光子学的范畴到底是什么?

光子学的范畴到底是什么?

早在1905年,爱因斯坦曾根据普朗克的量子论学说,提出了光子论。这一理论告诉人们:光束携带的能量不是连续分布的,而是一份一份的,并且每一份可看作一个小颗粒,称为光子。到了20世纪20年代,法国的物理学家德布罗意深刻阐明了任何物质都具有波粒二象性的理论,使得人们对光具有粒子性和波动性的双重本性更为深信不疑了。这里,我们且不谈光子本身究竟是什么怪物这个至今还困惑着人们的疑谜,只谈目前引起科学界热烈辩论的题目——光子学。随着现代光学研究领域的活跃和发展,不少发达国家已明确将光电子技术放在今后科学技术发展的首要地位的形势下,一个以光子命名的令人神往的新学科——光子学正处于一场大辩论的漩涡之中。

光子学(英文称Photonics)一词最早出现于1970年召开的第九届国际高速摄影会议。当时认为高速摄影的最终极限要受光子本身的性质和行为规律的限制。所谓光子水平上的高速摄影,要依靠光子本身,依靠光子学所取得的成就。于是“光子学”一词作为一门学科提了出来。“光子学”一经提出,立即引起了光学界、光电子学界的极大兴趣。这些科学领域里从事研究工作的人们都想赋予光子学以新的涵义,都想将光子学争取到自己领域中来。

荷兰学者poldervaart博士认为:光子学应包括光子传递信息的所有高速摄影领域,即高速摄影的概念要扩展,而绝非仅仅局限于胶片式的相机摄影。他说:只要光子作为传递信息的载体都应属于光子学的范畴,其中应包括无线电、雷达、电视和光谱学等等。”

美国学者H.G.Hyzer却不以为然地认为,应把光子学限制在传递图像信息载体上,包括摄影、射线摄影、高速电视、激光喇曼光谱和激光多普勒测试诸方面。

一本很有名的杂志«光谱»建议:光子学一词可用到集成电路芯片技术中,这样,光信号经历了从一端传到另一端的超快过程。该杂志在1982年第一期起索性将其刊名改为«光子学光谱»。

一方面,关于光子学的范畴的认识,各种观点间存在着深刻的分歧;另一方面,光子学这一名词日益时髦风行。诸如,光子学公司、光子学信息处理公司、光子学仪器、光子学方法等等都相继出现。

1982年,美国学者H.F.Swift发表文章,抗议«光谱»杂志改名为«光子学光谱»,以维护高速摄影界对光子学一词首先提出的权利。但是他又清醒地认识到:区区高速摄影领域是难以与力量雄厚的集成电路工业界抗衡的。所以,他又提出,可否用«成像学»(英语称Imageograph)来命名“光子学”,作为传递图像信息的一门科学。

中国光学工作者季景镇于1984年向第16届国际高速摄影和光子学会议建议:把光子学定义为光子是传递信息的载体,是研究光子的产生、传输、调制、记录和显示的一门科学,可否用英语Photonology一词包含光子是传递图像信息载体的内容。

1985年,中国光学学会理事长,著名的光学科学家王大珩撰文提出,“光子学”即“光电子学”,它的含义在于信息技术不应单纯是电子的天地,应看到光子的地位正在升格,光子和电子携起手来,开辟更加广阔的天地。

目前,围绕着光子学范畴的争论仍在进行之中,相信这一问题的最终明朗化,将是指日可待了。