第92章 牛頓創立微積分

  惠更斯說：“耍賴是不行的。”


  牛頓說：“那你說說為什麽？會有環，而不是連續的？就是因為有波？”


  惠更斯說：“球形波麵上的每一點都是一個次級球麵波的子波源，子波的波速與頻率等於初級波的波速和頻率，此後每一時刻的子波波麵的包絡就是該時刻總的波動的波麵。”


  牛頓說：“有點意思，然後呢？”


  惠更斯說：“介質中任一處的波動狀態是由各處的波動決定的”


  牛頓說：“那也不見得會有環，這個環十分清晰，你說的各處波動的波動源頭，不能分離的如此清晰。”


  惠更斯對牛頓說：“光的直線傳播、反射、折射等都能以此來進行較好的解釋。此外，惠更斯原理還可解釋晶體的雙折射現象。”


  牛頓說：“但用它不能解釋衍射現象，而且還會導致有倒退波的存在，而這顯然是不存在的。”


  惠更斯說：“次波假設不涉及波的時空周期特性——波長，振幅和位相，雖然能說明波在障礙物後麵拐彎偏離直線傳播的現象。”


  牛頓說：“衍射是始終無法正常解釋。有明暗相間的條紋出現，表明各點的振幅大小不等，你能說清這是為什麽？”


  惠更斯說：“你也說不清，粒子也不可能形成牛頓環。需要能夠定量計算光所到達的空間範圍內任何一點的振幅，才能更精確地解釋衍射現象。”


  後來，菲涅耳在惠更斯原理的基礎上，補充了描述次波的基本特征——相位和振幅的定量表示式，並增加了“次波相幹疊加”的原理，從而發展成為惠更斯—菲涅耳原理。這個原理的內容表述如下：


  麵積元dS所發出的各次波的振幅和相位滿足下麵四個假設：

  (1)在波動理論中，波麵是一個等相位麵。因而可以認為dS麵上各點所發出的所有次波都有相同的初位相(可令其為零)。


  (2)次波在P點處所引起的振動的振幅與r成反比。這相當於表明次波是球麵波。


  (3)從麵元dS所發次波在P處的振幅正比於dS的麵積，且與傾角θ有關，其中θ為dS的法線N與dS到P點的連線r之間的夾角，即從dS發出的次波到達P點時的振幅隨θ的增大而減小(傾斜因數)。


  (4)次波在P點處的位相，由光程nr決定。


  兩個人鬧矛盾後，牛頓和惠更斯直接的學術很多都是矛盾的。


  光是什麽樣的東西組成的，牛頓和惠更斯的看法就不一樣。


  牛頓認為光是顆粒一樣的東西組成的，叫光子。而惠更斯認為光像水一樣是一種波，無法分成正常的粒子。


  兩者直接弄得不可開交，但是幾百年後，這卻成為了人類爭論的最大焦點。


  因為雙方說得都有道理，光子既是粒子，又是波，光有波粒二象性。


  通過做實驗，光有正常機械波的幹射和衍射現象，但是光子也有粒子性。


  這已經不是牛頓和惠更斯意氣爭論的小事了，這是一個物理學與哲學的一件重大事件。


  而且由此引發了一連串重要的物理革命，到今天依舊在進行著。