光的简史7:波粒论战打响第一枪 牛顿与胡克结下梁子 上次说到,1672年牛顿向皇家学会评议委员会递交了一篇论文,名字叫做《关于光与颜色的新理论》。牛顿当时才30岁,刚刚当选为皇家学会的会员。这是牛顿所发表的第一篇正式科学论文。 在这篇论文中,牛顿把光的复合和分解,比喻成不同颜色微粒的混合和分开。他的这篇论文被交给三个人评审,然而,这三人中就包括波动说的领军人物胡克和波义耳两人。他们对牛顿的观点进行了激烈的抨击。 前面我们知道胡克最擅长的就是光学和仪器制造,现在牛顿的反射望远镜比胡克的先进,又在光学上第一次提出了光的色散实验。这让知名度正盛的胡克,感受到了迫在眉睫的威胁,胡克想,凭借自己国际性的威望定能一击制胜。于是胡克傲慢地声称,牛顿论文中正确的部分(也就是色彩的复合),是窃取了他1665年的思想,而牛顿“原创”的微粒说,完全就是个错误。 出乎胡克意料的是,收到如此评价后,年轻气盛的牛顿,不但没服软而是勃然大怒,马上撤回了论文,称胡克完全没有理解自己这一划时代发现的意义。胡克时任皇家学会的“实验秘书”,脾气也很大,当时两人的关系就闹得很僵了。 撤回论文后,牛顿花了4个月时间,洋洋洒洒写了一篇长文,对胡克的每一个论点都进行了反驳,并且用非常尖刻的语言炮轰胡克。就这样,一个人大言不惭在前,另一个人恶语相向在后,两个人开始成为毕生的死敌。 其实,在论文事件之前,牛顿的观点还是在微粒和波动之间有所摇摆的,并没有完全否认波动说。1665年胡克发表他的观点时,牛顿才刚刚从剑桥三一学院毕业,也许还在苹果树下,思考他的万有引力问题呢。 但在这件事之后,牛顿开始一面倒地支持微粒说。这究竟是因为报复心理,还是因为科学精神,今天已经无法得知了,想来两方面都有其因素吧。 后来,随着牛顿的注意力暂时转移到了别的方面,也就不再公开发表这方面的文章了,更将已完成的著作《光学》延迟到胡克过世后才出版。而胡克也是被牛顿激烈的言辞吓了一跳,就没有继续咬住不放,两人进入了暂时休战的状态。 至于牛顿的微粒学说,一方面,因为胡克的名气;另一方面,也因为牛顿的注意力更多地转移到了运动学和力学方面,牛顿的微粒学说也就暂时停顿了下来。 客观地说,由于当时的牛顿和胡克都没有形成完整的理论,因此波动学说和微粒学说之间的论战并没有全面展开。但科学上的争论就是这样,一旦产生便要寻个水落石出。旧的问题还没有解决,新的争论已在暗流涌动了。
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笨见本7月前
物质就是意识,意识就是物质。双缝干涉实验,为什么如此证明? 时间回到1675年,牛顿在《解释光属性的假说》中说,光是一种微粒。但是1678年,克里斯蒂安提出了《光波动说》,阐述光是一种波,类似水波;并且法拉第根据实验证明,光是一种电磁波。直到1905年,爱因斯坦,公开支持粒子理论。那么,光到底是粒子还是波呢? 于是就来到了著名的双缝干涉实验。这个实验导致几百年建立起来的经典物理学大厦几乎在一夜之间坍塌。因为实验说明,光即是粒子,也是波,即波粒二象性,叠加态原理。比如1就是1,0就是0,你怎么能即是1又是0呢?可是光就是如此。 这个实验简单概括就是:当人“不观察”实验过程,光呈现波动状态;当人“观察”实验过程,光呈现粒子状态。也就是“观察者”的“意识”在场会导致光的形态不同。主观观测会造成客观结果的不同。光怎么知道有没有被观察呢?也就是说,光是意识,也是物质。物质就是意识,意识就是物质。 - 就像王阳明所说:“你未看此花时,此花与汝心同归于寂;你来看此花时,则此花颜色一时明白起来,便知此花不在你心外。” 《创世纪》:神说,要有光,便有了光。 《心经》:色不异空,空不异色;色既是空,空即是色。 《道德经》:故恒无欲也,以观其眇;恒有欲也,以观其所徼。 - Ps:仅画面由AI合成 #觉醒开悟 #双缝干涉实验 #波粒二象性 #禅悟人生 #二次元
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爱因斯坦,光的波粒二象性。 爱因斯坦深刻揭示了光的本质,波粒二象性。古希腊哲学家德谟克利特曾提出光是原子的观点,而笛卡尔则在其《方法论》的附录《折光学》中,既阐述了光的微粒说,又提出了光是一种以太为媒质的压力波的可能性。这两种假说为后来的波动说与微粒说的争论埋下了伏笔。 17世纪中期,格里马第在观测光束中小棍子影子的实验中,首次发现了光的衍射现象,并据此推测光可能与水波类似。这一发现开启了波动学说的先河。然而,牛顿的色散实验和微粒说理论,让波动说遭遇了强有力的挑战。牛顿认为,光的复合和分解就像不同颜色的微粒混合与分离,这一观点在当时获得了广泛支持。 尽管麦克斯韦波动说在19世纪中后期,已取得决定性胜利,但光电效应的发现却为微粒说提供了新的证据。1905年,爱因斯坦在普朗克量子假说的基础上,提出了光量子理论来解释光电效应。他认为,光并非仅是一种连续的波动,而是以光子的形式存在,每一光子都携带着一份能量。 爱因斯坦的光量子假说,提出了光同时具备波动性和粒子性的全新视角。这一发现不仅解释了光电效应中的能量量子化现象,还为量子力学的发展奠定了理论基础。1924年,法国物理学家德布罗意提出了“物质波”假说,这一假说随后被电子衍射实验所证实,进一步巩固了波粒二象性的地位。德布罗意的物质波假说,将波粒二象性的概念从光扩展到了所有物质粒子,从而揭示了自然界更深层次的统一性。这一发现不仅挑战了经典物理学的界限,更为量子力学的建立提供了关键的理论支持。 随着波粒二象性概念的深入人心,量子力学逐渐发展成为描述微观粒子行为的基本理论框架。量子力学认为,自然界所有的粒子,如光子、电子或原子,都能用一个微分方程来描述,如薛定谔方程。这个方程的解即为波函数,它描述了粒子的状态,并具有叠加性,即能够像波一样互相干涉和衍射。波函数的叠加性,揭示了微观粒子行为的概率性特征。这意味着,我们无法准确预测粒子在某一时刻的确切位置,而只能给出其出现在某一位置的概率。这一观点颠覆了经典物理学的确定性观念,为量子力学带来了神秘而迷人的色彩。 波粒二象性的发现,不仅改变了我们对物质世界的认识,还引发了深刻的哲学思考。它揭示了自然界中波动性与粒子性之间的对立统一关系,体现了唯物辩证法的深刻内涵。在微观粒子层面,波动性与粒子性并非相互排斥,而是相互依存、相互转化的。这一发现让我们意识到,自然界的本质远比我们想象的要复杂和奇妙。
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