爱因斯坦的光子假说

1905 年，他的「奇迹之年」，爱因斯坦提出：光本身——而不仅仅是发出光的那些振子——是由离散的能量小包构成的，每一个携带 E = hf。普朗克只量子化了发射与吸收这一行为，并指望光仍是连续的波；爱因斯坦迈出了远为大胆的一步，赋予量子一个真实、独立的存在，使之成为一个光的粒子。他称它们为光量子；今天我们称之为光子。

凭借这一个假设，光电效应那些令人困惑的特征便化为常识。一个光子撞上一个电子，并一举交出它全部的能量 hf。这能量的一部分把电子从金属里解放出来；其余的成为它的动能。这立刻预言了为何存在阈值频率，为何电子能量随频率而非亮度增长，以及为何更亮的光只意味着更多被打出的电子。

爱因斯坦的预言 K_max = hf − W，是一条等待检验的、干净的直线。罗伯特·密立根本不喜欢这个想法，动手要推翻它，结果反而在 1915 年前后把它漂亮地证实了。正是为了这项工作，而非相对论，爱因斯坦获得了 1921 年的诺贝尔奖——这提醒我们，量子革命既有热切的助产士，也有同样多勉强的助产士。