2015年,是联合国宣布的“光和光基技术国际年”。 1月11日, “光耀中华·创新圆梦——2015国际光年首场大型报告会”在中科大举行。 “光到底是什么?它有哪些应用? ”报告会上,中国光学学会理事长、中科院院士郭光灿做了一场名为《百年光子》的学术报告,用通俗易懂的语言将大家带入一个神奇的光世界。
光到底是一种波,还是一种粒子? 3个世纪以来,一直存在争论。经典理论认为,光有时候表现为一种波,有时候表现为一种粒子,这两种属性既对立又互补,一个实验中具体展示哪种属性取决于实验装置,但光的波动性和粒子性不能够同时展现出来。但郭光灿院士率领的团队,在世界上首次制备出光的“波-粒”叠加状态,挑战了经典光学理论。
“光是一种非波非粒、亦波亦粒的存在。 ”郭光灿介绍。从最初牛顿的“粒子说”,认为光是一种粒子;到惠更斯的波动说,认为光是一种波;再到爱因斯坦的光量子说,认为光和原子、电子一样具有粒子性,是以光速运动着的粒子流。后来,甚至还出现一种“隐变量”理论,认为光子有自由意志。“我们排除了光子有自由意志的假设。 ”郭光灿院士表示,他们用实验首次观测到波与粒子的叠加状态,处于这种叠加态的光子,既不像粒子态那样没有干涉条纹,也不像波那样表现出正弦形干涉条纹,而是呈现出锯齿形条纹“非波非粒、亦波亦粒”的表现形式。
2015年,距离阿拉伯学者伊本·海赛姆的五卷本光学著作诞生恰好一千年。一千年来,光技术带给人类文明巨大的进步,产生了很多伟大的发明。从视力矫正眼镜,用X光检查骨骼状况,到高清晰电视、DVD、手机和互联网,再到地球环境观测卫星,都与光和光学的应用有关。“光和光学技术,或许还会帮助我们发现太空中的其他生物。”诺贝尔奖得主约翰·马瑟说。
安徽日报2015年1月13日