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科普 》 上帝擲骰子嗎 》
第32節：章節標題(32)
曹天元 Capo
組成光的能量的這種最小的基本單位，愛因斯坦後來把它們叫做“光量子”（light quanta）。一直到了1926年，美國物理學家劉易斯（G.N.Lewis）纔把它換成了今天常用的名詞，叫做“光子”（photon）。
從光量子的角度出發，一切變得非常簡明易懂了。頻率更高的光綫，比如紫外光，它的單個量子要比頻率低的光綫含有更高的能量（），因此當它的量子作用到金屬表面的時候，就能夠激發出擁有更高動能的電子來。而量子的能量和光綫的強度沒有關係，強光衹不過包含了更多數量的光量子而已，所以能夠激發出更多數量的電子來。但是對於低頻光來說，它的每一個量子都不足以激發出電子，那麽，含有再多的光量子也無濟於事。
我們把光電效應想象成一場有着高昂入場費的拍賣。每個量子是一個顧客，它所攜帶的能量相當於一個人擁有的資金。要進入拍賣現場，每個人必須先繳納一定數量的入場費，而在會場內，一個人衹能買一件物品。
一個光量子打擊到金屬表面的時候，如果它帶的錢足夠（能量足夠高），它便有資格進入拍賣現場（能夠打擊出電子來）。至於它能夠買到多好的物品（激發出多高能量的電子），那要取决於它付了入場費後還剩下多少錢（剩餘多少能量）。頻率越高，代表了一個人的錢越多，像紫外綫這樣的大款，可以在輕易付清入場費後還買得起非常貴的貨物，而頻率低一點的光綫就沒那麽闊綽了。
但是，一個人有多少資金，這和一個“代表團”總共能夠買到多少物品是沒有關係的。能夠買到多少數量的東西，這衹和“代表團”的人數（光的強度）有關係，而和每一個人有多少錢（單個光子的頻率）沒關係。如果我有一個500人的代表團，每個人都有足夠的錢入場，那麽我就能買到500樣貨品回來，而你一個人再有錢，你也衹能買一樣東西（因為一個人衹能買一樣物品，規矩就是這樣的）。至於買到的東西有多好，那是另一回事情。話又說回來，假如你一個代表團裏每個人的錢都太少，以致沒人付得起入場費，那哪怕你人數再多，也是一樣東西都買不到的，因為規矩是你衹能以個人的身份入場，沒有連續性和積纍性，大傢的錢不能湊在一起用。
愛因斯坦推導出的方程和我們的拍賣是一個意思：
是激發出電子的最大動能，也就是我們說的，能買到“多好”的貨物。是單個量子的能量，也就是你總共有多少錢。P是激發出電子所需要的最小能量，也就是“入場費”。所以這個方程告訴我們的其實很簡單：你能買到多好的貨物取决於你的總資金減掉入場費用。
這裏面關鍵的假設就是：光以量子的形式吸收能量，沒有連續性，不能纍積。一個光量子激發出一個對應的電子。於是實驗揭示出來的效應的瞬時性難題也迎刃而解：量子作用本來就是瞬時作用，沒有積纍的說法。
但是，大傢從這裏面嗅到了些什麽沒有？光量子，光子，光究竟是一種什麽東西呢？難道我們不是已經清楚地下了結論，光是一種波動嗎？光量子是一個什麽概念呢？
仿佛宿命一般，歷史在轉了一個大圈之後，又回到起點。關於光的本性問題，幹戈再起，“第三次波粒戰爭”一觸即發。而這次，導致的後果是全面的世界大戰，天翻地覆，一切在毀滅後纔得到重生。
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飯後閑話：奇跡年
如果站在一個比較高的角度來看歷史，一切事物都是遵循特定的軌跡的，沒有無緣無故的事情，也沒有不合常理的發展。在時代浪尖裏弄潮的英雄人物，其實都衹是適合了那個時代的基本要求，這纔得到了屬於他們的無上榮耀。
但是，如果站在廬山之中，把我們的目光投射到具體的那個情景中去，我們也能夠理解一個偉大人物為時代所帶來的光榮和進步。雖然不能說，失去了這些偉大人物，人類的發展就會走嚮歧途，但是也不能否認英雄和天才們為這個世界所作出的巨大貢獻。
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