光，是宇宙中最古老的物质之一，它既是波，也是粒子。光是生命的能量来源，而人类对于光的探索，也推动了科学的发展，文明的进步。从古到今，人们用各种方式表达着对光的向往和赞美，也着迷于对光本质的探索。

对光的初步探索

春秋战国时期的墨子，就对于光进行了研究，在《墨经》中留下了光学八条的记载。

古希腊哲学家也同样对光进行了大量的研究，大概理解了光线传播的规律。

透镜光学

17世纪，伽利略用自制的望远镜看向木星，发现了木星的4颗卫星。这是人类第一次借助望远镜看向星空，不但动摇了地心说的绝对真理地位，更开启了宇宙探索的新篇章。

光的速度

在伽利略发现单摆周期规律后，惠更斯发明了能够更加准确计算时间的摆钟。

伽利略发现的几颗小小的卫星和木星构成一台天然的“时钟”，1676年丹麦天文学家罗默用它测出了光的速度。原来，光的传播不是瞬时的，也需要时间。

波？粒子？

惠更斯把光的传播类比成在空气中传播的声波，他认为，光波是一连串传播的以太的振动。而牛顿对光的本质则有另外的看法，他认为光不是波，而是微粒，光沿直线传播可以看作在均匀介质中直线行进的粒子。光是波还是粒子，两派僵持不下，没有定论。

直到1801年杨氏双缝实验的出现，波动说暂时取得胜利。

19世纪中叶，麦克斯韦开创电磁理论并预言了电磁波。随后，赫兹做实验证实电磁波的存在。光的神秘面纱就要揭开了。

光的量子时代

19世纪末，欧洲钢铁工业蓬勃发展，人们发现炼钢炉发出的光和炉温存在一定的规律，后来总结成黑体辐射问题。为了解释黑体辐射后面的物理机制，普朗克提出了能量量子化的假设，这时，20世纪刚刚开始，量子时代的幕布缓缓拉开。

在量子理论的建立过程中，人们逐渐意识到光具有波动和粒子双重性，不只是光，微观粒子都具有波粒二象性。物质的波粒二象性成为量子理论的基石。虽然光的本质之争落下帷幕，但围绕量子世界奇异特性的争论从量子力学诞生起就从未停止，争论的焦点也在不断变化，量子理论就在这些争论中逐渐发展完善起来。

1937年，量子力学奠基人之一，量子纠缠的提出者薛定谔提出了著名的“薛定谔的猫”这一思想实验。“半生半死，既生又死”的猫现实中当然不存在，但在实验室里，科学家在微观世界不断冲破极限。

11月5日，墨子沙龙邀请到2012年诺贝尔物理奖得主塞尔日·阿罗什教授，他由于在实验中“操控和测量单个光子”而获奖。阿罗什做到了薛定谔认为不可能实现的事情——操控单个光子、原子。而这位经历了二战后欧洲发展“辉煌三十年”的实验物理学家，在实验室之外也经历了种种“将不可能变成可能”的故事。本周日，阿罗什教授会和我们分享他和光的故事。在这些跨越百年的故事里，光像一把钥匙，曾帮助人类洞悉宏伟天河，也带着我们进入至微秘境。

友情提示：阿罗什教授还将本次活动作为他新书《光的探索：从伽利略望远镜到奇异量子世界》（中文版）的首秀，跟随这本书，你将沿着诺奖得主的眼光，隧穿现代科学发展的百年时光，在对光的层层理解和拨云见日中，领略伽利略、牛顿、爱因斯坦、费曼等科学大师的思想，也会更深刻的理解，光在人类的发展史上，如何成为了我们观察、认识、理解这个世界的伟大凭借。我们将从来到现场的观众中抽取5位幸运儿，赶快报名吧。

嘉宾和报告主题

Serge Haroche（塞尔日•阿罗什）2012年诺贝尔物理学奖得主 量子物理学家

报告主题：Exploring the Light from Galileo to Quantum Physics

主持人：陆朝阳 教授中国科学技术大学

时间：2023年11月5日（周日） 14:00-16:00

地点：中国科学技术大学上海研究院（秀浦路99号）3号楼2楼

嘉宾简介

Serge Haroche，2012年诺贝尔奖获得者，出生于1944年，1967年毕业于巴黎高等师范学院，1971年获得巴黎第六大学博士学位，曾任耶鲁大学教授、巴黎第六大学教授、法兰西工学院教授，2009年获得法国国家科学研究中心金质奖章，2012年，因为研究能够量度和操控个体量子系统的突破性实验方法，阿罗什与美国物理学家戴维·瓦恩兰共同荣获诺贝尔物理学奖。阿罗什的研究聚焦于量子光学和量子信息科学，他的实验对 80 年代兴起的腔量子电动力学(Cavity QED) 有着重要贡献。

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