科技新谈：爱因斯坦为啥认为光是一种“波”，波是物质的振荡？一个年轻人自问，什么是光。他通过对光的思考了解世界。空间与时间向他袒露真心。可直到他，爱因斯坦，去世，这光的谜题仍未解开。他十岁时反复做一个梦，不堪其扰：天空阴沉，太阳暗淡，一切都失去颜色。惨淡的光线中，女人、男人、小孩排着弯弯曲曲、连绵不绝的队伍，各自提着行李箱在一扇门前等待。这扇门通向一个隧道。他在梦中知道，太阳一旦熄灭，就再也不会升起了。天已经非常暗，父母拉着他的手，也在队伍中等待，等待着踏上那条通往地底世界的路。

每当他从梦中醒来，都会感到错愕。这个梦之所以令他惊愕，不在于黑暗本身，而是它让他想到了他们很有可能将永远生活在一个没有光的世界里。这使当时的他意识到，他是多么依赖太阳。他对自己周围的人能了解得非常清楚，但是关于太阳，他所知道的仅仅是它因为地球的自转而在每个早晨都照常升起。

这并不能令他感到安心。地球一直不停地转动，难道不会累吗？太阳为什么不会燃尽，它因为什么而发光？而光，究竟是什么？他的父亲是化学家，母亲也是，他们的朋友也都是化学家。有时，他们会带他进实验室，他就可以在那里做实验。他们给他各种粉末，有些粉末能够使火焰变成蓝色或绿色。在那里，装满液氮的隔热瓶升腾着雾气，他宛若置身仙境。当他把橡皮球浸入那种冰冷的液体，随后又将其掷于地面时，橡皮球就会破碎。“为什么呢？”他问。“因为低温把它变成了一颗冰球呀。”父亲说。

他总是能够解释一切问题。于是，他壮起胆子问道：“光是什么呢？”他没有告诉他为什么他想要知道这个，因为他不想告诉他他做的梦。“光是由看不见的粒子组成的，”他父亲说，“光的粒子叫作光子。”他随即想象，来自太阳的光子像雨点一样落在地球上，每一道光线都像一场阵雨，噼里啪啦地打在他的皮肤上。“就是这样的，”父亲说，“所以，太阳才能温暖他们呀，它以粒子的形式把能量传递给他们，没有这些能量的话，他们很可能就活不了了。”

多年以后，他真的听到了那种阵雨拍打皮肤般的声音。当时，他坐在慕尼黑大学物理系偌大的阶梯教室里，正当他感到有些无聊时，教授让人推进来一辆小车。他随后一一介绍道，小车上有一根黑色的管子，里面装着一盏很暗的灯和一台探测仪；探测仪内部的光电元件能够对光子进行计数，每个光子触到探测仪时都会发出啪嗒的声音。教授开始调试设备，起初他们只能听到一些杂音。

当时，几位海洋生物学家邀请他到他们的考察船上去。他们一行人就这样停靠在加利福尼亚州的海岸，盯着显示屏，观察遥控潜水器从几千米深海发回的那些图像。大多数时间里，他们都只是盯着一块块黑色的显示屏，偶尔有几个亮点闪过，他们就会为之欢呼——因为那是某位深海居民的信号。他突然领悟到，这片海底世界不仅是冰冷的，也必然是无知的，在永恒的黑暗中不会存在智慧生命。

当深海中的生物食用着从海洋的中上层沉下来的碎屑时，它们也并不知道那里有阳光照射，甚至不知道自己的周围有什么。深海中的鮟鱇鱼、磷虾、吸血鬼乌贼、灯笼鱼虽然都进化出了能够用于彼此交流的发光器官，但它们体内这些发光细菌的闪光太弱，只够照亮近处的环境。因此这些深海居民也绝不会意识到，它们生存的这个空间只是世界中极微小的一部分。

那些深海的鮟鱇鱼又怎么可能会知道，海洋之上笼罩着星空？同样，他们人类所感知到的，也仅仅是真实世界的一小部分。在很长的一段时间里，他们的祖先都认为这个星球是宇宙的中心。经历了许多世代后，他们才开始慢慢认识到，地球只是宇宙中的一颗行星。但与那些深海鱼不同的是，他们拥有提出问题的能力。

孩童时期，他们就想弄清楚自己周遭的事物和他们的来历。他们能意识到，自己只是更宏大的真实世界中的微小一员，并且，他们所了解的充其量只是这个真实世界的一小部分。正是这些问题让他们得以跳脱出自身感知之内的狭小世界。一百多年前，一个中学生曾经问道，他们是否必须理解了光才能够理解世界。也许，只有当一个人足够年轻而未能形成强烈的观念及偏见时，才会产生这样的想法。

这个男孩会考虑光的问题，也有一定的机缘，他父亲就曾以光营生。年，他父亲与叔叔在慕尼黑合办的电工厂获得许可，为十月啤酒节提供有史以来的第一次照明。一份关于慕尼黑啤酒节的报纸热情洋溢地报道说：“这温和而又明亮的弧光灯迸射出梦幻的光线，流淌在人头攒动的节日广场上。”

三年后，这家公司计划为之后被并入慕尼黑的施瓦宾铺设电缆。爱因斯坦当时就在工厂里帮忙，他会给同学解释电话的工作原理，并且阅读了许多科普书籍。15岁时，他撰写了自己的首篇科学论文，论文讨论了光在真空内的传播。他还问道，追着光奔跑会发生什么呢？假设一名极速短跑运动员达到了光速，那么他可以抓到光吗？驰骋于光线之上会有怎样的感受？这些问题，他琢磨了11年。

年夏天，他终于找到了答案。他在最负盛名的专业期刊《物理年鉴》（AnnalenderPhysik）上发表了两篇论文。在第一篇论文中，爱因斯坦展示了什么是光。第二篇论文则阐述了人们在理解了光的基础上，可以如何理解宇宙。两篇论文改变了世界。第一篇论文中他将光作为能量进行研究，由此发展出了量子理论。这是一个关于最小单位物质的物理学研究方向。量子理论的世界是诡谲的，本书第5章将会涉及。在那个世界里，自然状态变幻无穷，粒子可以穿过墙壁，事件的发生似乎没有缘由。

而在第二篇论文里，爱因斯坦则将光视为信息，他以此建立了相对论，以新的视角阐释了空间和时间。正是在年的这个夏天，人类的视野同时在两个方向得到延伸：量子理论阐释了世界最小单元的运作机理、所有的事物由何组成；相对论则阐释了他们生活在一个怎样的宇宙之中。这就好像深海鱼突然意识到自己是生活嬉游于水中的，这海水是有尽头的，而海岸连接着陆地。

（爱因斯坦似乎并不满足于这些成就，他于同年夏天还在《物理年鉴》上发表过另外一篇文章，证实了在年许多学者还争论不休的一个课题：原子的存在。）为何一个时年26岁的年轻人，物理学毕业后因为没有受到任何一所高校的聘用而任职于伯尔尼专利局的三级技术专家，一个人可以取得这么大的成就？那个中学时期就困扰着爱因斯坦的问题是他的起点：光是如何运动的？

在那个时代人们已经明确地知道，无论光源是否移动，光速都是每秒约30万千米。有些谜题在思索的过程中就一步步解开了，但有些谜题反而越琢磨越摸不透。对于爱因斯坦的同侪来说，光的传播就是这样一个神秘的问题。“现代物理学之父”艾萨克·牛顿（IssacNewton）曾经指出，光是由微小的物质粒子组成的。

但是根据生活经验，在符合牛顿力学的体系中，所有的物质都遵循着一个简单的规律：当人们与正在接近自己的物体相向运动时，物体接近的速度会显得更快，而反向运动时，物体接近的速度就会显得慢一些。但光速则是恒定不变的。所以，光不可能是由粒子组成的，光并不是物质。于是，牛顿的光粒子理论行不通，其后人们转向了另一种解释：光是一种波，波是物质的振荡。