哪些事实证明光的粒子性,证明光的粒子性实验有

朝永振一郎，施温格（Julian Schwinger），费曼（Richard Feynman）

费曼用“路径积分”的概念建立起具有他自己特色的量子力学体系。他提出，通过把具有特定相位因子的粒子的每条时空路径叠加求和，可以得到跃迁几率幅。由此出发，费曼推出关于量子电动力学的图形表达，使得这个理论更易于掌握。在费曼图中，光子和电子是时空图中的线。当时空图中的粒子线相交时，就产生能量、动量以及其他性质交换的相互作用。费曼图现在是用于理论预测的标准方法。

然而，对于许多实际应用而言，量子电动力学太过高级，因此它通常只作为高等研究生课程。每位刚入门的物理系学生不得不与二象性问题继续作斗争，同时允许光的粒子性和波动性存在，然而这两种性质又彼此互斥（正如玻尔在1927年提出互补原理所描述的那样）。

在此推荐基于广受欢迎的费曼讲座整理而成的一本入门书：《QED：光和物质的奇异理论》（QED：The Strange Theory of Light and Matter），在这本书里，费曼用通俗易懂的语言介绍了自己版本的量子电动力学，甚至叙述了如何从量子电动力学推导出几何光学的定律。

光束或者电子束的实验结果已经表明，波动性和粒子性都可以被同一实验观测到。要想产生干涉现象，那么束源和探测器之间就必须要有多条路径存在。干涉现象需用波动性来进行解释。当束源强度降到足够低时，可以在探测器上看到一次又一次的粒子撞击。此时能量量子局域在时空中就像一个粒子。

电子双缝实验装置示意图。电子束有两条路径到达探测器。| 图片来源：A. Tonomura et al. : American Journal of Physics 57 (1989) 117

探测器信号显示在电视监视器上，从而产生一组成像画面。第一帧画面拍于早期，最后一帧画面是经过长时间碰撞收集后产生的。随着独立粒子碰撞次数的增多，干涉条纹逐渐显现出来。

现代高科技使得利用光子、电子或是原子来设计一些相当复杂精细的实验成为可能，而当用波动性或粒子性二者之一去描述这些实验时，会产生令人难以置信的结果。

1979年诺贝尔物理奖授予格拉肖（Sheldon Glashow）、萨拉姆（Abdus Salam）和温伯格（Steven Weinberg），以表彰他们对于基本粒子间的弱相互作用和电磁相互作用的统一理论，包括对弱中性流的预言的贡献。

1984年诺贝尔物理奖授予鲁比亚（Carlo Rubbia）和范·德·梅尔（Simon van der Meer）以表彰他们对导致发现弱相互作用的传递者——场粒子W和Z这一宏大项目的决定性贡献。

本文翻译自nobelprize.org ，原文题目为“The dual nature of light as reflected in the Nobel archives”，戳左下角“阅读原文”可查看。

特 别 提 示

1. 进入『返朴』微信公众号底部菜单“精品专栏“，可查阅不同主题系列科普文章。

2. 『返朴』开通了按月检索文章功能。关注公众号，回复四位数组成的年份 月份，如“1903”，可获取2019年3月的文章索引，以此类推。

版权说明：欢迎个人转发，任何形式的媒体或机构未经授权，不得转载和摘编。转载授权请在「返朴」微信公众号内联系后台。

《返朴》，科学家领航的好科普。国际著名物理学家文小刚与生物学家颜宁共同出任总编辑，与数十位不同领域一流学者组成的编委会一起，与你共同求索。关注《返朴》（*fanpu2019）参与更多讨论。二次转载或合作请联系fanpusci@163.com。