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光，无处不在，看似简单，很可能蕴藏着宇宙的终极奥秘。毫不夸张地说，人类的科学发展史，就是对光本质的研究史。人类对光的研究早就一千多年前就开始了，不过对于光到底是粒子还是波的问题，经历了长达几百年的争论。  那么，光到底是粒子还是波呢？ 简单回答，光是波，就是波，只能是波。那么，光的波粒二象性到底是怎么回事呢？是不是说明光既是粒子又是波呢？ “既是粒子又是波”的说法本来就是矛盾的，是不严谨的。波粒二象性只是光特性的一种形象表达，具有波的特性，也具有粒子特性。但本质上来讲，光其实就是波。  而麦克斯韦提出了电磁理论也表明了光的本质，光就是一种电磁波。平时我们所说的光，指的是可见光，只是电磁波谱中非常狭窄的一小部分。 那么，既然光是一种波，为什么会表现出粒子特性呢？比如说在光的双缝实验中就能表现出粒子特性，还有著名的光电效应，也同样表现出了光的粒子性。  我们平时所说的光子，其实是“光量子”，是不可再分的最小能量单位。光量子的概念意味着能量并不是连续的，而是存在最小的能量单位，那就是光量子，能量只能以光量子的整数倍存在。 所谓的光的粒子性，通俗来讲就是“能量包”的表现形式，能量的聚集就会表现出粒子性，而能量的离散就会表现出波的性质。  往深了讲，不仅仅是光子，其他基本粒子，比如说电子，中子，质子，中微子等都不是粒子，本质上来讲都是波。 你没看错，电子并不是我们想象中像玻璃球那样的实体粒子，而是波，就是波，只能是波。 从这点上来讲，电子与光子并没有本质上的不同，因为两者都是波。那么，该如何理解电子是波不是粒子呢？  根据最前沿的量子场论来理解。该理论认为，万物起源于场，最初的宇宙并不是空无一物，而是充满了各式各样场，比如说电磁场，电子场，中子场，中微子场，希格斯场等，这些场一开始都处于基态，也就是最稳定的状态。 根据量子力学的不确定性原理，处于基态的场总会受到扰动，从而成为激发态。受到激发的场就会形成波动，从而形成各种基本粒子，电子场形成电子，中子场形成中子。  处于基态的场就像是风平浪静的大海，受到扰动的场就像是波涛汹涌的大海，而基本粒子就像是大海表面溅起的浪花。 处于基态的场并不是没有能量，仍然具有最低的能量。受到激发的场会会产生“能量包”或者“波包”，也就是各种基本粒子。 也就是说，世界的本源就是场，场的激发可以涌现出能量，形成基本粒子，而基本粒子组成了如今我们看到的丰富多彩的世界。  所以如果下次有人问你光是粒子还是波，不要再说“光既是粒子又是波”了，任何物体都不可能既是粒子又是波。光只是同时具有波和粒子的特性，光的频率越高，波长越短，就会更容易表现出粒子性。反之，光的频率越低，波长越长，就会更容易体现出波动性。 最后你可能还会问：最初的场到底是怎么来的？只能送给你三个字：不知道。  非要答案的话，也可以这么回答你：世界上重要存在着某些东西，而这些东西就被定义为“场”，可以通俗理解为某种“混沌”状态。因为按照量子力学原理的诠释，绝对的真空是不存在的，没有“一无所有”的状态，所以宇宙一开始就存在着某些东西，也就是场。 宇宙并不是凭空产生的！  当然，量子场论也并非宇宙的终极至理，还有更前沿的弦理论，认为宇宙万物都是由更小的最基本的弦组成的，弦会以不同形式振动，不同的振动就会产生不同的基本粒子。不过目前弦理论更多的只是体现在数学层面，很难在实验中得到验证。 无论如何，人们对光本质的研究不会停止，因为科学家坚信，光很可能蕴藏着宇宙的终极奥秘，量子场论和弦理论一定不会是科学理论的终点，还会有更高级的大自然法则在等待着人类！ |
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