历史争论
17–18 世纪：牛顿主张光是微粒（能解释直线传播和反射）；惠更斯主张光是波（能解释干涉和衍射）。
19 世纪初：托马斯·杨的双缝干涉实验和菲涅耳的工作，确立了光的波动说。
19 世纪末：麦克斯韦把光统一为电磁波。
20 世纪初：光电效应和黑体辐射无法用纯波动理论解释，爱因斯坦提出光由光子（光量子）组成。
结论：光既不是经典的波，也不是经典的粒子——它在不同的实验中表现出不同的性质。
波动性的证据
一、干涉
双缝实验：光通过两条狭缝后，在屏上形成明暗相间的干涉条纹。
这是波的特征——两列波叠加时，相位相同处加强（亮），相位相反处抵消（暗）。
二、衍射
光遇到障碍物或小孔时会"弯散"开来，偏离直线传播。
这也是波的特征，并解释了光学仪器的分辨率极限（衍射极限）。
三、偏振
光是横波，可以被偏振片筛选振动方向——这是波的特征。
粒子性的证据
一、光电效应
光照射金属会打出电子。但实验发现：
- 能否打出电子，取决于光的频率，而非强度；
- 存在截止频率——低于某个频率，无论多强的光都打不出电子；
- 电子的动能只与频率有关，与光强无关；
- 光强只影响打出电子的数量。
波动理论无法解释这些——按波动说，只要光足够强（能量足够），任何频率都应该能打出电子。
爱因斯坦的解释（1905）：光由一个个能量为 E = hν 的光子组成。一个光子把全部能量给一个电子。
- 频率越高，单个光子能量越大 → 能打出电子；
- 光强越大，光子数量越多 → 打出的电子越多。
这个工作让爱因斯坦获得了 1921 年的诺贝尔物理学奖。
二、康普顿散射
X 射线与电子碰撞后波长变长——这可以用光子与电子的弹性碰撞（动量守恒）完美解释。
这是光具有动量（粒子属性）的直接证据。
如何统一理解
关键认识（玻尔的互补原理）：
波动性和粒子性是光的互补属性。在同一次实验中，你只能观察到其中一种——你设计什么样的实验，就看到什么样的性质。
现代量子力学的回答：
光由量子化的电磁场描述。它既不是经典波也不是经典粒子，而是一种量子对象：
- 它的传播过程由波函数（概率幅）描述，表现出干涉、衍射；
- 它与物质的相互作用（吸收、发射、探测）是局域的、一份一份的——表现出粒子性。
单光子双缝实验：
即使一次只发射一个光子，长时间累积后，屏上仍会形成干涉条纹。
含义：每个光子都与"自己"干涉（概率幅的叠加），但探测器上每次只在一个点接收到一个完整的光子。
这是量子力学最深刻的实验之一。
不只是光
德布罗意（1924）提出：不仅光，所有物质粒子（电子、质子、甚至分子）都具有波长：
λ = h / p
（波长 = 普朗克常数 / 动量）
这已被实验证实——电子衍射、中子衍射、甚至大分子（如富勒烯 C60）的干涉实验都观测到了。
为什么日常物体不显示波动性：因为宏观物体的动量很大，德布罗意波长小到无法测量。
一个常见误解
"光有时是波，有时是粒子，会来回切换。"
不准确。 光始终是量子对象。说它"是波"或"是粒子"，是我们用经典语言去描述量子世界的不完美类比。
说明：本文为量子物理的知识整理。