为什么爱因斯坦一生都没参透光的秘密？4个科学无法解释的光现象

1951年，爱因斯坦在给他的好友贝索的信中，曾极度伤感地说过这么一段话：

“什么是光量子？50年来我一直在认真思考着这个问题，可是哪怕连一步都没有接近答案。眼下像汤姆、迪克和哈利这样的人，都以为他们了解光量子，其实全都是错的！”

“汤姆、迪克和哈利”是谁呢？他们就是“张三、李四和王五”。爱因斯坦没有指名道姓，但却囊括了所有人。

我们知道，爱因斯坦因为用“光量子”概念成功解释了光电效应而获得了1921的诺贝尔物理学奖，但在30年后，他却坦言，自己从来都没有真正理解过光子是什么？

光真的有这么难理解吗？竟然困住了代表着人类智力巅峰的科学天才？

为了深刻理解光的神秘和诡异，今天我们就盘点下关于光的4个，现今科学依旧无法解释的现象，看了这篇文章，你势必会对日常所见的光有一个全新的了解！

一、光的部分反射现象。

众所周知，光的本质就是电磁波，但同时具有粒子性。在日常生活中我们经常会见到，当一束光射入玻璃表面时，有一部分会发生反射现象，而另一部分会折射穿过玻璃，那么，反射光和折射光的比值是多少呢？

诺奖获得者理查德费曼在他的一次公开课中曾描述过这样一个实验，让一束单色光按照特定角度射向一块玻璃，在玻璃内和玻璃外光反射的路径处各放置一个光接收器捕捉光子，以此来确定光的入射量和反射量。

最终的实验结果是，每射出100个光子，大约有96个光子被玻璃内的接收器捕捉到，而只有4个会被玻璃外的接收器捕捉到。

简单说，光的入射率96%，反射率4%。

那么问题就来了，作为单个光子，在射入玻璃表面的瞬间，它是如何决定该入射还是该反射的，如果光很任性，一切都是随机行为，那为何入射率和反射率又是确定的？

对此，科学家给出的结论是，我们永远无法解释单个光子的行为，我们只能确定一束光在特定入射角度下的反射概率值！

二、光诡异的偏振现象。

我们知道，波动有横波与纵波之分，振动方向与传播方向相同的是纵波，反之；振动方向与传播方向垂直的就是横波。光是电磁波，电磁波是由互相垂直的电场磁场产生的，因此，光属于横波。

横波有个特点，就是在传播过程中，只能通过与自己振动方向一致的狭缝。如果狭缝的方向是水平的，而某束光的振动方向是垂直的，那么这束光就无法通过该狭缝。

这里问题就出现了，如果光仅仅具有波动性，之前的逻辑没毛病，但光还具有粒子性，如果我们逐一地向狭缝发射单个光子会怎样呢？

实验结果是只要光的振动方向和狭缝的方向是垂直的，光就无法通过，这就太不可思议了，这就类似你向栅栏扔石子，栅栏口是竖着就可以扔进去，但横着就扔不进去，即使石子的大小远远小于栅栏口。

但更绝的还在后面，如果我们把水平狭缝旋转45度，还是之前的那束光，就会有一半的光子能通过，一半的光子无法通过；

如果把狭缝再次旋转一个角度，那束光会自动调整通过的概率来匹配狭缝角度，这简直无法理解，光子仿佛有意识，能够识别狭缝的角度，而且还时刻互通着消息，你发出100个光子，在45度的狭缝中，通过与被挡住的光子数正好各是50。

光的偏振现象使许多科学家都伤透了脑筋，但最终也没有合理的解释。

三、光速恒定不变。

根据传统认知，运动都是相对的，火车的时速是60公里，你在车顶以时速5公里同向奔跑，那从地面上测得的你的速度就一定是时速65公里，但这个逻辑并不适用于光速。

一束光无论是在地面上，还是在宇宙飞船中，测量者也无论是在哪里，测得的光速永远是一个固定值。这简直太荒谬了，但却被无数实验验证是正确的。

许多科学家认为，光速中包含着两个概念，时间和空间，如果我们解开了光速不变的秘密，或许就能揭开时间和空间的真相。

四、光子静止质量为零。

根据狭义相对论的质能方程，光子如果想在真空中达到光速，静止质量势必为零，但这个结论在科学界一直没有达成共识，直到希格斯玻色子的发现。

根据希格斯机制，粒子质量的获得是由于和希格斯场发生了耦合现象，光子因为不和希格斯场产生相互作用，所以没有质量。

希格斯场貌似解决了各粒子的质量问题，但又出现了一个新问题，就是为何光子不和希格斯场耦合？

这个问题目前还没有答案，科学家们正在探索中。

爱因斯坦去世已经半个多世纪，但当今科学界对于光的理解，并没有进步多少！

好了，今天的分享就到这里，关于诡异的光现象，你有什么看法，请在评论区留言，下次见！