S.D. Poission),都是积极的微粒说拥护者。组织这个竞赛的本意是希望通过微粒说的理论来解释光的 衍射以及运动,以打击波动理论。 但是戏剧性的情况出现了。一个不知名的法国年轻工程师一一菲涅耳( Augustin Fresnel,当时他才 31岁)向组委会提交了一篇论文《关于偏振光线的相互作用》。在这篇论文里,菲涅耳采用了光是一种波 动的观点,但是革命性地认为光是一种横波(也就是类似水波那样,振子作相对传播方向垂直运动的波) 而不像从胡克以来一直所认为的那样是一种纵波(类似弹簧波,振子作相对传播方向水平运动的波)。从 这个观念出发,他以严密的数学推理,圆满地解释了光的衍射,并解决了一直以来困扰波动说的偏振问题 他的体系完整而无缺,以至委员会成员为之深深惊叹。泊松并不相信这一结论,对它进行了仔细的审查, 结果发现当把这个理论应用于圆盘衍射的时候,在阴影中间将会出现一个亮斑。这在泊松看来是十分荒谬 的,影子中间怎么会出现亮斑呢?这差点使得菲涅尔的论文中途夭折。但菲涅耳的同事阿拉果( Franois Arago)在关键时刻坚持要进行实验检测,结果发现真的有一个亮点如同奇迹一般地出现在圆盘阴影的正 中心,位置亮度和理论符合得相当完美 菲涅尔理论的这个胜利成了第二次微波战争的决定性事件。他获得了那一届的科学奖( Grand Prix) 同时一跃成为了可以和牛顿,惠更斯比肩的光学界的传奇人物。圆盘阴影正中的亮点(后来被相当有误导 性地称作”泊松亮斑”)成了波动军手中威力不下于干涉条纹的重武器,给了微粒势力以致命的一击。起 者的烽火很快就燃遍了光学的所有领域,把微粒从统治的地位赶了下来,后者在严厉的打击下捉襟见肘, 节节溃退,到了19世纪中期,微粒说挽回战局的唯一希望就是光速在水中的测定结果了。因为根据粒子 论,这个速度应该比真空中的光速要快,而根据波动论,这个速度则应该比真空中要慢才对。 然而不幸的微粒军团终于在1819年的莫斯科严冬之后,又于1850年迎来了它的滑铁卢。这一年的 5月6日,傅科( Foucault,他后来以傅科摆″实验而闻名)向法国科学院提交了他关于光速测量实验的 报告。在准确地得出光在真空中的速度之后,他也进行了水中光速的测量,发现这个值小于真空中的速度 这一结果彻底宣判了微粒说的死刑,波动论终于在100多年后革命成功,登上了物理学统治地位的宝座。 在胜利者的一片欢呼声中,第二次微波战争随着微粒的战败而宣告结束 但是波动内部还是有一个小小的困难,就是以太的问题。光是一种横波的事实己经十分清楚,它传播 的速度也得到了精确测量,这个数值达到了30万公里/秒,是一个惊人的高速。通过传统的波动论,我们 必然可以得出它的传播媒介的性质:这种媒介必定是十分的坚硬,比最硬的物质金刚石还要硬上不知多少 倍。然而事实是从来就没有任何人能够看到或者摸到这种以太”,也没有实验测定到它的存在。星光穿越 几亿亿公里的以太来到地球,然而这些坚硬无比的以太却不能阻挡任何一颗行星或者彗星的运动,哪怕 最微小的也不行! 波动对此的解释是以太是一种刚性的粒子,但是它却是如此稀薄,以致物质在穿过它们时几乎完全不 受到任何阻力,"就像风穿过一小片丛林″(托马斯杨语)。以太在真空中也是绝对静止的,只有在透明物 体中,可以部分地被拖曳(菲涅耳的部分拖曳假说)
（S.D.Poission），都是积极的微粒说拥护者。组织这个竞赛的本意是希望通过微粒说的理论来解释光的 衍射以及运动，以打击波动理论。 但是戏剧性的情况出现了。一个不知名的法国年轻工程师——菲涅耳（Augustin Fresnel，当时他才 31 岁）向组委会提交了一篇论文《关于偏振光线的相互作用》。在这篇论文里，菲涅耳采用了光是一种波 动的观点，但是革命性地认为光是一种横波（也就是类似水波那样，振子作相对传播方向垂直运动的波） 而不像从胡克以来一直所认为的那样是一种纵波（类似弹簧波，振子作相对传播方向水平运动的波）。从 这个观念出发，他以严密的数学推理，圆满地解释了光的衍射，并解决了一直以来困扰波动说的偏振问题。 他的体系完整而无缺，以至委员会成员为之深深惊叹。泊松并不相信这一结论，对它进行了仔细的审查， 结果发现当把这个理论应用于圆盘衍射的时候，在阴影中间将会出现一个亮斑。这在泊松看来是十分荒谬 的，影子中间怎么会出现亮斑呢？这差点使得菲涅尔的论文中途夭折。但菲涅耳的同事阿拉果（Franois Arago）在关键时刻坚持要进行实验检测，结果发现真的有一个亮点如同奇迹一般地出现在圆盘阴影的正 中心，位置亮度和理论符合得相当完美。 菲涅尔理论的这个胜利成了第二次微波战争的决定性事件。他获得了那一届的科学奖（Grand Prix）， 同时一跃成为了可以和牛顿，惠更斯比肩的光学界的传奇人物。圆盘阴影正中的亮点（后来被相当有误导 性地称作“泊松亮斑”）成了波动军手中威力不下于干涉条纹的重武器，给了微粒势力以致命的一击。起义 者的烽火很快就燃遍了光学的所有领域，把微粒从统治的地位赶了下来，后者在严厉的打击下捉襟见肘， 节节溃退，到了 19 世纪中期，微粒说挽回战局的唯一希望就是光速在水中的测定结果了。因为根据粒子 论，这个速度应该比真空中的光速要快，而根据波动论，这个速度则应该比真空中要慢才对。 然而不幸的微粒军团终于在 1819 年的莫斯科严冬之后，又于 1850 年迎来了它的滑铁卢。这一年的 5 月 6 日，傅科（Foucault，他后来以“傅科摆”实验而闻名）向法国科学院提交了他关于光速测量实验的 报告。在准确地得出光在真空中的速度之后，他也进行了水中光速的测量，发现这个值小于真空中的速度。 这一结果彻底宣判了微粒说的死刑，波动论终于在 100 多年后革命成功，登上了物理学统治地位的宝座。 在胜利者的一片欢呼声中，第二次微波战争随着微粒的战败而宣告结束。 但是波动内部还是有一个小小的困难，就是以太的问题。光是一种横波的事实已经十分清楚，它传播 的速度也得到了精确测量，这个数值达到了 30 万公里/秒，是一个惊人的高速。通过传统的波动论，我们 必然可以得出它的传播媒介的性质：这种媒介必定是十分的坚硬，比最硬的物质金刚石还要硬上不知多少 倍。然而事实是从来就没有任何人能够看到或者摸到这种“以太”，也没有实验测定到它的存在。星光穿越 几亿亿公里的以太来到地球，然而这些坚硬无比的以太却不能阻挡任何一颗行星或者彗星的运动，哪怕是 最微小的也不行！ 波动对此的解释是以太是一种刚性的粒子，但是它却是如此稀薄，以致物质在穿过它们时几乎完全不 受到任何阻力，“就像风穿过一小片丛林”（托马斯·杨语）。以太在真空中也是绝对静止的，只有在透明物 体中，可以部分地被拖曳（菲涅耳的部分拖曳假说）
这个观点其实是十分牵强的,但是波动说并没有为此困惑多久。因为更加激动人心的胜利很快就到来 了。伟大的麦克斯韦于1856,1861和1865年发表了三篇关于电磁理论的论文,这是一个开天辟地的工 作,它在牛顿力学的大厦上又完整地建立起了另一座巨构,而且其辉煌灿烂绝不亚于前者。麦克斯韦的理 论预言,光其实只是电磁波的一种。这段文字是他在1861年的第二篇论文《论物理力线》里面特地用斜 体字写下的。而我们在本章的一开始已经看到,这个预言是怎么样由赫兹在1887年用实验证实了的。波 动说突然发现,它已经不仅仅是光领域的统治者,而是业已成为了整个电磁王国的最高司令官。波动的光 辉到达了顶点,只要站在大地上,它的力量就像古希腊神话中的巨人那样,是无穷无尽而不可战胜的。而 它所依靠的大地,就是麦克斯韦不朽的电磁理论。 *******饭后闲话:阿拉果( Dominique Fran. ois Jean Arago)的遗憾 阿拉果一向是光波动说的捍卫者,他和菲涅耳在光学上其实是长期合作的。菲涅耳关于光是横波的思 想,最初还是来源于托马斯·杨写给阿拉果的一封信。而对于相互垂直的两束偏振光线的相干性的研究,是 他和菲涅耳共同作出的,两人的工作明确了来自同一光源但偏振面相互垂直的两支光束,不能发生干涉 但在双折射和偏振现象上,菲涅耳显然更具有勇气和革命精神,在两人完成了《关于偏振光线的相互作用》 这篇论文后,菲涅耳指岀只有假设光是一种横波,才能完满地解释这些现象,并给出了推导。然而阿拉果 对此抱有怀疑态度,认为菲涅耳走得太远了。他坦率地向菲涅耳表示,自己没有勇气发表这个观点,并拒 绝在这部分论文后面署上自己的名字。于是最终菲涅耳以自己一个人的名义提交了这部分内容,引起了 学院的震动,而最终的实验却表明他是对的。 这大概是阿拉果一生中最大的遗憾,他本有机会和菲涅耳一样成为在科学史上大名鼎鼎的人物。当时 的菲涅耳还是无名小辈,而他在学界却已经声名显赫,被选入法兰西研究院时,得票甚至超过了著名的泊 松。其实在光波动说方面,阿拉果做出了许多杰出的贡献,不在菲涅耳之下,许多还是两人互相启发而致 的。在菲涅耳面临泊松的质问时,阿拉果仍然站在了菲涅耳一边,正是他的实验证实了泊松光斑的存在, 使得波动说取得了最后的胜利。但关键时候的迟疑,却最终使得他失去了"物理光学之父”的称号。这一桂 冠如今戴在菲涅耳的头上 上次说到,随着麦克斯韦的理论为赫兹的实验所证实,光的波动说终于成为了一个板上钉钉的事实。 波动现在是如此的强大。凭借着麦氏理论的力量,它已经彻底地将微粒打倒,并且很快就拓土开疆, 建立起一个空前的大帝国来。不久后,它的领土就横跨整个电磁波的频段,从微波到X射线,从紫外线到 红外线,从γ射线到无线电波……普通光线只是它统治下的一个小小的国家罢了。波动君临天下,振长策 而御宇内,四海之间莫非王土。而可怜的微粒早己销声匿迹,似乎永远也无法翻身了
这个观点其实是十分牵强的，但是波动说并没有为此困惑多久。因为更加激动人心的胜利很快就到来 了。伟大的麦克斯韦于 1856，1861 和 1865 年发表了三篇关于电磁理论的论文，这是一个开天辟地的工 作，它在牛顿力学的大厦上又完整地建立起了另一座巨构，而且其辉煌灿烂绝不亚于前者。麦克斯韦的理 论预言，光其实只是电磁波的一种。这段文字是他在 1861 年的第二篇论文《论物理力线》里面特地用斜 体字写下的。而我们在本章的一开始已经看到，这个预言是怎么样由赫兹在 1887 年用实验证实了的。波 动说突然发现，它已经不仅仅是光领域的统治者，而是业已成为了整个电磁王国的最高司令官。波动的光 辉到达了顶点，只要站在大地上，它的力量就像古希腊神话中的巨人那样，是无穷无尽而不可战胜的。而 它所依靠的大地，就是麦克斯韦不朽的电磁理论。 *********饭后闲话：阿拉果（Dominique Fran·ois Jean Arago）的遗憾 阿拉果一向是光波动说的捍卫者，他和菲涅耳在光学上其实是长期合作的。菲涅耳关于光是横波的思 想，最初还是来源于托马斯·杨写给阿拉果的一封信。而对于相互垂直的两束偏振光线的相干性的研究，是 他和菲涅耳共同作出的，两人的工作明确了来自同一光源但偏振面相互垂直的两支光束，不能发生干涉。 但在双折射和偏振现象上，菲涅耳显然更具有勇气和革命精神，在两人完成了《关于偏振光线的相互作用》 这篇论文后，菲涅耳指出只有假设光是一种横波，才能完满地解释这些现象，并给出了推导。然而阿拉果 对此抱有怀疑态度，认为菲涅耳走得太远了。他坦率地向菲涅耳表示，自己没有勇气发表这个观点，并拒 绝在这部分论文后面署上自己的名字。于是最终菲涅耳以自己一个人的名义提交了这部分内容，引起了科 学院的震动，而最终的实验却表明他是对的。 这大概是阿拉果一生中最大的遗憾，他本有机会和菲涅耳一样成为在科学史上大名鼎鼎的人物。当时 的菲涅耳还是无名小辈，而他在学界却已经声名显赫，被选入法兰西研究院时，得票甚至超过了著名的泊 松。其实在光波动说方面，阿拉果做出了许多杰出的贡献，不在菲涅耳之下，许多还是两人互相启发而致 的。在菲涅耳面临泊松的质问时，阿拉果仍然站在了菲涅耳一边，正是他的实验证实了泊松光斑的存在， 使得波动说取得了最后的胜利。但关键时候的迟疑，却最终使得他失去了“物理光学之父”的称号。这一桂 冠如今戴在菲涅耳的头上。 五 上次说到，随着麦克斯韦的理论为赫兹的实验所证实，光的波动说终于成为了一个板上钉钉的事实。 波动现在是如此的强大。凭借着麦氏理论的力量，它已经彻底地将微粒打倒，并且很快就拓土开疆， 建立起一个空前的大帝国来。不久后，它的领土就横跨整个电磁波的频段，从微波到 X 射线，从紫外线到 红外线，从 γ 射线到无线电波……普通光线只是它统治下的一个小小的国家罢了。波动君临天下，振长策 而御宇内，四海之间莫非王土。而可怜的微粒早已销声匿迹，似乎永远也无法翻身了