(对外在世界的认知之十）

在达芬奇把光定义成波以后的两百年里，像开普勒和笛卡尔这样的大家都对光做过不同层面的研究和思考。到了牛顿俯视天下的年代，人们对这个事情的看法还是莫衷一是。这让牛顿对探索光的本质也产生了浓厚的兴趣。几十年间，在做了很多实验和思考之后，牛顿认为光不是波。

牛顿在他所著的《光学》一书中，表达出对达芬奇那样说法的不以为然，他以反诘的口吻写到，光线难道不是从闪亮的物质发射出来的很小的物体吗？还记得吧，我在以前的文章里说过牛顿受卢克莱修的影响很深，自称是原子论者，更不要忘记他还是微积分的发明奠基者。当牛顿说很小的时候，他的意思是比撵成细末的面包屑还要小，是小到无法看到的程度的颗粒，是向无限小过渡的粒子。牛顿这么说的理由是，那种被称作是波的东西，在推进途中遇到障碍时会绕过去。想象一下，海水涨潮时，沙滩上的礁石是不可能阻挡住汹涌而至的潮水的，浪会从旁边绕到礁石的后面。但是，光却绕不过去，当强光照射过来时，被礁石挡住的后面是一片黑暗，这是由于光遇到了障碍停了下来。那么，什么东西遇到障碍会停下来呢？当然是物体，小物体。你在礁石后面躲涌过来的浪，你会被吞没；但如果你要是蹲在礁石后面躲子弹，躲光线，你会很安全。听上去，这样的比较分析当然是合乎逻辑合乎道理的，于是，牛顿给出了结论：光是粒子。

在维多利亚时代，英国有个历史学家叫卡莱勒（Charlyle), 他认为，历史是天才人物推动的。在自己的著作《英雄，膜拜和历史》中，卡莱尔说过这么一段话, 伟大的人物总能让天际照亮，其余的人是等着他的火种，他们像是燃料，当然以后也会生成火焰；百万之众中能够点燃他人灵魂之火的人，是因为他有想法。达芬奇和牛顿都是天才，他们都是有想法的人，是在关键的时候头脑里都能迸出思维火花的人。接下来在十九世纪出场的托马斯.杨（Thomas Young），也是位天才，他也是脑子里总是有想法，被人称作“什么都知道的人”，而且是世界上“最后一位”什么都知道的人。对此，我的理解是，自此以后这世界就太复杂了，就不会再有什么“学贯中西”的能人了。

托马斯杨小的时候人很聪明，熟练掌握很多种语言，但他真正的科班职业是一名眼科医生。十九世纪初的时候，拿破仑占领了埃及，他下面的人发掘出来一块奇怪的碑石，上面刻有三种文字，几十年过去了，一直没有人能知道那些文字说的是什么。托马斯杨凭借自己雄厚的语言天赋，花了很大的力气，最终搞明白了埃及象形文字的意思，破解了碑石的谜团。这件事让托马斯杨多才的名声广为人知。

不过，托马斯杨最值得后人称道的，是他在物理光学中的发现和突破。据说，有一天杨在剑桥伊曼纽尔学院附近的池塘边兴致勃勃地散步，这时有两只并排浮水的鸭子在静静的水面上游过，身后拖出了两组三角形的水纹，是两个拉得长长的V字。这引起了杨的注意，他驻足仔细观看那平静的水面上浮现的波纹，他发现了以前达芬奇扔了两块石头后没有看到的东西。杨这时看到的，是鸭子劈开水，身后有两个三角形保持着形状慢慢展开，当其中有的部分相交在一起时，它们创造出了新的复杂的图案，是方块的格子，几何中的方形。图案中有的地方两个浪峰重合形成一个更大的波峰；有的地方重合后却什么也没留下。于是，形成了弯曲的方形。怎么会有两条传动着的线相遇，却什么都没留下呢？1+1=0？怎么可能呢？

杨回去做了一个方形波动水箱，用玻璃做底面。水箱上面横着一根杆，上面分开拴着两根绳子，绳下吊着同等重量的重物。两个重物可同时坠入被精准测量的水面，就像达芬奇同时扔的两块石头，击起水波。在水箱玻璃底下，点上蜡烛，使得水乡里的波纹投影到上方斜立着的屏幕上，以便观察。这样，以前达芬奇描述过的景象出现了。波动保持前行，波源保有标识等等。但是，还可以看到，峰＋峰＝大峰，峰＋谷＝平面。 于是，托马斯杨把这种现象叫波的干涉。

接下来，杨把这个实验引入到对光的研究上，他做了双缝实验。这其实是一个即能说明问题，又能激起兴趣的简单操作，如果是家里有十来岁的孩子，真是建议一起亲身揭示一下隐藏着的科学形态。在一张纸上开两个平行的窄缝，再拿一张纸开一个缝。然后点燃一支蜡烛，把一个缝的纸摆在蜡烛的前面，使蜡烛的光亮从第一个缝中通过，变成一束窄线，然后再把两个缝的纸放在后面，用墙当屏幕。这时，你就会看到一组条纹印在墙上。 当两束光的波峰相遇，得到的就是更亮的光，波谷相遇，致使它们彼此更深更暗。这就是水中波纹的道理，波的干涉或衍射效应。

至此，托马斯杨确信，光，是波动而不是粒子。可是。。。

图一，同时往水里扔石头引起的波纹。

图二，双缝实验和光的衍射