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移除书签六、量子力学前传
到了19世纪末，科学家普遍认为，物理学的大厦已经基本完工，咱们称它为经典物理。
虽然这套理论看上去无懈可击，可在它的上空，还飘着两朵没法解释的乌云。
如果说经典物理是名门正派，那么相对论和量子力学，在当时更像是旁门左道。
前两章咱们已经被相对论虐完了脑细胞，接下来的两章，咱们来聊一聊另一个“魔教”——量子力学。
量子力学的出现，和许多江湖门派的成立一样，看似悄无声息，实则刀光剑影，充满了混战和统一。
纷争的源头，要追溯到一个古老的问题——
光的本质是什么？
几百年来，关于这个问题的答案，有两个主流的看法，因此产生了两个水火不容的门派—— 
两个门派的战斗过程跌宕起伏，有碾压有逆袭有反转。
简单说起来可以分为三个阶段。
第一阶段：微粒派好牛
波动派和微粒派互相抬杠好多年，一开始谁都没说服谁，直到一对死对头的出现，才暂时分出了个高低。
他们就是结下了万年梁子的：
如果说胡克站队，是出于纯粹地科学推测；
那么牛顿的站队，则出于纯粹地恶心胡克。
这本是一场势均力敌的对抗，可是后来牛顿站到物理江湖的顶点，成为一方霸主。
他背后的微粒派也跟着沾了光，波动派也就此被按在地上摩擦了一百年。
据说，牛顿甚至特意在胡克去世后写了本畅销书，来宣传自己的光学研究成果。
此时的波动派群龙无首，一个能打的都没有，这就导致他们毫无还手之力。
那微粒说真的无法撼动吗？
第二阶段：波动派逆袭
风水轮流转，一百多年后，波动派出现了一名英国的眼科医生，单枪匹马挑战权威。
这个人就是托马斯·杨。
话说杨少侠，也是个天才，两岁读书，四岁背诗，六岁刷完两遍《圣经》，十四岁精通多国语言。
原以为一代文豪就此诞生，可谁知杨少侠路子跑偏了，任性地选择转专业，开始研究起光学。
然后他随随便便做了个实验，一不小心就青史留名。这就是著名的杨氏双缝干涉实验。
实验其实很简单，只需要：
如果牛顿说得对，光真的是粒子，就算它笔直地通过了第一扇门……
也会因为自个儿太耿直，而撞上第二堵墙。
所以理论上来说，最后的屏幕上应该是一片漆黑。
可实际上呢？
最终在屏幕上出现的，却是明暗相间的条纹。
这就说明，光根本不是粒子，而是一种波!
小杨小眼一眯，不得了!这不正是支持波动派的证据吗？
果然，实验结果一出，铁证如山，打得微粒派猝不及防，波动派就此崛起。
后来大家都知道，麦克斯韦预言了光是一种电磁波，赫兹又用实验证明了这事儿，微粒派这下算是心服口服了。
是不是看上去，光是一种波这件事，已经板上钉钉、毋庸置疑了？
第三阶段：波粒统—
关于光的本质之争，并没有就此完结，托马斯·杨肯定想不到，又过了百来年，自己这个杨少侠的名头快要顶不起了。
针对波动说，有几个大爷，站出来表示不服。
这下，不仅解释了光的本质，还搞出了一个令物理学界震三震的新学说——量子论。
具体怎么一回事呢？咱们把镜头往前推一推。
话说当年，赫兹除了验证了电磁波之外，还瞄到了一个神奇的现象。
这种见光跑的现象，就是光电效应。
补充一点，准确来说，赫兹做实验的时候，还没有发现电子。他只是看到金属板被光照了以后，会带正电。
这个现象迅速霸占了头条，科学家们扎堆来凑热闹，但是大家很快发现，经典物理在这里根本说不通!
根据经典物理理论：
如果光是一种波，高能的光照在原子上，电子就会跑得飞快!
如果是低能的光，那也没关系!
波的特点，是能量连续不断。
光波会对电子产生持续性的刺激，能量可以累积，所以只要熬得久，电子就能攒够能量跑路。
可理论归理论，实验结果却不是这样!
从实验结果来看，甭管低能的光照多久，电子就像个钉子户，不跑就是不跑!
这该如何解释呢？
爱蹭热点的爱因斯坦，陷入了沉思。
正当他百思不得其解，突然大眼睛一瞟，瞟到了一个靓仔：
量子祖师爷·马克斯·普朗克
普朗克，德国人，会弹会唱会作曲，平平无奇的大帅哥。
原本靠颜值就能当个人生赢家，走向人生巅峰，可普帅很任性，偏要靠才华，死磕物理学。
在他刚准备闯荡物理江湖的时候，有一名物理老师曾劝他：
开个玩笑，其实是当时的物理学家们认为，物理界差不多被研究秃了，仅剩的几根毛也是可有可无。
可普朗克偏偏不信这个邪。
别看普帅的颜值一路跌停，人家的学术成就却是高歌猛进。
而他研究的课题，就是两朵乌云之一的——
具体啥是黑体辐射，解释起来太过复杂，混子哥就不在这里展开了，有兴趣的可以自行了解。
但咱们要记住的，是普朗克为了解释这个问题，所得出的一个冲击三观的结论。
话说在经典物理的世界观里，大家觉得能量是可以无限分割的。
可为了解释黑体辐射，普朗克做了个大胆的假设：
能量是不能无限分割的，切到最小要卡壳!
这个不可再分的最小单位，普朗克叫它能量子，也就是量子的雏形。
用这个假设，就可以完美解释黑体辐射问题。
可那个年代还是经典物理的天下，普帅的理论，无疑被看作歪门邪道，他本人都不咋信。
甚至之后的许多年，他都在努力打自己脸，试图推翻自个儿。
但他万万没想到，自己顺口一提的玩意儿，居然还挺好使，一不留神给小爱提供了光电效应的解题思路。
咱们前面提过，光电效应中遗留了一个问题：
为什么有些光波射得够久，能量累积得够多，也打不出电子呢？
看到了普帅的能量子假设，小爱灵光一闪：真相只有一个!
光可能不是波，
而是一种粒子!
哈意思呢？
打个比方，如果光是一种波，那它会对电子施加连续不断的能量，能量不断累积，电子就会移动。
可如果光是一种粒子，那它产生的能量就不是连续的，而是一份一份的!
要是光的能量不够强劲，那电子死都不会走。
而只要光的能量足够强，那就会让电子跑路!
爱因斯坦把这种一份份的光，叫作光量子，简称光子。
爱因斯坦的这个假设完美解释了光电效应的问题。
不久后，美国科学家密立根，完成了验证光电效应的实验，和爱因斯坦的理论完全吻合。
爱因斯坦也因此获得了1921年的诺贝尔物理学奖。
爱酱也因为将量子理论发扬光大，被咱们称为——
言归正传。按照小爱的理论，光又从连续的波，变成了不连续的粒子，这岂不是证明牛顿还是对的吗？
既然杨氏双缝干涉实验验证了光的确有波动性，而光电效应实验也验证了光的确有粒子性。
爱因斯坦提出光电效应的光量子解释，使得当时的科学家逐渐意识到光同时具有波和粒子的双重性质。
这就是传说中的：
波粒二象性。
欲知后事如何，咱们下一章再见。
