《新视界文库-光之史话：探索人类对光的持久迷恋》［英］布莱恩·克莱格

内容提要

我们无法想象人类生活在一个没有光的世界中，光既是我们认识这个世界的钥匙，也寄托了人类的精神和希望。本书试图带领读者进行一次时间旅行，将人类对于光的探索和感受娓娓道来。随着探索，光不断推动着改变我们生活的技术出现，它甚至还引导我们质疑现实的本质。从新石器时代人们在巨石阵中对光的崇拜，到印象派画家在绘画中对光的革命性观察；从牛顿用三棱透镜将一束白光分解成了彩虹色谱，到爱因斯坦和费曼得出令人震惊的结论……本书探索了人类追寻光的非凡历程和不断被颠覆的认识。这本书呈现的不仅是人类探索的历史，也是一部科学技术发展史、思想史。

文章节选

想象这样一个早晨，阳光慢慢照进房间，你起床拉开窗帘，看到窗外火山爆发，空气混浊，炽热的火山岩浆从山上滚滚流下，窗边灰尘如雨飘下。你却什么也听不到，什么也感觉不到。你迅速走到第二个窗口，拉开窗帘，窗外天空黑沉，甚至比你常见的夜空还要黑，群星清晰可见。你面前是一片崎岖、近乎白色的平原，四周是高耸入云的山峰。突然，你的目光被一个蓝绿色、其间夹杂着白色条纹的明亮圆球吸引住了，它在黑暗中特别显眼。它就是你在月球表面看到的地球。或许是为了呼吸窗外的空气，你忐忑不安地打开窗户，却突然��到一阵眩晕。因为窗子外面是铅灰色的天空，房间位于25层，下面是熙熙攘攘的城市街道。你刚才透过窗户所看到的一切都不复存在，没有火山，没有月景，没有星星。神奇的隧道再次关上窗户，地球依然在天空中平静地运行。似乎透过玻璃窗户并不能看到房间的外面，而是打开了一条通向月球表面的神奇隧道。窗户上没有视频显示器或其他电子设备，只有一面特殊玻璃。这是20世纪70年代**想象力的作家鲍勃·肖（Bob Shaw）构想出的“慢透光玻璃”，一种光需要几个月甚至几年才能穿过的特殊玻璃。有了这种特殊的玻璃，我们就能在拥有美景的地方建造一扇神奇的窗户。如果光从玻璃的一面到达另一面需要一年的时间，那么窗户安装好一年之后，窗户另一边的风景才会到达这边。也就是说在玻璃外面发生的一切都要用一年的时间穿透玻璃，之后才会被里面看到。如果你在独特的地方预先设置一个玻璃窗户，然后把它移到室内，它承载的光会在这个玻璃材料中慢慢流淌一年。极限速度直到20世纪90年代末，由于科技的发展，人类才有能力造出慢透光玻璃，让想象变成了现实。本章描绘的发现已然证明了新的光技术的非凡力量。接下来，我们将穿越到两千五百年前，开始跟随先贤不断揭开光的本质。在这个过程中，光的极大速度是一个反复出现的概念。因此，光在慢透光玻璃中的速度极其特殊。光在真空中的传播速度是每秒30万千米，在现实生活中我们难以体验这么大的速度。例如，蜂鸟每分钟扇动4200次翅膀，人眼几乎无法分辨每次扇动。然而，仅需蜂鸟轻轻扇动一下翅膀的时间，就已经足够一束光穿过大西洋了。又如，1969年7月20日，“阿波罗 11号”飞船经过4天的旅程后登上了月球。如果“阿波罗11号”是前往离太阳系*近的恒星——半人马座阿尔法星，那么1000年后它还在太空中飞行，而光到达那里只需要4年的时间。光在玻璃中的运动速度比在太空中要慢一些，但一年也能穿透50万亿（5后面12个0）千米厚的玻璃。这给制造慢透光玻璃带来巨大的挑战，必须有一种方法来给光“刹车”，将其速度降低为原本的1/1018，甚至降低更多。尽管这听起来不太可能，但20世纪90年代末科学家发明的一种材料就可以做到这一点。

序 001 第1 章光速 003 第2 章哲学家 013 第3 章冲出黑暗 031 第4 章光学设备 057 第5 章看得更远 081 第6 章解剖光 115 第7 章以太之死 145 第8 章可怕的对称 183 第9 章量子电动力学 209 第10 章光的量子纠缠 237 第11 章老虎！老虎！ 251 历史文献选读 268 论颜色和光 269 致德国公主的信 281 关于光线振动的思考 284 发现者法拉第 290 论以太 296 论新型射线 298 延伸阅读 303 致谢 307