量子物理学，如果你对这个名词有那么一点熟悉，脑袋里可能会划过一些人名，譬如：波尔、海森堡、薛定谔、普朗克、德布罗意、泡利、卢瑟福、麦克斯韦等物理学大牛。
更进一步的人，可能会想到一些名词，就好像：波函数、波色子、哥本哈根、不确定性原理、薛定谔猫、普朗克常数、泡利不相容、平行宇宙、退相干、弦理论。
这些复杂怪癖的名词，对于完全没有接触过量子物理的人，仿佛咒语一般，是的，每个名词你都能看懂，组合起来到底说了些啥？
不过没关系，本次概览中，我们不会一开始就谈论这些看起来不明觉厉的名词，我们从初中物理中出现最多的人物开始。或者说这一次，我们从初中物理开始。
一、牛顿与第一次波粒战争
在量子物理史中，看到牛顿先生，想必感觉特别奇怪，对于牛顿，我们更多的想到“力学三定律”之类的，实际上，在1672年，物理学并未像现在这样从哲学中独立出来（甚至数学也是如此，牛顿的成名作名为《自然哲学之数学原理》），世界上的一切自然现象，都属于当时科学前驱者的研究范畴。
而量子物理的开端，从光学开始。
现在我们知道，光是具有波-粒二象性的，在当时却是一件不可想象的事，从古希腊开始，人们倾向将光当成一种微小的粒子流，古希腊的哲学思想对17世纪的科学产生了深厚的影响，更为重要的是，将光想象为细小的微粒，对于光的直线传播、反射、折射能够很好的解释。然而，粒子说也有一个很大的问题，比如人们很难解释为何两道光束相互碰撞的时候不会弹开（粒子间不会相互碰撞吗？），在知晓物质发光的原理之前，也没法解释在点燃灯火前，这些“光粒子”究竟藏在何处。
就在人们为这种反常现象而困惑时，意大利的一位数学教授格里马第做了一个实验：他让一束光穿过两个小孔后照到暗室里的屏幕上，发现在投影的边缘有一种明暗条纹的图像。格里马第马上联想到了水波的衍射（中学物理的课本上常常见到这个图形），于是提出：光可能是一种类似水波的波动，这就是最早的波动说。
光的波动说认为，光不是一种物质粒子，而是由于介质的振动产生的一种波，如果将光看成一种波，很容易就可以解释两道光束可以相互穿过而不互相影响的问题，如果将光的波长想象的极短，也能解释反射和折射现象，然而这却无法解释一个问题：如果光是一种波，那么它的传播介质是什么？
握住一条长长绳索的一端，当我们开始上下摇摆绳索时，绳索呈现一种波浪起伏的状态，这时，我们说绳索是机械波的传递介质，那么，光的介质是什么？光在空气中、水中传播的时候，我们可以说介质是空气和水，在真空中呢？想象一个人拿着孤零零的绳索头上下摇摆的样子看看？
波动学者巧妙的选择了一项光传播介质——以太
关于以太的讨论，我们随后再说。
现在，我们有2种解释光是什么的学说，在17世纪中期，2种学说相安无事，谁也奈何不了谁，导致“第一次波粒战争”的导火索是波义耳。（还记得初中的波马定律吗？这哥们可是个化学家）
波义耳认为，物体之所以呈现不同的颜色，全凭光波频率的不同，他对颜色的探讨，引起了罗伯特·胡克的注意，通过对肥皂泡上映射的色彩的研究，他判断，光必定是某种快速的脉冲，凭借这个发现，胡克1665年发表了《显微术》一书，明确的支持光的波动学说。很快为他带了的世界性的学术声誉。
可能有些读者已经急了，说了这么久，牛顿究竟在哪里呢？
让我们来看看伟大的艾萨克·牛顿。
1672年，牛顿还是一个29岁出头的年轻人，当他在乡下躲避瘟疫时，他对光学做出了深深的思考，在写给皇家学会秘书的信里，牛顿介绍了他所做带光学色散实验（著名的三棱镜色散实验），但在文章中，牛顿声明光的色散是不同微粒的混合和分开造成的，作为当时光学的权威，胡克对此进行了激烈的抨击，说牛顿的思想剽窃了他1665年的学说，这大大惹恼了牛顿。
2个同样天才且格外敏感的人，就此结下了梁子。
其实在这之前，牛顿还在微粒说和波动说之间摇摆，微粒说只是一个方便但假设，但与胡克的交恶（多次的文章交锋后，胡克在力学方面同样很有研究），让他完全倒向了微粒说。（比如我们知道牛顿环现象，是对波动学说的一个重要证明，但牛顿以小气和斤斤计较闻名，才不管这些）
1704年，胡克死后1年，牛顿出版了他的煌煌巨作《光学》，这是一次精心的战术安排，其实这本书早就写完了（你也可以认为牛顿在光学上怂了32年）。
我们无需了解牛顿在书中做了怎样精妙的论述将光学现象完全解释为微粒活动，只需要知道，这时的牛顿，是出版了《数学原理》的牛顿，是发明了微积分的牛顿，是国会议员，造币局局长，皇家学会主席，已经成为了科学史上的神话。由于波动说在理论上的不完善，而对手又是这样神话中的人物，微粒说这时完全战胜了波动说，第一次波粒战争，微粒胜利了。
然而，波动说没有死去，还会东山再起。
二、双缝干涉与第二次波粒战争
1773年，英国米尔沃顿的一个教徒家里诞生了一个男孩，这就是著名的托马斯·杨。
我们无需累赘的说明杨的天才之处，首先我们重新来看看水波的衍射，我们知道波动学说中，如果两列波相遇，当他们正好处于高峰时，那么叠加起来多这个波会达到两倍的峰值，如果都处在低谷，叠加的结果就是两倍的低谷，如果波峰恰好遇到波谷了呢？
在研究牛顿环的明暗条纹时，杨被这个关于波动的想法深深打动了。形成明暗条纹的原因，是否能用波动来解释呢？（注意，这个时候，牛顿的微粒说已经是权威）明亮的地方，正好是两道光“同相”的地方，而黑暗的地方，则光正好“反相”。这一大胆的想象，使杨激动不已，随后的实验也证明了这种想法并不是空穴来风。
1807年，杨总结出版了他的《自然哲学讲义》（哲学！），综合整理了他在光学上的研究，并第一次描述了一个会名扬四海的实验：光的双缝实验。
我们在初中物理课本中，已经详细的了解了双缝实验会产生一系列明、暗交替的条纹，这一著名的实验，点燃了革命的导火索，“第二次波粒战争”开始了。
虽然这时微粒说仍处于统治地位，但它就是解释不了为何两道光叠加在一起会造成黑暗，在节节败退后，采取了以守代攻的策略，1818年，法国科学院举行了一个悬赏征文活动，竞赛的目的是寻找一个微粒说理论来解释光的衍射和运动，从而来打击波动说。
正和所有小说中打脸的桥段一样，这个征文活动反而成为打击微粒说的致命一击，一个法国年轻工程师——菲涅尔提交的论文，使用波动说预言了光在圆盘衍射时，在阴影中将出现一个亮斑，评委会的一员，泊松认为这种说法十分荒谬，但随后但实验证明，这个理论是正确的。（有趣的是，这个亮斑现在被称为泊松亮斑，想必这让泊松十分难受）
最后给微粒说判下死刑的是光速测定，根据微粒说，光在水中传递的速度比在空气中快（在现在看来，这当然很奇怪，但这是当时微粒说的正统推论），1850年，傅科准确的测量了光速的测量，证明水中光速的传播只有真空中的3/4。这下微粒说可就无话可说了。
虽然波动说还有许多问题，比如以太，菲涅尔证明光是一种横波，它的传播速度也被测量清楚，达到了惊人的30万公里/秒，传统的波动论可以得出，光的传播媒介——以太，必定是一种异常坚硬的物体——比钻石要还要硬上不知多少倍，但如此坚硬的物体，为何从来没有被发现呢？
但这些都无关紧要了，1856、1861、1865年，伟大的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦发表了关于电磁理论的三篇论文，预言了光其实是电磁波的一种，著名的赫兹（是的，就是后来的频率符号Hz）通过一个原始的高频振荡回路，证明了电磁波的存在，人类史上的第二次工业革命就此拉开帷幕，光的波动性随着电磁理论的证明现在被毫无疑问的确认了！
然而，虽然波动说将微粒说打败了，但微粒说也没有死去。
三、第三次波粒战争前夕
没错，波粒战争还有第三次，我们要有这样一种看法，只要一种理论尚且没有办法解释所有的物理现象，那么上帝（如果有）就是在给我们的科学史挖坑，其后必然会有一种新理论来推翻或者包容旧理论（正如广义相对论对牛顿力学）。
前面说到，赫兹证明了麦克斯韦的电磁理论，但在实验中也发现了一些奇怪的现象：在有光照的情况下，电磁理论的实验结果会出现的更容易一些。在当时的理论环境下，赫兹并不明白这个现象是什么意义，但这个现象为粒子论的崛起埋下了种子。
同时，19世纪最后几年，连续发现的一系列反常现象，给电磁波理论蒙上了一层阴影。
1895年，伦琴发现了X射线。
1896年，贝克勒尔发现了铀元素的放射现象。
1897年，居里夫人和她的丈夫皮埃尔·居里研究了放射性，并发现了更多的放射性元素：钍、钋、镭。
1897年，J.J.汤姆逊在研究了阴极射线后认为它是一种带负电的粒子流。电子被发现了。
1899年，卢瑟福发现了元素的嬗变现像（即元素衰变）。
四、小结
各位可能会很奇怪，不是说量子物理的概览么？为何到现在描述的都是初中的物理知识，我们需知道，本次概览的第一部分（即本篇）中，如此详尽的描述关于光是波还是粒子的战争，正是为后来的各种怪癖理论埋下基础，正如开篇说到，波粒战争贯穿了整个量子物理的发展，直到近代才缓缓落幕。
后续的几个部分，我们的步伐会越来越快。
从以太和黑体辐射的阴云，到爱因斯坦的光量子假说；
从经典因果的物理学世界，到随机坍塌的波函数奇观；
从观测者宇宙到平行世界和退相关宇宙；
从量子物理与广以相对论的对立，到M理论的出现。
我们会发现量子物理的世界实际上并没有那么难以理解，纵使最后，我们尚未找到宇宙的谜底，但这趟发现之旅，绝不会让人觉得乏味。
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