我们今天在这里是回顾爱因斯坦1905年和1915年的狭义相对论和广义相对论。几乎同时在这两个时段，即1905年和1917年，爱因斯坦又发表了两篇也是非常重要的工作，使得人类对光的认识提高到了一个新的高度。我想今天给大家介绍一下这件事情。
物理学有几个大的极限。物理学的一个极限是非常大尺度的，像宇宙这样的东西。物理学的另外一个极限是宇宙当中最基本的粒子这样小的东西。物理学还有一个极限就是把很多东西放在一起所展现出来特殊的效果，这就是集体的效应，超导就是这么一个现象。
物理学还有一个极限是光。大家知道光的速度非常快，光速是速度的上限。人类对光的认知有非常久远的历史，光是人类认识世界的最重要的手段之一。从远古至今，几乎在所有的文明中大家都在猜测光。古希腊对于光的本质有过很多很多的猜想。但是光作为一门科学，对光的本质的认识，是大概四五百年以前牛顿在 Gassendi （伽桑狄，法国数学家，1592~1655）的基础上发展的。他认为光是一种粒子，有折射，有反射，这就是我们大家在中学或者是大学物理里面能够学到的所谓牛顿光学或者是几何光学。
但是过了一个世纪以后，Thomas Young 做了一个非常重要的实验，颠覆了牛顿的光粒子论。这个实验是怎样做的呢？Thomas Young 先让一束光通过一个缝，然后在缝隙的板后面再加了一个双缝。如果说光是一个粒子的话，直接打过去就不一定能够通过双缝。但是如果光是光波的话就可以绕过去，而且通过两个缝绕过去以后，会形成一个干涉条纹。下图是 Thomas 和他做的实验的示意图及结果，可以看到一条一条的条纹。这个实验毫无疑问地建立了光是波的这么一个实验结果。
又过了五十年，电磁学建立。在 Faraday 实验的基础上 Maxwell 建立了麦氏方程。我们知道，在麦氏方程建立以后，从最基本的电磁学的数据当中，我们可以得到电磁波的速度，结果发现和测算出来的光速是一样的。由此人们第一次感觉到了光是电磁波的一种。
今天大家知道电磁波有非常广的应用。从广播，从我们微信的微波，一直到X光都是电磁波的不同波段。可见光是其中非常少的一段。由于这几个实验和麦氏理论的建立，基本上大家就认为光作为电磁波是毫无异议的。
但是到了1902年，Phillip Lenard 在赫兹实验基础上做了这么一个非常重要的实验。他在真空管里面打入光以后，这光就会在材料表面再打出电子，即所谓的光电子，然后用一个非常简单的电路来测出光电子的能量。他惊奇地发现光电子的能量和光的强度是毫无关系的，而且跟它的频率有关。这个实验结果是没有办法用光的光波性质来解释的，但那个时候我们不知道物质有波粒二相性，所以这是物理学里面一个非常大的问题！这就是光电效应。
1905年，也就是同一年，爱因斯坦还在瑞士专利局做小职员的时候，他除了写了一篇著名的狭义相对论以外还写了一篇光电效应的文章，其中他第一次提出来光是一种粒子，也就是光是量子这样一个概念。爱因斯坦的这个工作可能是他所有工作中最有争议的一个，他自己在晚年当中回忆。因为大家对光作为一个光波的概念已经接受得这么深入，以至于重新提出来光是一种粒子实际上对爱因斯坦在当时的声誉产生影响。
所以在八年以后，也就是1913年，普朗克担心爱因斯坦由于光电效应这篇文章而影响他的声誉，选不上布鲁士科学院的院士——今天我们回过头来看爱因斯坦选不上院士是非常可笑的一件事——所以普朗克写信说爱因斯坦对近代物理所有的问题都做出了杰出的贡献，在思考上的偶然失误，比如说光的量子论是可以原谅的，因为即使在最严谨的科学中提出崭新的概念也是要带来风险的。
在科学史上这封信为什么这么重要有两点原因。第一，大家都知道普朗克是量子力学之父，他第一个提出了量子的概念；第二，他也是爱因斯坦的伯乐，他第一次发现了年轻的爱因斯坦，并且提携了他。可以想象一下这封信从普朗克那里出来的，连普朗克这位量子力学之父都不相信爱因斯坦的光的量子论，可以想象这个争议有多么大。最后事实证明爱因斯坦是正确的。
1921年瑞典皇家科学院授予爱因斯坦诺贝尔奖金的时候，并不是因他更著名的相对论给他颁奖的。而是说，他因对理论物理的贡献，尤其是对光电效应原理的解释获得了诺贝尔奖。 他将人类对光的认知提高到了一个更高的高度。当然到了1921年我们对光的波粒二相性已经是完全接受了。这并不是一个像早期的时候人们认为的，觉得只是在牛顿的基础上回到牛顿，而是在更高的层次上被接受。
1917年爱因斯坦又写了一篇著名的文章，就是所谓的受激辐射。他说一个光子打到一个材料里面可以引诱出很多光子的发射，而且所有的其他光子发射的工作是完全一致的，有一个协同的效应。这就是今天所谓的激光。激光之所以跟一般的光不一样，是因为激光当中的每一个光子都是互相协作的，这就是物理上所说的相干性。这为后来的激光的发明奠定了理论基础。
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