日期：2014-10-11 16:56:03

粒子，還是波？

一時之間，光以其撲朔迷離的身世牽動著無數科學巨匠的心。就連善於舞弄射線的英國實驗家威廉·亨利·布拉格（William Henry Bragg）——他憑藉運用X射線的衍射特性研究晶體結構所取得的開創性突破，與兒子威廉·勞倫斯·布拉格（William Lawrence Bragg）共同分享了1915年的諾貝爾物理獎——也曾抱怨道：“我在星期一、星期三、星期五講解粒子理論，卻在星期二、星期四、星期六向學生們灌輸波動學說；可憐的物理學，你難道精神分裂了麼？”而布拉格的幽默立馬就收到一記絕妙的應和，X射線——這位可見光位於電磁波高頻段的兄長——也突然被粒子附了身。

就在密立根手捧諾貝爾的同一年，美國聖路易斯華盛頓大學的物理系主任亞瑟·康普頓（Arthur Compton）在利用X射線轟擊自由電子的時候，注意到一個奇怪的想象：經由金屬表面再散射回來的X射線分流作兩個部分，一部分與原入射的X射線頻率相同，而另一部分頻率卻有所削弱。這一現象從波的角度無論如何也解釋不通，轉個彎怎麼會改變電磁波的頻率呢？但如果把X射線看做一股奔騰的粒子流，問題就迎刃而解了：“射線子”撞向金屬表面，熱情地與自由電子相擁，同時把自身的一部分能量傳遞給了電子；因此，當X射線再度告別金屬時，總能量有所減損，而失去的那部分能量恰好導致了頻率的降低。正如桌上的撞球，白球代表單個的X射線顆粒，五顏六色的號數球則代表金屬之中海量的自由電子。當白球以一定的初始速率撞擊綵球，獲得額外能量的綵球或四散奔逃、或略微晃動；而此後，改換方向折返的白球卻因能量損失滾動速率大不如前（注：現實中的檯球比賽還需考慮摩擦力等因素，情況更加複雜）。

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