提起1900年，你会想到什么？
“清朝爆发义和团运动，八国联军侵华战争爆发， 并于次年与清朝签订《辛丑条约》，中国从此完全沦为半殖民地半封建社会。”
这是每一本初高中乃至大学的《中国近代史》必不可少的内容。
然而，我要说一点“不一样”的历史。
1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑体辐射的论文，推开了量子力学的大门，拉开了一个波澜壮阔、群星璀璨的时代序幕。
故事有点长，你，做好准备了吗？
1
关于本书
关于量子力学的历史，曹天元的《上帝掷骰子吗？量子物理史话》是一本不可错过的科学史读物。
看完这本曹天元的书，我对这个世界产生了怀疑（一）
这本书的阅读门槛比较低，适合那些想要了解量子力学以及它的相关历史，却恐惧各种懵逼的公式和计算的文科生们。
在这本书里，曹天元用通俗易懂、妙趣横生的笔调，向读者展现了20世纪一段荡气回肠、群星璀璨的量子力学诞生史，刻画了一群栩栩如生的物理学家众生相，让我们感受到一个闪耀着人性和智慧光辉的时代。
当然，如果你想了解更专业的相关知识，不妨一下《费曼物理学讲义》 ，以及其他一些相关的大学教材。
2
光本质的跨世纪争论
故事还得从很久以前那场关于光的本质的争论说起。
在古希腊时期，人们对于光的性质已经有了一定的了解，对于“光的本性”问题却一直争论不休，由此展开了一场长达三个世纪之久的论战。
关于光本性问题的争论，形成了“微粒说”和“波动说”两大派系。
光的“微粒说”和“波动说”
微粒说认为，光是一种非常细小的粒子流，是由一粒粒非常小的“光原子”组成的。
这种观点一方面十分符合当时流行的元素说；另一方面 ，那时的人们对物质的形式亦了解得不多。
到了17世纪，波动学说异军突起，登上历史舞台。
1655年，意大利的数学教授格里马第在观测放在光束中的小棍子的影子时，首先发现了光的衍射现象。
波动说认为，光不是一种物质粒子，而是由于介质的振动而产生的一种类似水波的波动。
3
胡克与牛顿，命中注定的生死冤家
起初双方井水不犯河水，互不干扰。
1663年，波义耳提出：我们看到的各种颜色并不是物体本身的属性，而是光照上去才有的效果。
由此引发的一场对颜色属性的争论，点燃了微粒说和波动说之间的战火。
那时，英国皇家学会会员的胡克重复格里马第的工作，通过仔细观察肥皂泡映射出的色彩，以及光通过薄云母片产生的光辉，断定光一定是某种快速的脉冲。
1655年，胡克正式出版《显微术》，明确支持波动说，这本书的出版问世为胡克赢得了全世界的学术荣誉。波动说因为他的加入，一时成为主流。
然而，好景不长。
1672年，一位叫牛顿的年轻人因为制造了一台杰出的望远镜而被选为皇家学会会员。
在他写给学会秘书奥尔登伯格的信中，第一次介绍了关于光和色的理论：
光的复合和分解被比喻成不同比例的混合和分开，以及自己所做的光的色散实验。
这封信在皇家学会被当众宣读，同时交给一个由胡克、波义耳等人组成的三人评议会进行审阅。
作为当时在光学和仪器方面独一无二的权威，胡克自然没把牛顿这样初出茅庐的毛头小子放在眼里。
他对这篇论文进行了猛烈抨击，声称牛顿论文中正确的部分（即色彩的复合）窃取了他1665年的思想；而原创的“微粒说”仅仅是个假说，不值一提。
令人意想不到的是，牛顿对此勃然大怒，花了整整四个月的时间写了一篇长文，从头到尾不放过任何一个反驳胡克的机会，而且越到后面，用词越尖刻难听。
这还没完，牛顿还对包括惠更斯在内的每一个批评都报以挑衅式的回复，他撤回了所有准备在皇家学会发表的文章，甚至在一封信中扬言准备退出学会。
与此同时，荷兰物理学家惠更斯继承了胡克的衣钵，认为光是一种在以太中转播的纵波，还引入了 “波前”的概念，证明和推导出了光的反射和折射定律，并于1690年出版了他的著作《光论》。
即便如此，依旧无法挽回波动学说的颓势。
牛顿对胡克恨之入骨，在胡克去世后的第二年，即1704年，出版了他的宏伟巨著《光学》。
他在这本书的介绍中这样写道：
“为了避免在这些事情上引起争论，我推迟了这本书的付梓时间。而且要不是朋友们一再要求，还将继续推迟下去。”
《光学》是一本堪与《自然哲学的数学原理》相媲美跨时代著作，在之后一百年里被奉为光学无法超越的经典。
牛顿在书中阐述了光的色彩叠合和分散，对双折射现象作了非常深入的研究，提出许多用波动理论无法解释的问题。
另一方面，他从对手那里借鉴了许多概念，譬如将振动、周期等概念引入微粒说，使得牛顿环难题得到很好的解决。
此外，他还将微粒说与力学体系结合到一起，使得微粒说占据了当时物理学的主流。
就这样，第一次波粒之争以牛顿的完胜而告终。波动说悄无声息地淡出了人们的视线，卧薪藏胆，默默等待下一次反攻机会的到来。
4
波动学说的绝地反击
逝者如斯夫，不舍昼夜，时间不知不觉来到19世纪初。波动学说的关键人物托马斯·杨出场了。
托马斯·杨在研究牛顿环的明暗条纹时，认为用波动理论来解释更为简单直接：
当两束光相遇时，如果同时位于波峰或波谷，则会相互加强；而如果一列波位于波峰，另一列波处于波谷，则会相互抵消。
于是，他马上着手进行了一系列实验，其中就包括那个声名远扬的双缝干涉实验。
把一支蜡烛放在一张开了小孔的纸的面前，使之成为点光源，在这张纸的后面再放入一张开了两条平行狭缝的纸，这样，从小孔中射出的光投到屏幕上，就会形成一系列明暗交替的干涉条纹。
看完这本曹天元的书，我对这个世界产生了怀疑（一）
1801年和1803年，托马斯·杨分别发表论文报告，阐述了如何用干涉效应来解释牛顿环和衍涉现象，并通过实验数据算出光的波长。
在那个微粒学说被奉为正统的年代，他的论文受尽了权威们的讽刺和嘲笑，被攻击“荒唐”和“不合逻辑”的对象，在20年间遭受着无人问津的命运。
四年后，也就是1807年，杨总结出版了他著作《自然哲学讲义》，综合整理了他在光学领域的工作，第一次向世界介绍了他的干涉实验。
事情在1818年出现了转机。
那一年，法国科学院举行了一个悬赏征文竞赛，题目是利用精密的实验确定光的衍射效应，以及推导光在通过附近物体时的运动情况。
本次竞赛委员会由许多当时知名的科学家组成，包括比奥、拉普拉斯、泊松等一众微粒说的拥护者，他们希望通过微粒说的理论来解释光的衍射及运动，用以打击波动理论。
然而，具有戏剧性的一幕是，一个不知名的法国工程师菲涅耳，向组委会提交了一篇论文。
在这篇论文里，他采用光是一种波动的观点，配以严密的数学推理，极为圆满地解释了光的衍射问题。
起初，身为评委会的泊松并不相信这一结论，对它进行严格的审查，发现把这个理论应用于圆盘衍射时，将会在阴影中央出现一个亮斑，这让菲涅耳的论文差点面临夭折的命运。
幸好泊松的同事，评委之一的阿拉果坚持要求进行实验检测，实验发现圆盘阴影的正中心真如理论所言，出现了一个亮点（后来命名为泊松光斑），而且位置亮度和理论符合得相当完美。
泊松光斑
菲涅耳也因为这篇论文获得了科学奖，成为了和牛顿、惠更斯齐名的光学界传奇人物。
1821年，菲涅耳发表了一篇论文《关于偏振光线的相互作用》，用横波理论成功解释了偏振现象，再次为波动学说的胜利增添了浓墨重彩的一笔。
对于微粒学说而言，巨大的打击还在后头。
麦克斯韦在1856、1861和1865年分别发表了三篇关于电磁理论的学术论文，预言了电磁波的存在。
他认为光是电磁波在特定频率下的表现形式，并写下了四个简洁优美的方程组，即麦克斯韦方程组。
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与此同时，著名物理学家赫兹在1887年用实验证实了电磁波的存在。
至此，波动学说不再是光学领域的统治者，而早已成为整个电磁王国的最高统帅。
凭借麦氏理论的无穷威力，它将微粒学说击败，并和牛顿力学体系一道，构筑了19世纪末的经典世界体系。
—未完待续—
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