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光如何工作

As a citizen of sunny Earth, it's hard not to take light for granted. In this article, we salute you, light, for a lightless world would be a gloomy place indeed.
作为阳光明媚的地球的公民,很难不认为光是理所当然的。在本文中,我们向您致敬,因为无光的世界确实是一个令人沮丧的地方。
Frank Krahmer/ 盖蒂图片社

光既明显又神秘。我们每天沐浴在黄色的温暖中,用白炽灯和荧光灯避开黑暗 灯泡 。但是光到底是什么?当阳光穿过尘土飞扬的房间,当彩虹照耀着我们之后,我们会瞥见它的本质。 风暴 或当喝水的吸管看上去不连贯时。但是,这些瞥见只会引发更多问题。光是作为波,射线还是粒子流传播的?是单一颜色还是多种颜色混合在一起?它的频率像声音吗?光的一些共同特性是什么,例如吸收,反射,折射和衍射?

您可能会认为科学家知道所有答案,但是光继续让他们感到惊讶。这是一个例子:我们一直认为这是理所当然的 光 travels faster 比宇宙中任何其他事物都重要。然后,在1999年,哈佛大学的研究人员通过使光束通过称为Bose-Einstein冷凝物的状态,将光束减慢到每小时38英里(每小时61公里)。这比正常速度慢了将近1800万倍!几年前,没有人想到过这样的壮举,但这是反复无常的方式。只是当您认为自己想通了它时,它就违背了您的努力,并且似乎改变了它的性质。

尽管如此,我们的理解已经走了很长一段路。科学史上一些最聪明的思想家将他们强大的才智集中在这个问题上。 艾尔伯特爱因斯坦 试图想象乘坐一束光束会有什么样的感觉。"如果有人追着一束光怎么办?" he asked. "如果有人骑在横梁上怎么办? …如果一个人跑得足够快,它会不再移动吗?"

爱因斯坦,但是,领先于故事。为了欣赏光的作用,我们必须将其置于适当的历史背景下。我们的第一站是古代世界,一些最早的科学家和哲学家在这里思考这种神秘物质的真实本质,这种物质激发视力并使事物可见。