經典物理學的研究对象是宏觀世界的物質粒子，它們的基本屬性是質量；近代物理學的研究对象是場，它的基本屬性是能量，近代物理學的誕生源於對光的本質的討論，這不是偶然的。
光有兩個非常與眾不同的獨特性質：一是它的波粒二相性；二是它在真空的傳播速度恒定不變。這些屬性幾乎是任何其它常規物體不能與之類比的，意味著它與其它任何物體有著完全不同的本質。
光是波、同時又是粒子，這個觀點的最終確立是源于德布羅意先生天才的思想，他通過一組數學公式演繹表明任何具有質量和速度（能量和動量）的粒子都具有波長和頻率，詮釋了單個光子的波屬性。
迄今為止，權威的實驗都證明了光在真空中恒以不變的速度傳播，而無論參考系的運動狀態，斐茲傑惹收縮和洛倫茲變換從理論上闡明了實驗的正確性。愛因斯坦先生肯定了這一點並在此基礎上建立了狹義相對論，它和隨後發展起來的廣義相對論在一個世紀以來已經取得了公認的成就。
上述這些有關於光的觀念，是奠造近代物理學的基石。
雖然在一個世紀以來學者們做了大量的工作，拓延了近代物理學的深度和廣度，但是似乎忽略了某些隱含在事實後面更基本的東西，本文試圖在純粹邏輯思考基礎上對上述基本觀念的作一些詮釋，簡化這門高深的課程使之更易於理解。
自牛頓和惠更斯先生的時代以來，有關光是粒子還是波的爭論持續了將近一個世紀，直到德布羅伊波函數和薛定諤方程成功地描述光子也是一“束”波，確立了光的波粒二相性。還不僅於此，在近代物理學的基本概念裡，自然而然的引伸是，德布羅意波適用於所有實物粒子，因此波粒二相性不再是光獨有的屬性，而是所有實物粒子的共性。但是，德布羅伊波是一種幾率波，一個統計學意義上的波，它真正是我們一直在尋求的答案嗎？
如果把光束當成群體來研究，大量光子的行為可以和任何粒子群體一樣被描繪成一種幾率波，這是不辯自明的常理。但群體與個體是兩個不同的概念，從邏輯意義上說，群體的屬性畢竟不等於個體的屬性，城市中人群的分佈形態可以用幾率波函數描述，但這並不表明某個人也具有波的屬性。就單個光子而言，怎麼把它理解成“波”呢？
光是電磁波，得出這個結論的最重要的原因是光與電磁波在真空中都有相同的傳播速度。我們知道，按照麥克斯韋理論，電磁波的傳播機制是變化的電場激發變化的磁場，反過來，變化的磁場又激發出變化的電場，不停地重複這個過程，電磁波就在真空裡傳播出去。麥克斯韋波動方程組形象地描述了這種相互激勵，它們的微分形式是：
div D = 0
rot H = ЭD / Эt
rot E = – ЭB / Эt
div B = 0
光既不顯電性，也不顯磁性，它是否以類似電磁波的行為方式傳播呢？如果它確實是一種電磁波，它也應該具有與一般電磁波同樣的傳播機制。問題是：在光傳播過程中，是什麼在互相激勵呢？是什麼來取代H和E呢？
為了解決這些疑問，我想引用幾個觀點，我所以說“引用”，是因為這些觀點已經被眾多知名的及不知名的學者在各種不同的場合探討過，本文只是把它們提取出來作為後續討論的基礎。這就是：
1）宇宙間只有兩種基本物質：質量和能量；
2）質量和能量間以E = MC2轉換，遵守質能守恆定律。
3）自然界一切活動的本質是能量的轉換。
4）光具有質能二相性。
5）質量遵循牛頓力學定律；
6）能量遵循麥克斯韋定律和薛定諤方程；
7）質量和能量有不同的運動形態：質量以位移的方式運動、能量以波的方式運動，兩者的速度不遵循迭加原理。
對上面表述更詳細的說明如下：質量和能量是組成我們世界最基本的兩種物質，能量可以獨立存在，不必依附質量。相對而言，能量更普遍地存在於我們的宇宙之中。宇宙空間充滿了能量（它可以是暗物質、虛粒子的一種解釋），它們以場的形式存在，質量是高密度的能量，以能量島的形式存在；空間能量分佈不是均勻的，能量場分為均勻場和梯度場兩種，勻強場分佈在均勻空間，能量島附近形成梯度場。引力場是一種梯度場，是能量場在能量島附近畸變形成，引力是能量梯度差的一種效應。加速運動的物體也會引起周圍的能量場畸變，形成梯度場（加速場）。在廣義相對論裡，引力場和加速場是等價的。
自然界一切活動的本質是能量的轉換，宇宙空間是一個波濤洶湧的能量的海洋，無時無刻不在進行能量轉換。空間能量是多個不同種類的場的疊加（每一點的能量都是空間和時間的多元多階函數），每種場只對一定頻率的能量發生作用（諧振）；質量每時每刻都在與外界交換能量，發射和吸收能量，甚至直接轉換成能量（遵守E = MC2），任何質量只能與外界交換一定頻率範圍的能量，遵守質能守恆定律。能量由最小量子構成：e = hν，e為最小能量元、它們是構成能量場的基元，其中h為普郎克常數、ν為諧振頻率。
光是粒子，它是質量和能量的邊緣狀態。因此與其我們認為光具有波粒二相性，不如把它看成是質能二相性。光的波粒二相性理論中已經隱含了光是質量和能量的邊緣形態的概念，質量是粒子的屬性、能量是波的屬性，如果說光既是粒子又是波，它當然也就既是質量也是能量。把光看成是具有質量和能量二相性，仍然可以保留光速不變的觀點，不過在新的觀念光速不再是光子行進的速度，而是能量在場中傳播的速度。
如同光子一樣，當任何基本粒子微小到可以適用於海森堡測不准原理時，它就處於介於質量和能量的邊緣狀態，物質湮沒的邊緣狀態。
那麼光是怎麼傳播的呢？光是質量和能量的邊緣形態，那較大的一種可能性就是質和能互相轉換，類似與電和磁的互相激勵。那麼它的波動方程應該是：
div εE = 0
rot M = ЭεE / Эt
rot E = – ЭμM / Эt
div μM = 0
其中電場E由能量E代替，磁場H由質量M代替，εE是能量元的通量，μM是質量元的通量。類比於電磁轉換，在真空的封閉區域沒有淨能量和淨質量通過（質能守恆），因而它們的散度都等於零。如果光波和電磁波具有相同的傳播機制，這種類比可能是接近真實的。
當一團能量彙聚成一個質量時，輕微的擾動使它重心偏離；當一個質量發散（或者說坍塌、蛻變）成一團能量時，也是如此，每一次轉換都發生微小位移，波就因此傳播出去。如果知道單位時間轉換的次數（頻率）和位移的大小（波長），就可以精確計算傳播速度（光速）！
怎麼實現這種轉換呢？可以設想宇宙能量場可能存在一個臨界的能量密度，當能量密度大於這個值時，形成能量島，呈現出粒子（質量）特徵。而光子（它應該是大量hν的集合）密度恰好在這個密度值附近，它的脈動（膨脹和收縮）使它在能量和質量兩種狀態之間變換，類似於電場和磁場的相互激勵。但是兩者不是完全對稱的，正如電磁波更強地表現出電的特性，光更強地表現出能量（波）的特性。
粒子是一個幾率波，不如說粒子是一個密度波。德布羅意捨棄了密度波選擇了幾率波，雖然密度波和幾率波本質上同樣都可以描述能量在空間的分佈，但是從密度的視角更易於解釋光子的波粒二相性。能量的密度隨時間和空間變化正是波的本質，密度隨時間和空間分佈才是幾率波的成因。粒子介於質量和能量的邊緣狀態，當密度小於臨界值時，表現出能量場的特性，大於臨界值時，表現出粒子特性。把光子視為密度波，也更易於直觀地解釋雙縫干涉。
德布羅意波把粒子和波連系起來，最基本的推導來自於愛因斯坦的質能方程：MC2 = hν，要注意到，這個等式只有在質能能夠自由轉換時才有效。類同於錢幣“兌換率”的表述，前者表示粒子的動能，後者表示波的場能，只有動能和場能能夠自由變換時，亦即粒子和波能夠相互自由轉換時才有效。當粒子和動能消失了，才有波和場能存在；反之當波和場消失了，才有粒子和動能存在。就如當你用10塊美元兌現60塊港幣時，你有了60元港幣，就不再有這10塊美元，這就是兌換的意義。所以德布羅意波只有當粒子兌換成能量才存在，當德布羅意波出現時，粒子已經消失了！這個表述顯然在宏觀世界無效，只是在微觀世界有效，就如求解一顆飛行的子彈的德布羅意波是沒有意義的，因為對於一顆飛行的子彈來說，它的質和能之間不能實現完全的相互轉換。
概述之，任何波都是能量的傳播；不同的波只能在特定的能量場裡傳播；光的本質是能量的傳播。光和基本粒子都是能量和質量的臨界形態，因此光具有質能二相性，它的傳播過程就是質量和能量不斷轉換的過程。能量是獨立的，不必依附質量而存在。我們曾習慣於預設能量是質量的一種屬性而已，在新的觀念裡，它應該是比質量更廣泛存在、也是更基本的實體。
質量和能量作為兩種最基本的物質，它們有完全不同的運動形態：質量以位移的方式運動、能量以波的方式運動，兩者的速度不遵循迭加原理。這正是我們在邁克爾遜-莫雷實驗中測不到光速變化的原因，因為光速不能與地球運動速度疊加。在運動物體上發出的光只產生多普勒偏移，這是它對於曾經寄居的母體的運動狀態的唯一的記憶效應。
質量和能量（粒子和光）各以不同的方式運動，有如江河裡的行船，能和船速迭加的是水流（質量）的速度，而不是波浪（能量）的傳播速度。波浪可以影響船速，但兩者之間沒有直接的迭加作用。當質量作用于能量時，也如能量作用于質量時，它們之間都不適用於簡單的速度迭加原理。
邁克爾遜-莫雷實驗確認了光在真空中傳播的速度是不變的，為此引進斐茲傑惹收縮和洛倫茲變換，它們以近乎完美的形態描述了各個不同的慣性系如何適合於光速不變的原則，但卻不是光速不變的原因。如前所述，光速不變的原因是：任何坐標系的運動不會影響光的傳播速度，不遵循迭加原理。
我想說明，以上只是一種“可能性”的假設，這是因為筆者並不在這門學科的前沿，也沒有基本的儀器對這些假設進行驗證，只能從已知並被公認的現象事實中尋找有用的線索，力圖編織一幅更為簡明而有序的近代物理學模型，使更多學習者易於瞭解這門學科。如果能起到抛磚引玉的效果，那就正是本文的目的。
PROBING & PONDERING 