeans）计算出了公式里的常数，最后他们得到的公式形式如下：u = 8π(υ^2)kT / c^3这就是我们今天所说的瑞利-金斯公式（Rayleigh-Jeans），其中υ是频率，k是玻尔兹曼常数，c是光速。这个公式在长波部分与实验现象较为符合，但是它在短波部分的失败是显而易见的，当波长λ趋于0，也就是频率υ趋向无穷大时，大家可以从上面的公式里看出我们的能量辐射也将不可避免地趋向无穷大。换句话说，我们的黑体将在波长短到一定程度的时候释放出几乎是无穷的能量来。这个结果后来被物理学家称为“紫外灾难“。
鉴于以上的情况，1900年，普朗克利用数学上的内插法将上面两个公式“拼凑“成了一个经验公式，经过实验验证，其与实验结果惊人的吻合。可是虽然实验的结果是确凿的，它毫不含糊地证明了理论的正确性，但是这个理论究竟为什么正确，它建立在什么样的基础上，它究竟说明了什么？却没有一个人可以回答。普朗克一次次的注视着这个公式，他已经模糊的意识到这个公式背后隐藏着一些至关重要的东西，一些可能影响到整个经典热力学与电磁学基础的东西。多年之后，普朗克曾回忆过当时的情形“当时，我已经为辐射和物质的问题而奋斗了6年，但一无所获。但我知道，这个问题对于整个物理学至关重要，我也已经找到了确定能量分布的那个公式。所以，不论付出什么代价，我必须找到它在理论上的解释。而我非常清楚，经典物理学是无法解决这个问题的……”在人生的分水岭上，普朗克拿出了自己最大的勇气与决心打开这个潘多拉的盒子，可是即使如此，他还是惊讶到不敢相信和接受自己所发现的一切。普朗克做梦都没有想到，自己的发现改变了整个世界！经过无数次失败的尝试之后，普朗克发现，仅仅引入分子运动理论还是不够的，在处理熵和几率的关系时，如果要
使得我们的新方程成立，就必须做一个假定：“假设能量在发射和吸收的时候，不是
连续不断，而是分成一份一份的！”正是这个假定，推翻了自牛顿以来200多年，曾经被认为是坚固不可摧毁的经典世界！1900年12月14日，普朗克在德国物理学会上发表了他的大胆假设。他宣读了那篇名留青史的《黑体光谱中的能量分布》的论文，也正是这一天，一个崭新世界的大门开始向世人打开。
在量子初生的那些日子里，物理学的境遇并没有得到明显的改善。在这段长达四年多的惨淡岁月里，人们带着一种鸵鸟心态来使用普朗克的公式，却掩耳盗铃般地不去追究那公式背后的意义。然而在他们的头上，浓厚的乌云仍然驱之不散，反而有越来越逼人的气势，一场荡涤世界的暴雨终究无可避免。
下面我们先来讨论经典物理学难以解释的另一个物理现象“光电效应”。其实早在赫兹证明电磁波存在的那个实验他就已经发现，在有阳光照射的条件下，电火花更容易出现一些。但是由于赫兹英年早逝，没有时间来追究他所遇到的每一个问题的原因，所以不得不说是一个遗憾。对于光电效应，比较学术的描述是“当光照射金属时，会有电子从金属表面逸出，称为光电子。”实验发现，对于一定的金属，只有入射光的频率大于一定之的时候，才会有光电子从金属表面逸出。而且逸出的能量至于入射光频率有关，而与入射光的频率无关。但科学家们很快就发现，他们陷入了一个巨大的困惑中。因为……这个现象没有道理，它似乎不应该是这样的。我们都已经知道，光是一种波动。对于波动来说，波的强度便代表了它的能量。电子是被某种能量束缚在金属内部的，如果外部给予的能量不够，便不足以将电子打击出来。但是，照道理说，如果我们增加光波的强度，那便是增加它的能量，为什么对于红光来说，再强烈的光线都无法打击出哪怕是一个电子来呢？而频率，频率是什么东西呢？无非是波振动的频繁程度而已。如果频率高的话，便是说波振动得频繁一点，那么照理说频繁振动的光波应该打击出更多数量的电子才对啊。可是实验却给了我们一个相反的结论。为了解释这一现象，1905年，爱因斯坦发展了普朗克的能量子假说，提出了光量子假设，认为光是由光粒子流组成。他提出了光电效应的经典方程1/2 mv^2 = hν– P，1/2 mv^2是激发出电子的最大动能，P是激发出电子所需要的最小能量，hv表示光电子具有的能量。按照上式，光电子的能量至于入射光的频率有关，爱因斯坦的光子概念轻而易举的解释了观点现象。
请注意这里面的关键假设：光以量子的形式吸收能量，没有连续性，不能累积。一个量子激发出一个对应的电子。于是实验揭示出来的效应的瞬时性难题也迎刃而解：量子作用本来就是瞬时作用，没有积累的说法。但是，大家从这里面嗅到了些什么没有？光量子，光子，光究竟是一种什么东西呢？难道我们不是已经清楚地下了结论，光是一种波动吗？光量子是一个什么概念呢？关于光的本性的讨论问题，波澜再起。 其实当时对于光量子的态度，连爱因斯坦本人都是非常谨慎的，更不用说那些可敬的老派科学绅士们了。一方面，这和经典的电磁图象不相容；另一方面，当时关于光电
效应的实验没有一个能够非常明确地证实光量子的正确性。这种情况一直持续到了
1923年，康普顿进行了著名的散射实验。康普顿在研究X射线被自由电子散射的时候，发现一个奇怪的现象：散射出来的X射线分成两个部分，一部分和原来的入射射线波长相同，而另一部分却比原来的射线波长要长，具体的大小和散射角存在着函数关系。如果运用经典的电磁理论，散射应该不会改变入射光的波长才对。但是怎么解释多出来的那一部分波长变长的射线呢？康普顿苦苦思索，试图从经典理论中寻找答案，却撞得头破血流。终于有一天，他作了一个破釜沉舟的决定，引入光量子的假设，把X射线看作能量为hν的光子束的集合。那一部分波长变长的射线是因为光子和电子碰撞所引起的。光子像普通的小球那样，不仅带有能量，还具有冲量，当它和电子相撞，便将自己的能量交换一部分给电子。这样一来光子的能量下降，根据公式E = hν，E下降导致ν下降，频率变小，便是波长变大。在粒子的基础上推导出波长变化和散射角的关系式，和实验符合得一丝不苟。康普顿总结道：“现在，几乎不用再怀疑伦琴射线（注：即X射线）是一种量子现象了……实验令人信服地表明，辐射量子不仅具有能量，而且具有一定方向的冲量。”
现在，微粒军团在“光的本质战争“中以其光电效应及康普顿散射实验两门”威力巨大的大炮“令波动守军难以抵挡、节节败退，可是，波动军团苦心经营了上百年的阵营真的就会这个崩塌掉吗？至少，对于光量子理论的验证牵涉到频率和波长的测定，仍然要靠光的干涉现象来实现；至少，在每一间中学的实验室里，通过两道狭缝的光依然不依不饶地显示出明暗相间的干涉条纹来，不容置疑地向世人表明它的波动性。至少，麦克斯韦芳华绝代的方程组仍然在每天给出预言，而电磁波也仍然温顺地按照他的预言以30万公里每秒的速度行动，既没有快一点，也没有慢一点。
《圣经》中说，神在创世纪的第一天便创造了光（ God said, Let there be light: and there was light.）。可是光究竟是粒子还是波，在人类文明达到高峰的20世纪，却对最古老的现象束手无策。
为了更好的讨论波粒二象性的问题，我想先介绍一下当时微观物理学的基本情况。1891年，汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，随后他提出了“葡萄干布丁“的原子模型。1911年，汤姆逊的学生卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验，但是实验现象与与”葡萄干布丁“模型的预测结果截然不符，他当时幽默的说：”这是我一生中碰到的最不可思议的事情。就好像你用一颗15英寸大炮去轰击一张纸而你竟被反弹回的炮弹击中一样。“（It was quite the most incredible event that ever happened to me in my life. It was almost as incredible as if you fired a 15-inch shell at a piece of tissue paper and it came back and hit you）随后他根据实验现象提出了原子核式的原子模型（也被称为”行星模型“或者”太阳系模型“）。1913年，波尔利用普朗克关于实物粒子课具有不连续能量的概念和爱因斯坦光子概念，提出了他的原子模型解释原子光谱。波尔假设原子中的电子的
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