光是宇宙中速度最大的物质，具有波粒二象性即既是光波又是微粒。波动所具有的波长与频率意味着它在空间方面与时间方面都具有延伸性；粒子在某时间与某空间具有明确的位置与动量。自然界所有的粒子，如光子、电子或是原子，都能用薛定谔方程来描述。粒子性和波动性被统一在这个薛定谔方程中。
1663年，罗伯特·胡克提出了“光是以太的一种纵向波”的观点。1672年，艾萨克·牛顿提出了光微粒说，认为光由微粒组成，遵守运动定律，合理解释了光的直线移动和反射性质，但解释不了光的折射与衍射。从此，牛顿和胡克开始了光微粒说和光波动说的第一次大辩论，两驾马车并驾齐驱。
1678年，克里斯蒂安·惠更斯提出了光波动说，解释了光波的直线传播与球面传播，推导出反射定律与折射定律，但不能解释衍射效应。
十九世纪初，托马斯·杨完成双缝实验。奥古斯丁·菲涅耳提出惠更斯-菲涅耳原理，解释了光波的朝前方传播与衍射现象。十九世纪后期，詹姆斯·麦克斯韦提出电磁学麦克斯韦方程组，猜测光波就是电磁波，使光波动说日臻完善。
1901年，马克斯·普朗克提出了量子论解决了黑体辐射问题。1905年，爱因斯坦引入了光量子概念，解决了光电效应问题。物质的粒子性由能量E和动量P刻画，波的特征则由频率V和波长λ表达，这两组物理量由普朗克常数h联系在一起。光不仅具有波动性质，也具有粒子性质。
1924年，路易·德布罗意提出“物质波”假说，主张“一切物质”都具有波粒二象性，即具有波动和粒子的双重性质。根据德布罗意假说，电子应该具有干涉和衍射等波动现象。
1927年9月，尼尔斯·玻尔提出互补原理：“一些经典概念的应用不可避免的排除另一些经典概念的应用，而这另一些经典概念在另一条件下又是描述现象不可或缺的；必须而且只需将所有这些既互斥又互补的概念汇集在一起，才能而且定能形成对现象的详尽无遗的描述。”
1929年，奥托·施特恩团队完成氢、氦粒子束衍射实验，表明了原子和分子具有波动性质。
1970年代，物理学家使用中子干涉仪观测到中子好似量子波一样，直接感受到引力的作用。
1999年，维也纳大学研究团队观察到C60富勒烯的衍射。2003年，维也纳大学研究团队观测到四苯基卟啉的波动性。2011年，实验证实，质量为6910 u的分子展示出干涉现象。2013年，实验发现：质量超过10000 u的分子也能发生干涉现象。
2015年，人类获得光同时显现波动性和粒子性的首张图像。
图1 光的波动性和粒子性图
爱因斯坦曾说过:“好像有时我们必须用一套理论，有时候又必须用另一套理论来描述(这些粒子的行为)，有时候又必须两者都用。我们遇到了一类新的困难，这种困难迫使我们要借助两种互相矛盾的的观点来描述现实，两种观点单独是无法完全解释光的现象的，但是合在一起便可以。”
光为什么具有波粒二象性呢？现在科学家们还没有搞清楚。这是量子力学界烧脑的问题。
我想起了玻尔的互补原理，用互补原理解释波粒二象性当然再恰当不过了。可是，能不能把思路再放宽一些。为什么要对立，为什么要互补，波粒本来就是一体的，只是观察者的角度不同而已。
我把波粒二象性描述为光子沿力线螺旋前进。质子、电子等带电粒子则沿磁力线螺旋前进。波粒二象性是旋涡里的任何物体都具有的现象。从侧面看，物体运动的轨迹是波，有波长、振幅、频率等参数；从横截面来看，物体运动的轨迹是粒子，有速度、位置等参数。当你描述光的三维运动时，这些参数就一一跳了出来。小小的粒子都有这个特性。大大的地球也有这个特性。只是地球的频率是一年一次，振幅是地日距，波长大约为4500公里，21000年进动一圈。只要把地球这21000年的公转轨迹拉开，就能看到一幅地球波动图。这就是我的《旋涡里的宇宙》一书的要旨。
地球如此，月亮如此，太阳也是如此。它们都有自己的波长、振幅、频率、速度、位置等参数。
最近，西班牙和美国的科学家组成的国际科研团队发现了光的一种新特性即自扭矩，光线能够围绕中心轴螺旋前进，像“弹簧”一样传播，看起来像一个涡旋光束。当涡旋光束撞击一个平坦表面时，光图案看起来像甜甜圈那样的圆环。
图2 光的三维轨迹图
这令我非常兴奋和欣慰。我对光的认识总算有了实验的验证。
继续努力，加油！
