光的本质之光到底是什么？

光可以说是所有基本粒子中最具特色，最神奇的一种。没有光，我们眼中的世界就会漆黑一片，整个宇宙的物质构架都会崩塌。光是什么，是人类一直追寻的谜题之一。

多彩的光线

光的微粒说以及波动说

光最早被牛顿科学系统地研究，他认为光是一种高速运动的微粒。牛顿发现了光等等色散现象，如果用一个棱镜对光进行分解，我们就可以神奇地得到彩虹!这让牛顿觉得光就像不同的颜色颗粒一样，混合在一起就是白光，通过棱镜之后就可以再次分解为不同颜色的微粒，从而呈现出橙红绿青蓝紫等彩虹颜色。牛顿的这种微粒说，还可以很好地解释光的发射、折射等现象。鉴于牛顿巨大的影响力，几乎当时所有的科学家们都接受了光的微粒说。

分光实验

但是，仍有一小部分科学家敢于反抗权威。最著名的就是荷兰科学家惠更斯，他直接认为光就是一种机械波，通过一种叫做“以太”的空间介质传播。不过，因为惠更斯人单力薄，他的学说并没有被广泛认同。直到200年后，人们发现了光的衍射和干涉现象，光的波动学说才重新被确立，人们开始逐渐抛弃牛顿的微粒说。

之后，特别是麦克斯韦建立的电磁波的波动方程，预言了电磁波并计算得出来电磁波的速度就30万千米每秒，和光速一致。因此他直接指出，光也应该是一种电磁波。之后的赫兹通过实验证实了电磁波的存在并切实得到了电磁波的传播速度，更加证实了光就是一种电磁波。

光波

光的波粒二象性

自赫兹之后，光的波动学说基本成为人人人皆知的真理。不过，到了爱因斯坦的年代，人们在利用光的波动学说解释光电现象时遇到了麻烦。光电现象完全无法用光的波动学说解释!于是，极具批判精神和颠覆性思维的爱因斯坦直接提出，光是一种频率为v、能量是hv的粒子。自此，光的波粒二象性呼之欲出。而随后的双缝干涉实验，更是坐实了光的波粒二象性。

光的波粒二象性

特别是随后的德布罗意首次启发，他更是大胆地指出，任何粒子都具有波粒二象性。它们的波长是：

德布罗意波长公式

如运动的电子，它既是实物粒子，也是一个物质波（德布罗意波）。当然，后续的实验也确实证明了电子的波粒二象性。

光到底是什么呢？

波粒二象性使很多人感到困惑，光怎么能够即是波又是粒子呢？这不是和薛定谔的猫一样：既生又死吗？光子可以根据外部环境的需要，选择是成为粒子或者波，这点在双缝干涉实验中表现的淋漓尽致。那么，有没有一种可能，光子就是一种我们未知的状态，比如是超弦理论中的一段一维能量弦，光子在不同的外部环境中，振动的类型不一样，表现的形式也不一样呢？

超弦

这样，光的本质就是一股限制在一定空间范围内的能量而已。这时这种能量被空间完全限制，不能够随意相互融合。

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