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科學研究其實就是瞎子摸象----談光的雙重性
2007/04/02 14:43:30瀏覽1876|回應0|推薦1

光的波動性

1678年,海更士創立了光波動說(發表於1690年),認為光是波動,」光以波動的形式在以太中傳播。

1704年,牛頓在出版的光學一書中,總結了他對光的本質的看法,正式提出光的「粒子說」。根據波動理論,光在水中的速度比光在真空中(空氣中)的速度慢。

1801年英國的楊格發表了雙狹縫的實驗結果,顯示光的干涉和繞射現象---光的波動性實驗證據。

1818年法國科學院以光的波動說為題,設獎公開徵文。年輕科學家夫瑞奈以完整的波動理論,解釋光的干涉、繞射、和其他的波動現象,贏得大獎。

1850年法國人佛科(Foucault)測得光在水中的速率比在空氣中小---證實光的波動性。

Michelson-Morley 實驗:嘗試用實驗的方法找出「存在於空間中的」以太。---沒有找到

1864年英國的馬克斯威綜合電磁現象,建立了電磁場理論,並由這個理論推算出真空中電磁波的速度,恰與人們所測真空中的光速相等。--- 確認光波是電磁波,根本不需要介質(不需要假設以太的存在)。

光的粒子性

1902年,列納(Lenard)利用真空管對光電效應作了詳細的研究。他的實驗發現帶給科學家們甚大的困惑。 ---- 無法以光的波動性解釋實驗結果。

1905年,愛因斯坦提出光量子的想法,可以輕易地解釋光電效應。光電效應 的解說,促使量子力學的發展。 也使愛因斯坦獲得了一九 二一年諾貝爾獎。

矛盾的雙重性

光是波動或粒子,各有其實驗證據。而粒子性與波動性在人類的認知中,是互相矛盾的特性,光如何同時擁有?

這讓我想到一個故事:「瞎子摸象」,大象到底是柱子、牆壁、繩子、還是水管?都不是?都是?

「光」就是那隻大象,而我們就是那一群瞎子,實驗儀器(方法)是我們的手,不同的部位、不同的角度,不同的方法,都只能得到物體一部份面象。

更重要的是,」我們無能跳脫經驗。我們的大腦只能依據過去經驗所建構出來的認知,去解讀「未知」的東西。瞎子的大腦內因有「柱子、牆壁、繩子,水管」,他才會對大象如此解讀。物理學家不也是如此?

其實,二種矛盾的特性同時存在一個物體內,這現象並不矛盾。一般人也可能同時存在有「內向」、「外向」兩種不同特質,不同場合,不同對象,會有不同表現,其理甚易、至明。

最終的科學概念就是,真相不是想出來的,不是想當然爾的,一切以「實驗、測量」為依歸。

有名的相對論其結論詭譎難懂,但您知否,其發端只是對實驗現象的合理解釋而已。

( 知識學習科學百科 )
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引用
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