（對外在世界的認知 之十一）

在托馬斯楊通過雙縫實驗確認了光的波動屬性後，他的同族晚輩麥克斯韋爾（Maxwell）很快又在數學理論上進一步完善了對光的波屬理論的定義。麥克斯韋爾發現光有電和磁的兩重性特點，磁的波動形式是上下跳動，電的波動形式是左右搖擺，但是，它們都有明顯的幅度，該高的時候就是波峰，該低的時候就會有波穀。光在傳播時是磁和電在兩個維度上的波動像辮子一樣編在一起，成一條直線前行。1861年，麥克斯韋爾用數學等式描述了這兩種波形結合在一起的樣子。至此，在明確的實驗展示和嚴謹的數學支撐下，光的波動說儼然成為理論界的共識，爭論之聲漸漸散去。

十九世紀末到二十世紀初的人們，對宇宙太空的認識不像我們現在知道的這樣。那時的科學認為太空中密布一種介質，一種具有流動性的介質。這也是根據當時的認知，通過邏輯推導出來的結論。這個推論的前提是因為光是波，而波隻有在介質中才能湧動傳播，就像水裏的波一樣，沒有流動性的東西，你不能讓他流動，這是自古希臘阿基米德的時候就被想清楚的道理。所以，如果太空中沒有那種可流動的介質，光是怎麽從太陽傳到地球上來的呢？於是，那時的科學家把這種假想的可流動的介質叫“以太”(Ether)。在inertnet 互聯網發明之前，曾經流行過的一種計算機局域網Ethernet的命名就是來源於此。

到了1905年秋天，當時歐洲最具權威的學術期刊，德國《物理年報》的九月號上，刊登了一篇名為《關於光的產生和轉換的探索及觀點》的論文，文章作者署名，愛因斯坦，這是一個學術界從來沒有聽說過的名字。至此，大幕拉開，一個專利局小職員開啟了他挑戰曆史經典的絕世傳奇。很顯然，愛因斯坦是有備而來。在這篇文章發表之前的同年五月，他曾寫信給自己的朋友說，即將登出的有關光的屬性的文章，會是“非常地具有革命性”，這個經過深思熟慮的“假設”代表了一種對已經奠定的傳統的銳利衝擊。

根據愛因斯坦的想法，把一塊金屬鋅的盤片放入真空管中，然後用紫外線照射，能得到什麽呢？能得到一種電的流動。這是由於光激活了理論中講到的被稱為電子的粒子，它從原子中鬆動出來（當然，這裏的前提是你要相信原子和電子的存在，這是接下來又一個愛因斯坦使人確信了的事情）。如果光是波，按那時候的理論，越強的光照射到金屬片的表麵，就會致使越多的電子釋放出來，致使越多的能量被這些跑出來的電子攜帶；換句話說，電的頻率就會越高。實際上，電子的數量的確是隨著光強度而升高，但電頻率卻沒有隨之升高。為什麽呢，愛因斯坦在此借用了普朗克的能量模塊觀點來說明道理。

普郎克定義了光能量的輸出單位（quanta）是極小不連續的小磚塊，是沒有實際意義的小怪物。愛因斯坦不這麽看，他說，光能量的單位quanta貯留在空間的某一點，不可分地移動著，隻能作為一個整體被生成或被吸收。愛因斯坦視這些小單位quanta既是粒子又是波動，即能像波那樣振動的粒子。他賦予這些小模塊同時具有能量和物質的屬性，這就是後來被稱作是photon光子的東西。所以，這裏講出來的道理是說，隻有當光以粒子而不是波的身份有所作為時，它才能產生電流。

愛因斯坦這樣的想法，在當時的物理學界當然算是離經叛道，這使得很多富有聲望的人物站出來反駁他的觀點。比如，後來得過諾貝爾獎的物理學家，發現過晶體中X光衍射現象的勞厄（Laue）就跟愛因斯坦為此打過多年筆墨官司。就這樣，在驚異質疑爭論紛紛擾擾走了十多年的時間之後，美國人密利坎終於通過實驗證實了光電效應的說法。這使得愛因斯坦憑借他第一篇發表出來的論文中的一段不長的論述，獲得了1921年諾貝爾物理獎，而密利坎自己也因為此項功勞獲得1923年度的同名獎項。