哥伦布的谎言

15 世纪末叶，西班牙航海家哥伦布远航至太平洋的一个小岛。漫长的航程使他们急需补充足够的食品、淡水和其它航海物资。岛上的土著居民对突然光临的来客充满敌意和警惕。他们拒绝提供食品、淡水和物资，并催哥伦布一行迅速离开。随着物资日渐告罄，生命面临着死亡的威胁，哥伦布如何改变这种困苦的局面呢？

通晓天文的哥伦布在绝望中突然计算出近日内将发生一次难得的日全蚀。他抓住这个天赐的良机，当即在岛上四处散布：“我是神派来的使者。神让你们向我提供一切。如果你们不给我食品，我将不给你们太阳。”果然，日全蚀发生了，天地一片黑暗。无知、愚昧，对太阳神顶礼膜拜的土著酋长惊慌失措，果真相信了哥伦布是神的化身。他害怕永远失去太阳，失去光明。他在最短的时间内就收集了岛上最好的食品和物资，为哥伦布提供了足够的给养。这一变化使哥伦布的处境得到了根本的改变。在补充足了应备的物资后，哥伦布的航船扬帆续航。这便是“哥伦布的谎言”。

如果说哥伦布利用了土著人的愚昧无知以谎言保全了性命，完成了航海使命。那么土著人对太阳和光芒的崇拜更是从另一个方面反映了光在人类社会生活中所占有的重要地位。哥伦布和土著酋长的相互利用，与其说是利益的交换，更不如说是一种价值观和认识观的交换。其实，人类对光的认识和追求曾经蒙受的欺骗何止如此呢？还有着多少与“哥伦布谎言”一样的结局呢？

20 世纪以前，人们一直都以为光线在任何空间都是直线传播的。1915

年，年仅 36 岁的物理学家爱因斯坦提出了大胆的理论：恒星发出的光线在太

阳近旁掠过时会发生弯曲传播，其偏转的弧度是 1.7 秒。这一预言，在全世界引起轰动，1919 年，英国皇家科学院派出的两支天文考察队分别在南美和西班牙两地，对当年发生的日全蚀现象进行观测，测出光线的实际偏转角度为 1.64 秒，这结果与爱因斯坦理论中的预言竟如出一辙，惊人地一致。

牛顿是世界历史上最伟大的科学家，是经典力学的创始人。因此，他非常擅长用力学的观点去解释和分析生活中看到的光。在 17 世纪末，牛顿把这种观点理论化，认为光是由无数微粒状物质组成的，有质量、有能量，提出了光的微粒说。此后，另一位物理学家惠更斯，提出了光的波动学说，认为光是一种波。当时，在这两种学说的交锋中，在科学界享有极高威信和声誉的牛顿占了上风。到 19 世纪初，波动学说卷土重来，以大量的实验现象否定

了牛顿的理论。此后，两种学说各执一词，各抒己见。直到 19 世纪末、20 世纪初，普朗克发现了基本作用量子，爱因斯坦把量子的概念引入到光学研究中，从而结束了微粒说与波动说近三个世纪的争论。如果今天我们来认识牛顿和惠更斯的争论，那么他们两人都只说对了一半。他们的理论都是“局部的真理”或者干脆说是“局部的谎言”。就是这些“局部的谎言”把人对光的认识从 17 世纪一直“欺骗”到 20 世纪初。是什么样的认识观能把两个

理论融合在一个对立统一体中呢？ 19 世纪中期一群德国哲学家引起的思想革命，使哲学辩证观深深影响了普朗克、爱因斯坦这样的德国青年，以致于他们后来的自然科学发现又引发了新的哲学思想变革。

我们让一束光分别通过一个小孔或障碍物，或通过两个反射镜反射，或照射方解石晶体时，会产生衍射、干涉、偏振的现象。这是我们用最简易的

手段可以观察到的光现象。这说明了光是一种波。

当光照射到我们身上，我们会感觉到温暖，光辐射能转换成热能，于是我们知道光具有能量，能产生热效应；当某些金属或半导体受到光的照射，会发射电子，我们称之为光电效应，于是就有了今天的光电管、光电倍增管等光电元件；当我们不留神把照相底片曝露在光线之下，底片会失去作用时，我们根据光的这种化学效应发明了照相技术。这些效应又说明了光是一种粒子。

科学家们在长期观察各种光学现象和光学效应的基础上，认清了光的本质：光是波动的粒子（或光量子）。光的本质特性就是具有波粒二像性。牛顿和惠更斯的分歧在这里得到调和。

光的波动，使我们看到了光的衍射、干涉和偏振效应；光粒子，具有质量、能量和动量，在与物质发生作用、碰撞时，会产生光、电、热和化学效应。这是人们在经历了蒙蔽、愚昧之后，对光所具有的新的认识，也是人们更进一步对光研究的起点。人们在探寻光的本质、光的传播、光的现象和效应的同时，希望更加进一步丰富光的理论，加强对光的了解和利用。对光本质的认识，揭开了用量子理论研究光学问题的序幕，也由此奠定了激光产生的基础理论。

这是人们在经历了蒙蔽、愚昧之后，对光所具有的新的认识，也是人们对光的问题的研究进一步深入的起点。人们探寻光的本质、光的传播和现象、光与物质的作用、光的效应⋯⋯。人们丰富光的基本理论，加深对光的研究和认识，这是发明激光的基础。激光也是一种光，是人从一定的自然物质中激发创造出来的。就仅仅从光这个角度上讲，激光和普通光的本质一样，只是特性不同，因而产生的效应不同。从这个意义上讲，激光的产生是光学研究发展的必然。对激光追求、探索、发明的过程，也就是对光的研究、发展、认识的过程。