1900:遊走在歐洲的物理學霸

第60章 波粒之爭

三一學院的答辯會上,李奇維在兩百多人的注視下,娓娓道來。

“從兩千多年前的古希臘開始,畢達哥拉斯學派的科學家就認為光是一種微小的粒子流。”

“沒有什麼特殊的原因,就是因為光很常見,直覺判斷應該是粒子。”

“但先賢亞里士多德卻認為,光的傳播類似於水中的波紋,不過很少有人認可。”

“因此光是一種粒子的觀點,就一直持續了近千年,沒有什麼進展。”

“直到1655年,義大利數學家格里馬第發現,如果把一個物體放在陽光下,那麼形成的陰影邊緣是模糊的。”

“因此格里馬第猜想,光會不會和水波一樣,也會繞過障礙物,從而跑到物體後面,造成明暗的分介面不是涇渭分明的。”

“於是,他做了一個實驗,讓一束光穿過一個小孔,照在暗室裡的螢幕上。”

“結果卻發現,光透過小孔後,螢幕上的光影明顯變寬。這種現象和水波十分相似。”

“因此他認為:光可能是一種能夠以波動形式運動的流體,並首次提出【光的衍射】概念。”

“格里馬第也成為光的波動學說的最早倡導者,打破了人們對於光粒子說的固有認知。”

教室內的眾人全都安靜地聽著,他們被李奇維的簡單易懂的語言折服,竟然對物理產生了一絲興趣。

“隨後,英國科學家胡克,繼承了格里馬第的思想,他進行了觀察肥皂泡膜上顏色的實驗,並提出光的顏色由其波動頻率決定。”

“並且在1665年出版了《顯微術》一書,明確支援光的波動說。”

“至此,當時的物理學家們普遍認為,光就是一種波,因為粒子無法解釋衍射現象。”

“然而,上帝可能覺得這樣太無聊了,想攪個局,於是偉大的牛頓爵爺橫空出世。”

“其實牛頓一開始內心也是贊同光的波動說,但是因為被胡克歧視了,所以一氣之下,就堅定地認為光是粒子。”

“在著名的三稜鏡色散實驗中,牛頓發現白光是由不同顏色的光組成,並用微粒說解釋了顏色組成。”

“然後他憑藉強大的數學能力,硬生生用粒子解釋了光的折射、反射、甚至是衍射。”

“最離譜的是,就連光既然是粒子,卻為什麼能透過玻璃,都被他用粒子說解釋了。”

“牛頓認為,光是在以太中傳播的,並乘著以太波飛行,以太波遇到玻璃後,會部分透射,導致上面的光粒子跟著一起透射。”

說到這裡,教室內眾人不得不佩服牛頓逆天的想象力。

“後來,胡克去世了,便沒有人能爭論過牛頓。”

“而且此時的牛頓,已經發表了萬有引力定律和三大運動定律,他就是物理學界的權威,無人敢撼動。”

“不過波動說後繼有人,1690年,荷蘭物理學家惠更斯發表了《光論》,他用波動方程完美解釋了反射,折射和衍射。”

“並且,他提出了一個尖銳的問題:如果說光是微粒,那為什麼我們看不到兩條光交叉時,發生碰撞呢?”

“可惜,如此強有力的證據依然勝不了牛頓,因為1695年,惠更斯就去世了,此後再也沒有人敢挑戰牛頓了。”

“至此,牛頓的光粒子說就統治了整個18世紀。”

“牛頓、胡克、惠更斯之間關於光本質的爭論,我稱之為第一次波粒戰爭,以粒子說獲勝而告終。”

“不過,粒子說的獲勝不是全面的勝利,不能讓所有人心服口服,因為人們只是屈服於牛頓的權威光環。”

“1727年牛頓去世後,物理學就一直不缺乏反抗權威者!”

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