从天空中最遥远的恒星到脸前的屏幕，光无处不在。但是，光的确切本质及其旅行方式一直困扰着科学家。一个问题特别是从伊萨克·牛顿（Issac Newton）到阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）的烦恼的思想家：是粒子还是波浪？
“光是粒子还是波是一个非常古老的问题，”Riccardo Sapienza伦敦帝国学院的物理学家告诉《现场科学》。作为一个物种，我们似乎被迫了解我们周围世界的基本本质，这个特殊的难题使19世纪的科学家忙碌。
今天，毫无疑问：光既是粒子又是波浪。但是，科学家如何得出这个令人难以置信的结论？
起点是科学区分波和颗粒。 Sapienza说：“如果可以将其识别为空间点，则将其描述为粒子。” “波浪是一个您不能将其定义为空间点的对象，您需要给出振荡频率和最大值和最小值之间的距离。”
托马斯·杨（Thomas Young）表演了他现在著名的光，这是光的第一个结论性证据是在1801年双缝实验。他在光源的前面放了一个带有两个孔的屏幕，并在光线穿过缝隙后观察到了光的行为。撞到墙壁的光显示出复杂的明亮和黑暗带的模式，称为干涉条纹。
当光波穿过每个孔时，它们产生的部分波辐射出球体，相互拦截，并增加或减去最终强度。
Sapienza说：“如果光是粒子，您最终会在屏幕的另一侧有两束。” “但是我们有干扰，我们在屏幕后到处都看到光线，而不仅仅是孔的位置。这证明了光确实是一波。”
八十六年后，海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）成为第一个展示光的粒子性质的人。他注意到，当紫外线在金属表面上发光时，它会产生电荷- 一种称为光电效应的现象。但是，直到很多年后，他的观察的意义才完全理解。
有关的：光速是多少？
原子包含固定能级的电子。因此，预计它们上的光线有望赋予电子能量，并使它们能够从原子中逃脱，并以更明亮的光释放电子逃脱。但是在赫兹工作之后的实验中，几种不寻常的观察似乎完全与对物理的古典理解相矛盾。
是爱因斯坦谁终于解决了这个难题，他被授予1921年诺贝尔奖。原子实际上并没有连续吸收光线，而是在称为光子的光包中接收能量，解释了奇怪的观察结果，例如存在截止频率。
但是，什么决定光作为波还是粒子的表现？根据Sapienza的说法，这不是要问的正确问题。他说：“光有时不是粒子，有时是波浪。” “这既是波浪又是一个粒子。这只是我们根据我们进行的实验来突出显示其中一种属性。”
在日常生活中，我们大多会体验到一波，而这种形式使物理学家认为最有用。
Sapienza说：“有一个称为超材料的整个领域 - 通过与光具有相同特征的材料来增强光与材料的相互作用，并控制波浪。” “例如，我们可以制作可为能量产生或超材MRI探针吸收光的太阳能吸收器，这些探针更加有效。”
但是，Light的双重性质，称为波粒二元性，对于我们所知的世界存在绝对至关重要。这种奇怪的双胞胎行为也延伸到其他量子颗粒，例如电子。
“如果没有量子力学Sapienza说，使用特定状态的电子。“如果您消除了它是粒子的事实，则可以删除它具有特定能量和生命的事实。”
