牛頓與惠更斯之爭：光是粒子還是波？兩個人的撕X持續了 300 年

牛爵爺可以說是物理史上最偉大的科學家之一了，能和他比肩的也就愛因斯坦或者阿基米德了，不過除了光輝的科學成就，牛爵爺可以說是科學界的撕 X 典範，正面 PK、隔空對罵、秋後算賬等手段技術運用的爐火純青。

而其最精彩的一次撕 X 就是和法國科學院的大哥大惠更斯之爭，可以說是科學史上參與人數最多、持續時間最長、對科學界貢獻最多的一次撕 X 。這兩人的撕 X 甚至並沒有因為二人的去世而終結，他們的繼任者在這 300 年的時間裡紛紛下場對撕，其中不乏托馬斯·楊、薛定諤、海森堡這樣的大牛。

這兩個人之間的紛爭離不開一個人，也就是牛頓的老對頭胡克，這兩個人真的是到了水火不容的程度。

胡克，被稱為“英國達芬奇”。胡克也是一位非常偉大的科學家，在20多歲，還只是“區區”大學生的胡克，就發現了彈性力學的基本定理——胡克定律。

這個人最六的是基本哪個領域，都玩的轉。物理學發現了胡克定律。機械製造領域，改良了顯微鏡。在光學和生物學上也有重要成就，首次發現“細胞”（其實是細胞壁，這裡要注意和列文虎克貢獻的區別），“cell”這個詞沿用至今。沒錯，“微生物學”之父就是他。閒的沒事，看看星星，觀測到了火星運動的軌跡。輕輕鬆鬆開了N個學科有木有。

胡克繪製的細胞結構圖

胡克甚至在建築領域也頗有所長。1666年，倫敦大火，一萬三千間民房被焚，是倫敦有史可載上最大的一次火災。胡克便以助手及測量員的身份，隨行英國皇家學會的建築大師雷恩爵士迅速投入到倫敦的重建當中去，設計了一批優美古雅的建築，後來的格林尼治天文臺，也是出於二人之手。

格林尼治天文臺

這兩個人的矛盾衝突點起源於牛頓發明了第一版反射望遠鏡，這入侵了胡克最擅長的領域，嫉妒的胡克仗著自己是英國皇家學會實驗主任，直接在英國皇家學會說他抄襲。

然而碰上了吵架能手牛頓，直接抓住要害，要求胡克拿出實物，最終胡克沒有拿出實物，不了了之。

後來嫉妒心強的胡克在多個場合懟上牛頓。可惜都沒有懟贏。報復心強的牛頓也屢屢拆胡克的臺。

大部分人都認為，萬有引力定律是牛頓憑藉一己之力推算出來的，事實上並非如此。事實上早在牛頓之前，開普勒就提出了行星三大運動定律，而胡克更厲害，1674年，胡克發表了一本名為《試證地球的運動中》的著作。胡克在這本書中闡述了自己的行星運動理論：一切天體都具有傾向起中心的吸引力或重力（似乎是在講萬有引力）；天體在未受其他使其傾斜的作用力前保持直線運動不變（彷彿又在講牛頓第三定律）；離吸引中心越近，吸引力越大；行星的運動是慣性、外在引力和自身引力共同作用的結果。

然而，他有個致命的弱點，就是數學不太好......

因為數學不好，胡克只能用他的公式來解釋行星繞日的圓周運動，其他情況就無能為力。1679年，胡克給牛頓寫信求救（這是心有多大）。這時候，數學成績爆表的牛頓跑了出來，搞定了剩下的所有問題，結果震驚整個物理學界，被大家認為是萬有引力定律的發現者。並且還發表了一部具有劃時代意義的論文集，在牛頓筆下誕生了。那就是物理界的聖經——《自然哲學的數學原理》。

《自然哲學的數學原理》英文版

這時候胡克不服啊，“明明是老子先發現的定律，咋就成你牛頓的成績了呢？

兩個人之間的對撕就此展開。

胡克當時氣的啊，他隨後把這件事告訴了牛頓的好基友哈雷，暗示自己早就完成了引力定律的公式推導。於是，老實人哈雷來救場了。

哈雷給牛頓寫信，說胡克承認這個定律是牛頓證明的，但是牛頓至少應該在序言裡提一下胡克，畢竟這個東西還是胡克先發現的。牛頓看在好基友的面子上，做出了妥協。在《原理》中註解說明霍恩、胡克、哈雷曾各自獨立地發現了引力反比定律。

可是，傲慢嫉妒心超強的胡克沒有就此罷休，多次發表文章攻擊牛頓。於是牛頓在回信裡說了這麼一句話：“（胡克）至少必須節制一下他的虛偽。”並且，他在《原理》出版之前，把書裡面大部分涉及到胡克的引用統統刪掉了。

英國皇家學會

知道這件事的胡克，當時就被氣得一顛一顛，就差沒有原地爆炸了。

最後，胡克忍無可忍，上告英國皇家學會，說他盜用了自己的研究成果。牛頓也是夠賴皮，他死活不承認，於是兩人就在科學院上吵得不可開交。

牛頓首先就當頭一炮，承認收到了胡克的來信，而且拿出確鑿的證據證明自己在1665年就發現了這個定律，當時加上名字，完全是看在好基友哈雷的面子上。

直接打了胡克一個措手不及。

而且，牛頓直接在現場從新驗證了一遍，直接挑釁胡克，讓胡克也來推導一下。

胡克數學太爛，推導不出來，開始翻老帳，還進行人身攻擊（一句話：no zuo no die）。這下把牛頓可氣壞了，新仇舊賬一起算，直接開始怒懟。最終，胡克也沒有得到他想要的結果。

怒火攻心，又無處發洩，活生生把自己氣病了。

1703年3月3日，雙目失明的胡克帶著遺憾，在倫敦格雷欣學院去世了。而胡克去世後，牛頓就馬不停蹄地開展了他的報復工作。

倫敦格雷欣學院

當時已經在英國皇家學會擔任主席的牛頓，先是將皇家學會裡的胡克實驗室和胡克圖書館解散了，然後把胡克生前的所有研究成果、研究資料和實驗儀器要麼分散出去，要麼銷燬掉。到最後，甚至是胡克的唯一一張畫像，也沒有被放過。

於是，在此後的300年裡，胡克就一直被描述成是一個，多疑多病、沉默孤僻、愛爭功、難共事的人。是一個，因為先天生理的缺陷，而導致心理扭曲的變態。（不過胡克的確是一個傲慢、好大喜功、嫉妒心強以及比較低情商的人）

所以說，牛頓和胡克之間的對撕雖然緣起於胡克，但是也成為了牛頓一生的汙點。而牛頓與惠更斯之間的對撕，也有胡克的直接參與。

在 1660 年，牛頓的一生死敵胡克發表了他的光波動理論。他認為光線在一個名為發光以太的介質中以波的形式四射，並且由於波並不受重力影響，他假設光會在進入高密度介質時減速。胡克的光波動理論是光的波動說的雛形。

而與胡克死掐的牛頓則提出了相反的意見，牛頓一生在光學之上具有非常重大的貢獻，他甚至為了光學實驗不惜殘害自己的身體。

有一次為了觀察陽光使眼前產生的彩色光環，牛頓接連不斷地直視太陽，太陽光線對牛頓的眼睛造成了極大的損害，25年後牛頓在一封信中回憶到：自己的視力經過三天才恢復過來，那三天時間我用盡一切方法以逃出太陽的幻影。

而後面的一次實驗就驚心動魄了，當時，牛頓正在做關於光線和色彩的研究，他想弄明白人的眼睛到底是如何感受光線的，便做了這個實驗。牛頓在實驗筆記裡這樣描述：“我用一把鑽頂住眼眶骨頭和眼睛之間，儘可能地接近眼球處。將鑽子的尖端擠壓眼球的後面，使我的眼球突出，就會看到好一些白的、黑的和有顏色的光環……”

是的，他將一根針硬生生刺進了自己的眼球！

（牛頓筆記本內容摘錄）

所以你明白牛頓為了科研所做出的犧牲了吧。

胡克提出了光波動理論，但是牛頓他在法國數學家皮埃爾·伽森荻提出的物體是由大量堅硬粒子組成的基礎上，根據光的直線傳播規律、光的偏振現象，最終於 1675 年提出假設，認為光是從光源發出的一種物質微粒，在均勻媒質中以一定的速度傳播。微粒說由此產生。

牛頓的分光實驗

牛頓與胡克之爭還沒有進入白熱化，這個時候，法國科學院的掌門人惠更斯插進來了，相比起胡克，惠更斯成名已久，德高望重，是科學界的前輩。而且身為法國科學院的掌門人，弟子眾多。

在 1678 年，惠更斯在法國科學院的一次公開演講中推翻了牛頓的光的微粒說，並在 1690 年出版的《光論》一書中正式提出了光的波動說，建立了著名的惠更斯原理，促進了光學研究的發展，兩個人之間的對撕由此展開。

兩個人都有各自的支持者。惠更斯當時在數學、天文學、光學諸方面已多有建樹,被荷蘭人視為與大文豪斯賓諾莎齊名的國寶。牛頓更是不同凡響, 被英國尊奉為超級巨星、科壇泰斗。

他們也都想證明自己在光學上的扛把子地位，所以牛頓和惠更斯都力證自己的才是正確理論。

再加上他們在各自的領域裡已經有所建樹, 而且他們的觀點都能解釋許多生活中人們常見的現象, 崇拜權威的心理使人們紛紛站隊，所以導致了偏激的爭執。後來這些支持者火上澆油，波粒之戰達到了高潮，甚至在惠更斯去世之後也沒有停止。

惠更斯去世之後，牛頓出版鉅著《光學》，這本著作匯聚了牛頓在劍橋三十年研究的心血，從粒子的角度，闡明瞭反射、折射、透鏡成像、眼睛作用模式、光譜等方方面面的內容，他更從波動說中汲取養分，將波動說中的震動、週期等理論引入粒子論，全面完善補足了粒子學說。緊接著他將波動說無法解釋的問題一一提出，並對惠更斯當年的《光論》加以駁斥。死人是沒有辦法反駁的，牛頓最終以一己之力，扭轉了光學兩大理論交鋒局勢，贏得了這次對撕的勝利，此後的一個世紀，微粒說一直牢牢佔據著光學研究的主流。

然而，這兩個人引發的對撕並沒有隨著這兩個人的去世而結束，對於光是粒子還是波，無數科學家成為兩個人的繼任者，下場對撕，比如傅科就直接用實驗數據質疑了牛頓的理論，而托馬斯·楊則用雙縫實驗證明了波動說的正確性。兩個人的對撕到了 300 年以後，還讓愛因斯坦提出瞭解釋光電效應的光量子理論，由此獲得了諾貝爾獎。

那麼兩個人的對撕是什麼時候結束的，德布羅意 1924 的博士畢業論文提出的物質波假說為這場對撕畫上了休止符，那麼兩個人究竟誰才是正確的呢？事實是，兩個人都正確但又都不正確，因為光即是粒子又是波。

物質波

這也就是著名的波粒二象性原理。可以說，因為立場的緣故，彼此都沒有校對對方的理論，或者從根本上否定對方的理論，也就導致雙方都錯失了將彼此理論融合的可能性。

但不管怎麼樣，科學的對撕總比無理的謾罵強吧～