日期：2014-10-11 16:56:03

粒子，还是波？

一时之间，光以其扑朔迷离的身世牵动着无数科学巨匠的心。就连善于舞弄射线的英国实验家威廉·亨利·布拉格（William Henry Bragg）——他凭借运用X射线的衍射特性研究晶体结构所取得的开创性突破，与儿子威廉·劳伦斯·布拉格（William Lawrence Bragg）共同分享了1915年的诺贝尔物理奖——也曾抱怨道：“我在星期一、星期三、星期五讲解粒子理论，却在星期二、星期四、星期六向学生们灌输波动学说；可怜的物理学，你难道精神分裂了么？”而布拉格的幽默立马就收到一记绝妙的应和，X射线——这位可见光位于电磁波高频段的兄长——也突然被粒子附了身。

就在密立根手捧诺贝尔的同一年，美国圣路易斯华盛顿大学的物理系主任亚瑟·康普顿（Arthur Compton）在利用X射线轰击自由电子的时候，注意到一个奇怪的想象：经由金属表面再散射回来的X射线分流作两个部分，一部分与原入射的X射线频率相同，而另一部分频率却有所削弱。这一现象从波的角度无论如何也解释不通，转个弯怎么会改变电磁波的频率呢？但如果把X射线看做一股奔腾的粒子流，问题就迎刃而解了：“射线子”撞向金属表面，热情地与自由电子相拥，同时把自身的一部分能量传递给了电子；因此，当X射线再度告别金属时，总能量有所减损，而失去的那部分能量恰好导致了频率的降低。正如桌上的撞球，白球代表单个的X射线颗粒，五颜六色的号数球则代表金属之中海量的自由电子。当白球以一定的初始速率撞击彩球，获得额外能量的彩球或四散奔逃、或略微晃动；而此后，改换方向折返的白球却因能量损失滚动速率大不如前（注：现实中的台球比赛还需考虑摩擦力等因素，情况更加复杂）。

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