星期一、三、五它是一個(gè)波，星期二、四、六它是一個(gè)粒子，星期天物理學(xué)家休息。

根據(jù)愛(ài)因斯坦的光量子假說(shuō)，光是一種粒子。每一個(gè)光量子的能量正比于光波的頻率，比例系數(shù)是普朗克常數(shù)。普朗克常數(shù)是一個(gè)數(shù)值很小的物理常數(shù)，這意味著每一個(gè)光量子的能量是很小的。舉一個(gè)例子，我們最熟悉的可見(jiàn)光，波長(zhǎng)在400納米到760納米之間，取一個(gè)中間值600納米做計(jì)算。把波長(zhǎng)600納米轉(zhuǎn)換成頻率就是5×101?赫茲，普朗克常數(shù)等于6.626×10?3?焦·秒，這兩個(gè)數(shù)字相乘大約等于3.3×10?1?焦。這個(gè)能量剛好落在視覺(jué)細(xì)胞的能量響應(yīng)區(qū)內(nèi)，因此，我們的眼睛能夠感受到可見(jiàn)光。視覺(jué)細(xì)胞能夠感受可見(jiàn)光是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果。

相對(duì)于宏觀物體而言，微觀粒子的能量都很小，如果仍然用“焦”做能量的單位，則能量的數(shù)值太小了，使用起來(lái)不方便。因此，物理學(xué)家引入一個(gè)輔助單位“電子伏”做能量的單位。當(dāng)一個(gè)電子在靜電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，每通過(guò)1伏特電勢(shì)差，就會(huì)獲得1電子伏的能量，這個(gè)能量等于1.602×10?1?焦。按照這個(gè)換算關(guān)系，可見(jiàn)光的一個(gè)光子具有的能量大約為2電子伏。一束光包含了大量光子，而每一個(gè)光子的能量是如此之小，以致用常規(guī)的方法根本就檢測(cè)不到單個(gè)光子的存在，能量呈連續(xù)分布。

我們知道，關(guān)于光的本性的問(wèn)題，歷史上曾經(jīng)有過(guò)一段很長(zhǎng)時(shí)間的爭(zhēng)論?；莞沟热嗽?jīng)相信，光是一種波，是以太粒子抖動(dòng)狀態(tài)的傳播。牛頓則認(rèn)為，光是一種粒子。由于當(dāng)時(shí)牛頓的威望在惠更斯之上，人們普遍相信牛頓的想法，直到托馬斯·楊做了光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，事情才有了一個(gè)比較清晰的結(jié)局。雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的結(jié)果明確地告訴人們，光是一種波。幾十年之后，由于麥克斯韋的電磁理論的創(chuàng)立以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)獲得全面的勝利。然而，作為檢驗(yàn)電磁理論實(shí)驗(yàn)的一個(gè)副產(chǎn)品，光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)卻復(fù)蘇了光是一種粒子這種觀念。

那么，光是一種波還是一種粒子呢？新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)令人們舍棄光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)呢？顯然，波動(dòng)學(xué)說(shuō)和粒子學(xué)說(shuō)兩種觀念都有明確的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是波動(dòng)學(xué)說(shuō)的虔誠(chéng)的布道者，光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)則是粒子學(xué)說(shuō)的堅(jiān)定的支持者。因此，光具有兩種不同的屬性，在不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件下，我們必須用不同的屬性來(lái)解釋光的行為，光是波動(dòng)與粒子這兩種屬性的統(tǒng)一體。

在經(jīng)典力學(xué)范疇內(nèi)，波與粒子是兩種互不相容的觀念。一個(gè)粒子只能孤立地定域在空間中特定的位置，而一個(gè)波則可以連續(xù)地伸展在一片空間中。在新的觀念中，這樣兩種互不相容的屬性被統(tǒng)一到一個(gè)物理客體中，這是如何做到的呢？或者說(shuō)光到底是什么？也許正像愛(ài)因斯坦在生命的暮年時(shí)曾經(jīng)感嘆過(guò)的那樣，對(duì)于光量子是什么這個(gè)問(wèn)題，我們依然沒(méi)有找到答案。

一種新的物理觀念是否能夠被人們接納，重要的不是如何去理解這個(gè)觀念，或者這個(gè)觀念有什么實(shí)用價(jià)值，而是這個(gè)觀念到底有沒(méi)有證據(jù)。光具有波粒二象性，證據(jù)來(lái)自極微弱光強(qiáng)下的多時(shí)間段曝光照相實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，在顯示屏幕的位置放上照相底片，把本來(lái)顯示在屏幕上的圖像用照相的方法拍攝下來(lái)。在同一臺(tái)儀器上以及同樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中拍攝多張照片，不同的照片曝光時(shí)間的長(zhǎng)短不一樣。結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 如果曝光時(shí)間很短，照片上只是隨機(jī)地分布著若干個(gè)光點(diǎn)，這顯示出光具有粒子的特性；如果曝光時(shí)間比較長(zhǎng)，照片上就顯示出通常的干涉條紋，這顯示出光具有波動(dòng)的特性。

19世紀(jì)末，在圍繞光的問(wèn)題上，物理學(xué)遇到了重大的危機(jī)。第一個(gè)危機(jī)是關(guān)于光的傳播的問(wèn)題，1905年，愛(ài)因斯坦創(chuàng)立的狹義相對(duì)論完美地解決了這個(gè)問(wèn)題；第二個(gè)危機(jī)是關(guān)于光的輻射的問(wèn)題，普朗克和愛(ài)因斯坦提出的量子化的觀念，為這個(gè)問(wèn)題的解決奠定了基礎(chǔ)。隨著相對(duì)論和量子論的誕生，物理學(xué)迎來(lái)了一個(gè)新的紀(jì)元。