一場持續(xù)200年的大論戰(zhàn)

先來說一下當時物理學的研究背景。首先，介紹當時物理學家對光的本性的認識。之所以特別要講對光的本性的認識，是因為剛才說的這兩朵烏云都和光有關。一朵和黑體輻射有關，黑體輻射就是熱輻射，熱輻射和光都是電磁波，只不過波長不同。而另外一個邁克耳孫-莫雷實驗，是跟光的傳播速度有關的。

我們先看看光學的進展在當時是什么情況。

什么是光，在17世紀的時候就有爭論。一派以笛卡兒、惠更斯、胡克為代表，他們認為光是一種波；另一派以牛頓為主，認為光是一種微粒。剛開始的時候是波動說占上風，因為胡克、惠更斯這些人都比牛頓要更加年長，他們在物理學界已經成名了。他們覺得光的波動說能夠解釋很多東西，例如光的反射、折射、直線傳播等。

牛頓認為光是微粒。一開始的時候，胡克他們反對牛頓的觀點。牛頓用光是微粒的觀點，寫了一篇文章，想投給英國皇家學會的《自然科學會報》發(fā)表。但是作為皇家學會實驗主持人的胡克認為這篇文章簡直是胡扯。光是波，怎么會是微粒呢？這個問題早已經弄清楚了，因此他拒絕刊登牛頓的文章。牛頓一氣之下從此再也不給英國皇家學會投稿。

牛頓一生主要寫了兩本書，《自然哲學的數(shù)學原理》和《光學》，其他的文章則沒有。但是我們現(xiàn)在有時候能看到一些牛頓的文章，比如《論運動》這樣的文章，其實這些都不是他投的稿，都是他給朋友寫信或交換意見時的長篇大論。牛頓成名以后，別人把這一段一段的內容截下來，加個小標題，就成為一篇篇牛頓的文章。牛頓的力學理論很受追捧，大家想牛頓的力學理論正確，他對光的解釋是不是也是正確的？于是大家重新注意了光的微粒說。而且人們也注意到了波動說的缺點：如果光是波的話應該會有干涉現(xiàn)象，但是人們一直沒有看見。于是牛頓的微粒說就占了上風。牛頓的微粒說擊敗了波動說以后統(tǒng)治物理學界100多年，一直到1801年（一說1802年）托馬斯·楊完成了雙縫干涉實驗。這個實驗的現(xiàn)象是微粒說不能解釋的，這一下子又反過來，波動說重新戰(zhàn)勝了微粒說。

英國的托馬斯·楊是個很了不起的天才。據(jù)說他2歲的時候就能夠讀書，4歲的時候把《圣經》通讀了兩遍，14歲的時候已經通曉拉丁語、希臘語、法語、意大利語、希伯來語、波斯語和阿拉伯語等多種語言，他還會演奏多種樂器，在物理學、化學、生物學、醫(yī)學、天文學、哲學、語言學、考古學等領域都有貢獻。

托馬斯·楊最開始當醫(yī)生研究視覺，發(fā)現(xiàn)了眼睛散光的原因；轉而研究光學，完成了光的雙縫干涉實驗，認識到光是一種波，但是這遭到了很多人的反對，因為大家都認為牛頓那么了不起的人，怎么會有錯？于是，有些人就反問了他一些問題，有的問題他用波動說解釋不了。后來他才恍然大悟——光波跟聲波不一樣，光波不是縱波，而是橫波。他一認識到光波是橫波，那些反駁他的意見就都被他駁倒了。

他還提出了光的三原色理論，此后又破譯了古埃及的羅塞塔石碑上的一些文字。那個石碑上有三種文字，其中兩種為古埃及文，一種為古希臘文，可是當時的人一種都不認識。托馬斯·楊用對比的辦法破譯了其中的一點東西，開了一個頭，因此對考古學做出了貢獻。

另外一個天才是法國的商博良，他把羅塞塔石碑上的文字全部都破譯了。不過，商博良是專門搞考古的，而托馬斯·楊的才華則覆蓋科學的各個領域。雖然托馬斯·楊是天才，但是當時他在反駁牛頓的微粒說的時候，也遇到了很大的困難。因為在英國人看來牛頓是他們的驕傲，是非常偉大的一個人。而托馬斯·楊這小子簡直不自量，居然敢說“祖師爺”牛頓有錯誤，于是大家都拒絕接受他的想法。他的文章發(fā)不出來，他就自己掏錢印了100份，結果只賣出去一份。不過，后來因為大家看到微粒說不能解釋干涉和衍射現(xiàn)象，所以最終他的理論還是獲勝了。