牛顿与惠更斯之争：光是粒子还是波？两个人的撕X持续了300年

牛爵爷可以说是物理史上最伟大的科学家之一了，能和他比肩的也就爱因斯坦或者阿基米德了，不过除了光辉的科学成就，牛爵爷可以说是科学界的撕 X 典范，正面 PK、隔空对骂、秋后算账等手段技术运用的炉火纯青。

而其最精彩的一次撕 X 就是和法国科学院的大哥大惠更斯之争，可以说是科学史上参与人数最多、持续时间最长、对科学界贡献最多的一次撕 X 。这两人的撕 X 甚至并没有因为二人的去世而终结，他们的继任者在这 300 年的时间里纷纷下场对撕，其中不乏托马斯·杨、薛定谔、海森堡这样的大牛。

这两个人之间的纷争离不开一个人，也就是牛顿的老对头胡克，这两个人真的是到了水火不容的程度。

胡克，被称为“英国达芬奇”。胡克也是一位非常伟大的科学家，在20多岁，还只是“区区”大学生的胡克，就发现了弹性力学的基本定理——胡克定律。

这个人最六的是基本哪个领域，都玩的转。物理学发现了胡克定律。机械制造领域，改良了显微镜。在光学和生物学上也有重要成就，首次发现“细胞”（其实是细胞壁，这里要注意和列文虎克贡献的区别），“cell”这个词沿用至今。没错，“微生物学”之父就是他。闲的没事，看看星星，观测到了火星运动的轨迹。轻轻松松开了N个学科有木有。

胡克绘制的细胞结构图

胡克甚至在建筑领域也颇有所长。1666年，伦敦大火，一万三千间民房被焚，是伦敦有史可载上最大的一次火灾。胡克便以助手及测量员的身份，随行英国皇家学会的建筑大师雷恩爵士迅速投入到伦敦的重建当中去，设计了一批优美古雅的建筑，后来的格林尼治天文台，也是出于二人之手。

格林尼治天文台

这两个人的矛盾冲突点起源于牛顿发明了第一版反射望远镜，这入侵了胡克最擅长的领域，嫉妒的胡克仗着自己是英国皇家学会实验主任，直接在英国皇家学会说他抄袭。

然而碰上了吵架能手牛顿，直接抓住要害，要求胡克拿出实物，最终胡克没有拿出实物，不了了之。

后来嫉妒心强的胡克在多个场合怼上牛顿。可惜都没有怼赢。报复心强的牛顿也屡屡拆胡克的台。

大部分人都认为，万有引力定律是牛顿凭借一己之力推算出来的，事实上并非如此。事实上早在牛顿之前，开普勒就提出了行星三大运动定律，而胡克更厉害，1674年，胡克发表了一本名为《试证地球的运动中》的著作。胡克在这本书中阐述了自己的行星运动理论：一切天体都具有倾向起中心的吸引力或重力（似乎是在讲万有引力）；天体在未受其他使其倾斜的作用力前保持直线运动不变（仿佛又在讲牛顿第三定律）；离吸引中心越近，吸引力越大；行星的运动是惯性、外在引力和自身引力共同作用的结果。

然而，他有个致命的弱点，就是数学不太好......

因为数学不好，胡克只能用他的公式来解释行星绕日的圆周运动，其他情况就无能为力。1679年，胡克给牛顿写信求救（这是心有多大）。这时候，数学成绩爆表的牛顿跑了出来，搞定了剩下的所有问题，结果震惊整个物理学界，被大家认为是万有引力定律的发现者。并且还发表了一部具有划时代意义的论文集，在牛顿笔下诞生了。那就是物理界的圣经——《自然哲学的数学原理》。

《自然哲学的数学原理》英文版

这时候胡克不服啊，“明明是老子先发现的定律，咋就成你牛顿的成绩了呢？

两个人之间的对撕就此展开。

胡克当时气的啊，他随后把这件事告诉了牛顿的好基友哈雷，暗示自己早就完成了引力定律的公式推导。于是，老实人哈雷来救场了。

哈雷给牛顿写信，说胡克承认这个定律是牛顿证明的，但是牛顿至少应该在序言里提一下胡克，毕竟这个东西还是胡克先发现的。牛顿看在好基友的面子上，做出了妥协。在《原理》中注解说明霍恩、胡克、哈雷曾各自独立地发现了引力反比定律。

可是，傲慢嫉妒心超强的胡克没有就此罢休，多次发表文章攻击牛顿。于是牛顿在回信里说了这么一句话：“（胡克）至少必须节制一下他的虚伪。”并且，他在《原理》出版之前，把书里面大部分涉及到胡克的引用统统删掉了。

英国皇家学会

知道这件事的胡克，当时就被气得一颠一颠，就差没有原地爆炸了。

最后，胡克忍无可忍，上告英国皇家学会，说他盗用了自己的研究成果。牛顿也是够赖皮，他死活不承认，于是两人就在科学院上吵得不可开交。

牛顿首先就当头一炮，承认收到了胡克的来信，而且拿出确凿的证据证明自己在1665年就发现了这个定律，当时加上名字，完全是看在好基友哈雷的面子上。

直接打了胡克一个措手不及。

而且，牛顿直接在现场从新验证了一遍，直接挑衅胡克，让胡克也来推导一下。

胡克数学太烂，推导不出来，开始翻老帐，还进行人身攻击（一句话：no zuo no die）。这下把牛顿可气坏了，新仇旧账一起算，直接开始怒怼。最终，胡克也没有得到他想要的结果。

怒火攻心，又无处发泄，活生生把自己气病了。

1703年3月3日，双目失明的胡克带着遗憾，在伦敦格雷欣学院去世了。而胡克去世后，牛顿就马不停蹄地开展了他的报复工作。

伦敦格雷欣学院

当时已经在英国皇家学会担任主席的牛顿，先是将皇家学会里的胡克实验室和胡克图书馆解散了，然后把胡克生前的所有研究成果、研究资料和实验仪器要么分散出去，要么销毁掉。到最后，甚至是胡克的唯一一张画像，也没有被放过。

于是，在此后的300年里，胡克就一直被描述成是一个，多疑多病、沉默孤僻、爱争功、难共事的人。是一个，因为先天生理的缺陷，而导致心理扭曲的变态。（不过胡克的确是一个傲慢、好大喜功、嫉妒心强以及比较低情商的人）

所以说，牛顿和胡克之间的对撕虽然缘起于胡克，但是也成为了牛顿一生的污点。而牛顿与惠更斯之间的对撕，也有胡克的直接参与。

在 1660 年，牛顿的一生死敌胡克发表了他的光波动理论。他认为光线在一个名为发光以太的介质中以波的形式四射，并且由于波并不受重力影响，他假设光会在进入高密度介质时减速。胡克的光波动理论是光的波动说的雏形。

而与胡克死掐的牛顿则提出了相反的意见，牛顿一生在光学之上具有非常重大的贡献，他甚至为了光学实验不惜残害自己的身体。

有一次为了观察阳光使眼前产生的彩色光环，牛顿接连不断地直视太阳，太阳光线对牛顿的眼睛造成了极大的损害，25年后牛顿在一封信中回忆到：自己的视力经过三天才恢复过来，那三天时间我用尽一切方法以逃出太阳的幻影。

而后面的一次实验就惊心动魄了，当时，牛顿正在做关于光线和色彩的研究，他想弄明白人的眼睛到底是如何感受光线的，便做了这个实验。牛顿在实验笔记里这样描述：“我用一把钻顶住眼眶骨头和眼睛之间，尽可能地接近眼球处。将钻子的尖端挤压眼球的后面，使我的眼球突出，就会看到好一些白的、黑的和有颜色的光环……”

是的，他将一根针硬生生刺进了自己的眼球！

（牛顿笔记本内容摘录）

所以你明白牛顿为了科研所做出的牺牲了吧。

胡克提出了光波动理论，但是牛顿他在法国数学家皮埃尔·伽森荻提出的物体是由大量坚硬粒子组成的基础上，根据光的直线传播规律、光的偏振现象，最终于 1675 年提出假设，认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀媒质中以一定的速度传播。微粒说由此产生。

牛顿的分光实验

牛顿与胡克之争还没有进入白热化，这个时候，法国科学院的掌门人惠更斯插进来了，相比起胡克，惠更斯成名已久，德高望重，是科学界的前辈。而且身为法国科学院的掌门人，弟子众多。

在 1678 年，惠更斯在法国科学院的一次公开演讲中推翻了牛顿的光的微粒说，并在 1690 年出版的《光论》一书中正式提出了光的波动说，建立了著名的惠更斯原理，促进了光学研究的发展，两个人之间的对撕由此展开。

两个人都有各自的支持者。惠更斯当时在数学、天文学、光学诸方面已多有建树,被荷兰人视为与大文豪斯宾诺莎齐名的国宝。牛顿更是不同凡响, 被英国尊奉为超级巨星、科坛泰斗。

他们也都想证明自己在光学上的扛把子地位，所以牛顿和惠更斯都力证自己的才是正确理论。

再加上他们在各自的领域里已经有所建树, 而且他们的观点都能解释许多生活中人们常见的现象, 崇拜权威的心理使人们纷纷站队，所以导致了偏激的争执。后来这些支持者火上浇油，波粒之战达到了高潮，甚至在惠更斯去世之后也没有停止。

惠更斯去世之后，牛顿出版巨著《光学》，这本著作汇聚了牛顿在剑桥三十年研究的心血，从粒子的角度，阐明了反射、折射、透镜成像、眼睛作用模式、光谱等方方面面的内容，他更从波动说中汲取养分，将波动说中的震动、周期等理论引入粒子论，全面完善补足了粒子学说。紧接着他将波动说无法解释的问题一一提出，并对惠更斯当年的《光论》加以驳斥。死人是没有办法反驳的，牛顿最终以一己之力，扭转了光学两大理论交锋局势，赢得了这次对撕的胜利，此后的一个世纪，微粒说一直牢牢占据着光学研究的主流。

然而，这两个人引发的对撕并没有随着这两个人的去世而结束，对于光是粒子还是波，无数科学家成为两个人的继任者，下场对撕，比如傅科就直接用实验数据质疑了牛顿的理论，而托马斯·杨则用双缝实验证明了波动说的正确性。两个人的对撕到了 300 年以后，还让爱因斯坦提出了解释光电效应的光量子理论，由此获得了诺贝尔奖。

那么两个人的对撕是什么时候结束的，德布罗意 1924 的博士毕业论文提出的物质波假说为这场对撕画上了休止符，那么两个人究竟谁才是正确的呢？事实是，两个人都正确但又都不正确，因为光即是粒子又是波。

物质波

这也就是著名的波粒二象性原理。可以说，因为立场的缘故，彼此都没有校对对方的理论，或者从根本上否定对方的理论，也就导致双方都错失了将彼此理论融合的可能性。

但不管怎么样，科学的对撕总比无理的谩骂强吧～