光是粒子還是波？
要理解這壹點，我們得從牛頓說起。牛頓的時代解決了宏觀低速的物理現象，也就是牛頓力學，這個理論也讓牛頓成了神。但事實上，牛頓不止是《自然哲學的數學原理》這本書。威斯敏斯特大教堂他墓前的雕像裏有四本書，代表了包括光學在內的四部傑作。
也許妳想知道光學和牛頓力學有什麽區別？我們需要明確的是，光速並不低，甚至很難說清楚光是什麽。伽利略試圖測量光速，但他失敗了。也就是說，在牛頓時代，光速是多少還是壹個謎。其次，什麽是光？其實那個時代的科學家也沒有好的思路去驗證。不能驗證，不代表不能提出理論，牛頓認為光是粒子，惠更斯等人認為光是波。
當然，他們都有自己的證據。比如光的反射說明光是類粒子的，而光的衍射實際上說明光是類波的。按說應該是勢均力敵的情況，但由於牛頓的學術地位是神，光只是粒子的觀點占了上風。其實我們後來都知道光有波粒二象性，不過這是後話了。
後來，在托馬斯·楊和麥克斯韋的努力下，單獨壹波占了上風。尤其是麥克斯韋，是和牛頓壹個級別的科學家。他提出了麥克斯韋方程，統壹了電和磁，預言了光是電磁波，這也被赫茲證明了。
量子力學的誕生
但在20世紀，物理大樓上空飄著兩朵烏雲，壹朵是以太，壹朵是黑體輻射。以太導致了相對論的出現，黑體輻射導致了量子力學的出現。這跟光有什麽關系？相對論其實和光速有關，黑體輻射和光有什麽關系？
如果光是波，就意味著電磁輻射應該是連續的，而不是不連續的。但是如果按照麥克斯韋電磁理論來解決黑體輻射的問題，就會出現很多問題。接著，被迫無所事事的普蘭克在玻爾茲曼的啟發下提出了“量子”的概念。
他認為能量不是連續的而是壹個接壹個的，能量的最小單位叫做量子。愛因斯坦利用“量子”進壹步解決了光電效應問題
測不準原理
但是後來問題爆發了。當科學家研究原子結構時，很難用經典理論描述原子結構和電子的行為。在這個過程中，科學家逐漸拋棄了經典理論，最終在海森堡提出的矩陣力學和薛定諤的薛定諤方程中解決了這壹切。波恩證明了矩陣力學和薛定諤方程是等價的，並給出了概率波的解釋模型，隨後海森堡進壹步提出了測不準原理，即:
微觀粒子的動量和位置不能同時確定。動量的不確定性越小，位置的不確定性越大。同樣，位置的不確定性越小，動量的不確定性越大。
那到底是什麽意思？在我們的傳統物理學中，物體的運動壹般是這樣描述的:某物在某壹時刻以什麽速度向某壹方向運動？但是，到了量子力學，就變成了某個東西在某個時間某個地點是多少錢？至於原子核外的電子，量子力學的哥本哈根學派認為電子同時出現在原子核外的所有位置，每個位置的區別在於概率的不同，也就是說電子的運動要用概率雲來描述。
上帝不擲骰子
這種“概率雲”的解釋模型實際上是愛因斯坦、薛定諤等人無法接受的，所以愛因斯坦認為這個理論是不完整的。所以，當他和玻爾爭論的時候，他說了那句著名的話:
上帝不擲骰子。
玻爾也反駁了壹句:
愛因斯坦，不要告訴上帝該做什麽。
在這裏，我們客觀地說，哥本哈根學派的這套理論，其實對微觀現象的解釋是極其準確的，尤其是準確率很高。所以愛因斯坦只能證明它的不完全性。幾經戰爭，哥本哈根學派的老大尼爾斯·玻爾基本占了上風，後來科學家的實驗壹次又壹次證明了哥本哈根學派的觀點。