主题：【原创翻译】《量子》----第一部·量子 -- 奔波儿

杨生于1773年，家里有十个孩子，他是长子。两岁的时候，杨就能流畅地阅读书籍，六岁的时候，他已经把圣经通读两遍。另外，杨精通多国语言，他曾经为破译埃及的象形文字做出过重要贡献。杨还是一名训练有素的物理学家，因为他从一位叔伯那儿获得很大一笔馈赠，所以他从不为生计发愁，且可以随心所以专研自己喜欢的学问。杨对研究光的本质很感兴趣，他是从研究光和声音的异同入手的，最后发现“牛顿的光学体系存在一、两个问题”。他认为光的本质是一种波，为此他进行了一个实验，其结果宣告了牛顿的光粒子理论走到了终点。

杨将一束单色光照射到一块带有一个狭缝的幕布上。在通过这个狭缝以后，这束光又照射到第二块幕布上，这块幕布上有两个相互平行且间距很小的狭缝。就像汽车的头灯一样，这两个狭缝会变成两个新的光源，也就是杨所说的“两个离散点，从这两点开始，光向各个方向散射”。在第二块幕布背后相隔一段距离，还有第三块幕布，当光通过两个狭缝照射过来时，杨看见第三块幕布上面出现了一幅怪异的光带：中间为一条亮光带，在其两边为明暗相间排列的光带。

为了解释这些明暗相间的“条带”，杨用了类比的法子。如果在平静的湖面上同时扔进两个石头，且石头的落点间距很小，则两个石头都会在湖面上产生一圈圈向外传播的波纹。当两组波纹相遇的时候，如果是波峰遇到波峰或者是两个波谷相遇，则会相互叠加，从而产生更强的波峰或者波谷，即相长干涉（Constructive Interference）；但如果是波峰遇见波谷或者波谷遇见波峰，则两者在相遇点会相互抵消，且该点会平静如常，即相消干涉（Destructive Interference）。

在杨所做的实验中，通过两个狭缝的光波在照射到幕布之前，会像水波一样会相互干涉，则幕布上的亮条纹对应于相长干涉，而暗条纹对应于相消干涉。杨认为只有当光是一种波时，才能解释这种现象。如果光是牛顿所说的粒子，则只会在幕布上产生两条亮光带，在它们之间为黑暗；而那种明暗相间的条纹是不可能存在的。

1801年，杨首次提出干涉的观点并报告了他的初步结果，但他向牛顿挑战的行为招致人们的口诛笔伐。为替自己辩护，杨写了一部小册子，在里面他向大家阐述了自己对牛顿的认识：“尽管我非常敬仰牛顿的大名，但是我并不会因此就把他看作是完美无缺的化身。当我发现牛顿同样也会犯错误，而且他的权威在一定程度上甚至阻碍了科学的前进时，我深深地感到遗憾，而不是欣喜。”可惜，他的小册子只卖出去一本。

紧跟杨的脚步，一位法国土木工程师也从牛顿的阴影下走了出来。奥古斯丁·让·菲涅耳（Augustin-Jean Fresnel：1788～1827）比他的这位前辈年轻15岁，他在对杨的工作一无所知的情况下，也独自发现了干涉现象，不过只是晚了些日子而已。但是，和英国人相比，菲涅耳设计的实验更巧妙，也从而获得了更多的成果。在他把自己的结果公布出来，并给出了相应的数学分析以后，从1820年开始，越来越的人转而支持光波学说。菲涅耳让大家信服了波动理论比牛顿的粒子理论更能够准确地解释一系列光学现象。另外，他还回答了另外一个困扰了光波理论很久的问题，也就是为什么光无法拐弯。他认为这是因为光波的波长只有声波波长的几百万分之一，因此当直线传播的光波出现弯曲时，人们很难去观测出来。波只有在遇到比其波长短的物体时，才会发生弯曲，声波波长非常长，因而能绕过其传播过程中所遇到的大部分障碍物。

第二章·专利奴隶（14）

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