19世纪70年代，英国物理学家麦克斯韦提出了光的电磁学说。光的电磁说指出，光现象实质上是一种电磁现象，光波本身就是一种频率很大的电磁波。因为电磁波的传播根本无须凭借什么弹性介质，当然“以太”的假设就可以抛弃了。
1887年，光电效应的发现使波动说再次遇到重挫，波动说解释不了光电效廊。
还是爱因斯坦的思维胜人一筹，他没有继续评价谁是谁非。爱因斯坦认为，光的波动性与光的粒子性都有一定的合理性，双方论点的持有者各执一词，但都只反映了光的性质的一个方面，而忽略了另一个方面，为什么不能把它们的论点“合二而一”呢？爱因斯坦提出了关于光本性的一个新理论——光子说。光子说告诉我们：光是由光子组成的，光子也是一种基本粒子，它具有一定的能量和动量，具有波粒二重性，是微粒性与波动性的矛盾统一体。不同的实验装置造成了不同的条件，在某些条件h，重性的某一方面比另一个方面表现得要突出些。
你还记得盲人摸象的故事吗？几个盲人不知道大象是什么样子，他们一同去摸象。第一位摸到了象的身子，他说象似一堵墙；第二位摸到了象腿，他说象似一根柱子；第三位摸到了象牙，他说象的样子像把尖刀；第四个盲人说：“你们说的都不对，象明明和一根绳子一样嘛！“原来他摸到了象的尾巴。这个故事意味深长。如果我们茧草通过光电效应的实验，就以为光仅仅具有粒子性，而通过干涉实验又断言光仅仅具有波动性，必然会歪曲了光的本来面目。
认识某个事物，应该从不同角度、不同方面去深入研究。有时在不同区域、不同条件、不同观察角度下，得出来的结论很可能会差异很大，甚至完全相反。因此，认识必须全面。在科学史上由于认识的片面性而导致不同假说的例子很多。生活在地中海沿岸的古学者，由于经常看到火山喷发，岩浆横流，因而认为岩石是由火而成——“火成说”；生活在尼罗河畔和幼发拉底河畔的埃及、巴比伦的学者，由于经常看到洪水泛滥之威，则认为岩石由水而成——“水成说”。他们都只观察到了局部现象，所以是不完全的认识。
（十三）时钟变慢与地球不圆
1672年，有一位法国天文学家从法国出发，到赤道地区进行天文观察。他带去一个时钟，这个时钟在从巴黎启程时调得非常准确，可到了赤道地区后，时钟变慢了，而且慢得很有规律，每昼夜慢两分半，于是他调整摆长，使时钟恢复准确。回到巴黎以后，那台调整后的时钟又走快了，他开始分析原因了。
由已知结果去寻找未知原因，探究影响某一事件发生和变化过程的主要原因，称为析因思维。
牛奶变酸是已知结果，为什么变酸有其未知原因。
巴斯德用肉汤作了灭菌实验，证明了牛奶变酸的原因在于空气中的微生物侵入并大量繁殖。
法国的这位天文学家分析原因：
T=2πlg（巴黎时针摆的周期）
T‘=2πl"g’（赤道地区时针摆的周期）
T‘＞T，l=l’那么显然g‘＜g。
为什么g‘≠g呢？天文学家又第二次分析原因。
由mg=GmMR2
式中m为地球上物体的质量，M为地球质量，R为地球半径。
g=GMR2（巴黎地区的重力加速度）
g‘=GMR’2（赤道地区的重力加速度）
式中R为位于巴黎地区物体m距球心之距，R‘为位于赤道地区物体m距球心之距。
g‘＜g，G、M又不变，所以，必然有：R’>R，从而得出地球不圆的结论。
同一座时钟从巴黎移至赤道，所有的情况未变，只是地点变了，引发了重力加速度变化了，而钟摆摆动周期也随之而变，重力加速度的改变是钟摆摆动周期发生变化的原因。
牛顿当时正在研究万有引力，这位天文学家的发现给了他启发。牛顿进而从理论上计算了地球形状的有关参数。推测地球形状不是正球而是椭球，赤道半径比极半径大些。
对于多因素的影响，可以固定其他可能的影响因素，而改变其中的一个因素，依次进行实验，然后进行对比分析。例如，在利用液相外延法研制半导器件时，外延层和P—N结的生长质量，要受到衬底的晶向、性质和质量、母液成分、外延生长的起始温度和降温过程、生长气氛等许多种因素的影响。要想决定哪个因素是最主要因素，就必须分别进行析因实验。对于造成某种变化的原因是许多因素共同作用结果的情况，可以运用数学上的正交方法，同时进行多变量的析因实验。
因果思维，即分析事物的前因后果。事物一旦发生了，要分析结果的起因，找出因果规律。事物如果还没有形成，要从现状分析，推出结果是什么样的。我们应当养成一个思维习惯，从条件推出结果，先有“因为”，后有“所以”。训l练因果思维的最佳办法，就是凡事总要刨根问底。
（十四）转盘的空间概率
你在街头、游乐场中肯定看到过转盘。用糖稀画出龙、兔、猴、桃的造型、可以吃，也可以玩。摊主设有一个转盘，转盘圆周处画了一圈，有龙、有兔、有桃…，你交了钱以后，就可以用手转下指针，指针停下来指着什么图案，摊主便在平锅上烤出什么图案的糖稀给你。
当然，糖龙比糖桃、糖兔要大得多。小朋友谁不想转到龙图案那儿，有转到的拿了糖龙高高兴兴走了，有转不到的，拿了小小的糖桃、糖兔，也不沮丧，谁让自己运气不好呢？
这不是什么运气问题，仍然是概率问题。转盘是等概率问题吗，凡是摸奖、抓彩、促销所设的转盘般都不是等概率，因为扇形的面积不是等面积的。一个圆盘被分成十来块扇形，大小不一，圆心角大的有六七十度，小的还不到五度。比如有两块扇形，扇形I的圆心角是60°，扇形Ⅱ的圆心角是5°，指针旋转后停在扇形I的概率为1/6，而停在扇形Ⅱ的概率的l/72，二者出现的机会相比12倍，这当然不是等概率的。几百个小朋友转指针，能转到龙图案的人是极少数，因为机会太少。摊主将龙图案画在最狭小扇形的边缘上，而把小桃、小兔的图案画在大扇形边缘。
商场里的有奖促销有的也用转盘。转盘挺大，又是竖起来的。从商场买够一定数额款的商品凭证旋转一次，转盘上也有大大小小的扇形，有的扇形细得像一根线，注明为几千元大奖，大块扇形注明为五元，或干脆无奖。用空间概率的概念一分析，能得大奖的人极微。更何况许多竖立的转盘，大奖所在的狭窄条条在最上方，指针即便指暂时静止。也是不稳定平衡，极易偏离。
如果说转盘中得大奖的机会还有，只不过概率太小；那么，还有一种赌博，得胜的机会为零，这种赌博，简直是“肉包子打狗，有去无还。”僻街狭巷里有一种投圈游戏，用小小的竹圈投掷地上的香烟，只要交了钱可以一连投几次，投中那盒香烟就归你了；投不中呢？反正交的钱也不多，权当一乐。几乎所有投圈的人都这么认为，这可乐坏了摊主。
说这种投圈是零概率是因为竹圈太小，香烟盒又是长方形的，二者之间基本没有活动的空间。只有一种可能。直上直下地投，平平地落下，这太难了。问题的关键是，游戏规则不允许这样投，只能站在远处平抛或斜抛，于是这仅仅的一个可能便化为乌有。即使竹圈与香烟盒在接触的瞬间是上下重合的，由于竹圈的斜下速度，必然使竹圈的某部分被香烟盒挡住。如果竹圈不是纯粹的圆，或者香烟盒不是纯粹的矩形，那么直上直下地投，也是毫无可能的。
既然得胜的概率是零，你还用得着奉陪吗？
（十五）光谱分析法问世记
民谚云：他山之石，可以攻玉。这个民谚其实就是稽植方法的实质。
本生是德国化学家，他发明了一种能调节的新式煤气灯。这种灯至今还在化学实验室里被普遍使用，人忙称为本生灯。本生发现，当煤气燃烧完全、温度很高的的时候，火焰呈现出微弱的浅蓝色；当灯没调节好，火烧到铜制灯管上，火焰呈蓝绿色；要是在火焰上插根玻璃管，火焰就变成亮黄色。
煤气灯火焰的颜色变化引起了本生的注意。他觉得火焰的颜色与物质的成分可能有关系。他用食盐、纯碱这些含钠的物质放在火焰上去烧灼，发现火焰都成了亮黄色。本生又做了许多实验，弄清了钠的火焰是黄色的，钡是绿色的，钙是砖红的。可是，锶和锂的火焰都是深红色的，无法区分它们。而且，如果物质中所含的元素一多，几种颜色混杂在一起，就更分不清楚你我他了。
1859年初秋的一个傍晚，本生和他的朋友基尔霍夫存海德尔堡郊区小山上散步，基尔霍夫是物理学家。本牛向基尔霍夫谈到了自己的难题，基尔霍夫说：“依我看，你最好别直接观察火焰，而应当采用我们物理研究中的光谱方法，去观察火焰的光谱。那样做，所有的颜色都会清楚得多。”一听此言，本生豁然开朗，“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”，本生兴奋地说：“哦，光谱，牛顿发现的那种光谱！”他一把拉起基尔霍夫的手说：“走，我们一起去！”
本生和基尔霍夫移植了这种物理方法，发明了“光谱分析法”。
移植，最初是一农业名词，又称“移栽”，指自苗床挖起秧苗，移至大田或他处栽种的工作。将树木或果树的苗木移至他处栽种，也称移植。将身体的某一器官或某一部分，移植到同一个体（自体移植，例如，烧伤病人的皮肤移植）或另一个体（异体移植，例如肾脏移植、眼角膜移植）的特定部位而使其继续生活的医学手术，称之为移植术。把某种花木的枝条嫁接在别的花木上，也叫移植，又称“移花接木”。总之，移植的本质就是利用他物，使之融于自身，从而改善自身。
将移植术推广到方法论，就产生了移植方法。移植方法将一个学科领域中已经发现的新理论、新技术、新实验装置和实验手段、新的研究方法应用到其他学科领域中，为解决其他学科领域中存在的疑难问题或关键问题提供启示、帮助和借鉴。
移植方法是科学研究中最有效，最简便的方法，也是在应用研究中运用最多的方法（贝弗里奇语）。由于现代科学技术发展的特点之一就是各学科之间的相互渗透和相互联系日趋密切，所以移植法在科学研究中的运用也日显重要。
移植方法的出发点是认为任何事物的运动，变化和发展，是同事物之间的普遍联系密不可分的。那么，任何一门自然科学学科的发展，也是与其他学科的普遍联系密不可分的，联系的观点，发展的观点，都是唯物辩证法的基本特征。如果把自己所研究的学科与其他学科的观点、成果隔离开来，就会陷入囿于一隅或画地为牢的困境。
科学的分支中总体现了“你中有我，我中有你”，这表明了矛盾的共性。各个分支学科的发展无不借鉴了其他学科的成果。例如，电子学的技术和测试方法，光学的技术和测试方法早已渗透到几乎所有的工程技术学科和基础学科研究之中了。互相渗透、互相移植的结果必定会使二者达到共同提高和发展的目的。
原理和技术可以移植。在一个学科领域中看来很普遍的原理和技术。往往可以使其他学科的研究工作产生重大影响，促成进一步的发现。例如，德国物理学家勒纳德发现了光电效应现象，当时用经典的光学理论无法解释。同一时期，普朗克提出了量子的概念，揭示了温度与辐射波长的关系。爱因斯坦从看起来毫无联系的二者之间找出必然的联系，把普朗克假设移植到光学研究中，创立了光量子学说，并圆满解释了光电效应现象。又如，对于从不同温度的物体发射红外线辐射的探测，是一个很普遍的物理过程。但是，将红外辐射的原理和方法移植到其他学科就产生了新的技术。
不同研究领域的实验仪器、实验技术的移植，能够形成新的技术分支。例如，光学显微镜在医学上的应用，促进了细胞病理学的产生；x射线的衍射技术在医学上的应用，形成了电子显微技术的分支；低温冷凝泵和低温吸附泵的诞生，促进了真空技术的发展。
技术手段可以移植。例如，将微处理机技术可以移植到缝纫机、洗衣机、照相机上；泌尿科医生把微爆破技术移植到医疗方面，消除肾结石；微波技术移植到针灸技术中，发明了微波针灸仪。
技术功能可以移植。例如，人造卫星上的电脑辅助摄影机技术，其技术功能可扩展到民用数字录音唱片的制造方面；妇女烫发用的电吹风经改型设计，可以用来烘干被褥。
学科知识可以移植。例如，现代心理学是在传统心理学的基础上，移植了物理学的电生理学知识，化学中的脑化学及生物化学知识，医学中的病理学、药理学知识，社会学中的许多知识。从而，才使心理学开始摆脱思辨性传统研究方法，进入从局部到整体、从定性到定量、从静态到动态的现代研究方法。
（十六）波粒二象性与对称方法
对称是自然界的普遍现象，有南必有北，有东必有西，有上必有下，有阴必有阳。对称的概念来源于生活。
几何的对称是以中心线划分两边的形，如自然界中的人体、动物体、蝴蝶、雪花、古代建筑（天安门、天坛、宝塔等）、树叶、轮生的花瓣。对称好比天平，它在建筑、家具、产品、编织等艺术造型中应用广泛。
对称作为一种方法，是从对称角度出发，去分析、推测某种事物可能存在着的相应的事实、性质和关系的一种方法。
1930年，狄拉克在求解描述电子的相对论量子力学方程时，得到了两个正负对称解，他根据对称性推测会有一个与电子行为相对应的正电子存在。
1931年美国物理学家安德逊在宇宙射线中发现了它。正电子的发现揭开了微观世界物质的正负对称性，人们又进一步设想推测其他基本粒子也存在反粒子，并且在实验中发现了它们。对称性原理是形成的物理假说的启发性原理之一。
德布罗意就是用对称的思维方法提出波粒二象性假说。他提出假说的出发点是：1．自然界在许多方面有显著的对称；
2．可以观察到的宇宙完全由光和实物物质组成，光和实物物质可以称为是一对对称物。
3．既然对称的方——光具有波粒二象性，那么对称的另一方——实物粒子或许具有波粒二象性。
后来，经过许多对于微观粒子的实验，例如电子衍射实现，证明了德布罗意假说的正确性。由于对称性是客观世界中到处存在的，所以具有普遍性，它是由更深刻的本质所决定。根据事物的对称性，人们可以大胆地推测未知事物和现象的可能存在。
有则智力测验，在一张圆桌上，你和你的一位朋友轮次往桌面上放硬币，当谁没有位置再放时，谁就算输。如果让你先放，你能保证一定赢吗？答案是肯定的。你的第一枚硬币放在桌面的中心位置上，无论你的朋友把硬币A放在什么位置上，你都可以以直径为对称轴，把你的硬币摆在或A1，或A2，或A3……的位置上。只要你的朋友有位置放硬币，你就一定会在其对称点上放下一枚硬币，除非你的朋友再也找不到空地方了。