作者 KEATS
插圖
翻譯 石云
校譯 楊璐
科學并非僅僅是那一堆抽象的符號，以及精密復雜的實驗，也并非只是拉動國民經濟、國防建設的工具，科學有著更為廣闊的含義。愛因斯坦提出相對論時侯，他事實上改變了我們對 “同時”“現在”“過去”“因果律” 等詞語的理解，重新構建了我們思考、生活、看待世界的方式。科學并非處于真空、孤立環境下的專業活動。科學活動從技術、宗教、哲學、文化本身汲取各種支持，反過來又給技術、宗教、哲學、文化提供新的可能。光的歷史，乃是上述這般互動的呈現，其有著豐富的意涵。BBC甚至特意針對光的歷史拍攝過四集紀錄片。2015年乃是國際光年，讓我們以詞典的形式，來回顧往昔幾千年來光所具備的含義。
2015國際光年的標志
光是這樣被定義的，在牛津英語詞典里，關于它的第一種定義為，“引起視覺感官活動的自然材質或影響”，其他定義從“基督教的內心啟示”一直延伸到“縱橫字謎的線索”，但牛津英語詞典里那長達七頁的關于光的定義，并沒有解釋詮釋出光的全部含義，更別說去闡述光在整個歷史中的重要性了，光子幾乎影響著一切，從137億年前宇宙剛形成的時候就開始了，從20萬年前人類出現開始，光對于我們的存在就如同水和碳一樣重要。
以下這些詞匯表之中所定義的20個詞語，從極光開始一直到金字形神塔，展現出光照亮宇宙的方式所在以及光怎樣啟發我們對于世界的認知。因為不存在哪怕哪個孤立的體系，不管是科學、宗教，還是哲學或者文化日食光線初中物理，能夠將光的所有含義都涵蓋起來，所以下面這份詞匯表僅僅是系統化地隨意進行列舉，借助詞語的含義去探索光的每一面事實。我們如同運用舉偶法一樣來理解光以及它那些眾多的效應。
極光
一種在夜空閃耀的極具絢麗感之光環，地球兩極均存在極光，有時其規模大到可在赤道一帶被肉眼所見，能給人帶來異象方面的啟示，在次經《馬加比二書》里，北極光被描繪成“騎士于半空飄浮，身著黃金編織而成之服裝”，對于更熟知極光的因紐特人來講，極光被領會為天堂內諸神靈間的一場足球賽事。科學給出的解釋同樣讓人感到驚奇，太陽發射出帶電的粒子，這些粒子被地球的磁場偏向南北兩極，帶電粒子在與大氣碰撞的進程里會如同氖氣霓虹燈那般發光。
照相機
有一種用于成像的裝置，在還未發明攝影術的時候，照相機就是一種能把三維實體留存于二維平面上進行記錄觀測的器具。照相暗箱它是個黑暗的盒子，借助一個小孔把外面的景象投射至空白平面上。關于這點亞里士多德早就明晰，并且暗箱在啟蒙運動期間對決了（誤。這里有誤字吧，按后面語境應是助力類意表達。假設是助力或推動，這里強行改通順）地形制圖以及解剖制圖起到了作用啦。一種被稱作投影描繪器的相關光學裝置，其操作存在不便性，這促使威廉·亨利·福克斯·塔爾博特發明了他自己稱之為“運用光來繪畫”的方法，此方法通過光化學反應改變一張紙片，以此代替了手工操作，這一過程的機械本質致使照相機比人眼感知更客觀可信，且隨著膠片和數字攝影的發明變得愈發自動化，然而具有諷刺意味的歷史是，最初被視為是人的眼睛模型工具使用暗箱，對于我們所說看見的真實的顯示卻又是有多有限 。
葉綠素
分子，它能夠去吸收太陽光以進行光合作用。植物以及光合細菌，它們依靠把水和二氧化碳轉化成糖類來實現生存，而催化這個反應是需要能量的。葉綠素能夠俘獲能量光子。然而，葉綠素并非是完美無缺的。有兩種不同類別的分子，它們分別在可見光譜的紅色的一端與藍色的一端吸收光能的效率是最高的。頻譜處于紅、藍光之間而被反射的綠光，致使葉子呈現出綠色，同時也標志著綠光就此失去了參與光合作用的機會。任何一位稱得上明智的工程師，都會樂意把植物和藍綠藻涂成黑色，以此來吸收所有的太陽光。自然選擇并非如此嚴苛，葉綠素是一種對給整個地球，包括給那些工程師提供能量而言足夠實用的分子 。
神性
神圣，女神，或者神性這點，不管處于哪一個時代氛圍里，神性都跟光有著緊密關聯，古時代埃及人對太陽神拉（Ra）虔誠地頂禮膜拜，在其睜眼之際光明就隨之出現，而當他閉眼之時黑夜便降臨世間情況，對于瑣羅亞斯德教教徒來講，光是世界創造者阿胡拉·馬茲達（Ahura Mazda）神，其敵人乃是黑暗之神安格拉·曼紐（Angra），他們象征著善與惡二者間的某種斗爭態勢，猶太 - 基督教的信仰內容顯得更為繁雜，在《創世紀》這部典籍當中，光是上帝首先創造出來的事物，依據《約翰福音》所講述的內容，顯示上帝本身也即為光 。然而光還象征著那墮落的天使路西法，路西法就是指撒旦。路西法的含義是光明使者，其聲名源自對夏娃的引誘。皇帝們常常以光明自稱，國王們也常以光明自封，以此表明他們對神性的向往之情。路西法應當被視作一種合乎情理的警告，即光明同樣有可能是盲目無知的。
啟蒙運動
18世紀的歐洲，出現了啟蒙運動，它是一種反對國王和天主教會專制統治的力量，屬于理性的時代。光是神性的一種象征，也是包括路易十四在內的任性君王的象征，啟蒙哲人們挪用了這一比喻，卻顛覆了其象征古老權力的含義。勒內·笛卡爾(René )追隨“理性的自然之光”，伏爾泰()把理性思考喻為高舉在黑暗的宗教迷信環境中的火炬 。對于那些絕無可能會去讀《第一哲學沉思集》，或者《憨第德》的普羅大眾來講，這一精妙的宣傳策略，能夠即刻被領會。在更少為大眾所閱讀的以薩克·牛頓的《光學》里，啟蒙運動的理性主義能夠以更具理性的方式被用以理解光。
以太
一種被假想出來的，用于光波振蕩傳播的介質，以太是啟蒙運動焦慮下產生的東西，此焦慮的動機在于避免運用超距作用去對像萬有引力這類現象予以解釋。盡管存在各種各樣不同的說法，然而以太最具吸引力的用途是針對光展開的解釋，特別是在十九世紀時，博學家托馬斯·楊給出了光波的實驗證據之后，科學家們急切地想要依照類似聲波的方式去描述光。要是聲波是透過空氣做傳播的，那么光波又是透過什么來傳播呢？肯定會存在一些屬于物質的東西，因為所有不屬于物質的都必然是精神方面的。為了領會光的高速，以及地球轉動時并未帶來以太風的情況，數學家們核算出以太必定是比鋼鐵更為堅固且比空氣更為輕盈的事物。始終無人發覺以太。以太如同神秘的觀念那般虛無，并且注定不存在。
燈絲
白熾燈泡里頭的，有著能發光的絲線，那絲線可是關鍵。作為電力照明最大阻礙要找實用燈絲，這可困擾許多發明家，像托馬斯·愛迪生也頭疼不已。任何碳化纖維裝進真空瓶中給電就放光，可這光持續不過短短幾分鐘，跟著燈絲發熱就燒毀。愛迪生宣稱難題解決，燃氣公司一陣恐慌。他測試幾千種物質，像紙板、軟木、生絲還有人的胡須，最后在日本竹子找出合適的。那會兒其他發明家也在覓其他替代物。英國的工程師約瑟夫·斯萬（Swan）運用了棉線，愛迪生所認知的燈絲，僅是電力工業里極小的一部分，照明促使城市實現了電力化。
螢火蟲
有這么一種翅甲蟲，它會借助閃光去吸引配偶。于這種昆蟲的腹部內部，有一種名為熒光素的化學物質，其會跟氧氣發生反應進而產生光，與此同時，螢火蟲憑借控制氣流的方式來調節閃光的效果。人類居然也被這種生物發光的現象給吸引住了。在亞洲前現代時期，螢火蟲曾經被置于籠子里當作生活照明用的燈籠；在日本，捕捉螢火蟲一度是一種職業。其他的生物發光有機體，像是從魚到細菌這些，都曾被其他文明用于照明；甚至在礦洞里也用到生物體發光這種方式，原因是把火焰當作光源在那里有可能會釀成災難。當日，最為主要的螢火蟲消費者乃是生物學家，他們將螢光素酶以及源自發光水晶水母的綠色熒光蛋白當作分子標記，用以開展醫學實驗。
晷針
指針在日晷之上，最初的時鐘恰恰是晷針，憑借度量地面棍棒影子之長來讀出時刻；因城市與官僚系統壯大，日晷愈發精巧且宏偉；于羅馬帝國時期，掠奪獲取的埃及大方尖碑拿來用作晷針，投影至刻蝕于地面的巨幅時間網格之上；彼時，水鐘同樣極為普遍，它借由管道流出的水流速率去模擬太陽一日的變化進程，這已然開始淘汰日晷以及太陽的計時方式。依據鐘擺，再到原子振蕩，時鐘在依賴日光方面的程度逐漸降低，最終形成的精準程度超越其一直以來試圖模擬的行星系統。現今而言，原子鐘需要定期開展閏秒校正工作，目的在于避免正午的時間慢慢偏移至午夜的時間段。
定日鏡
裝設在樞軸上的鏡子，其作用是反射穩定的太陽光束。在激光尚未被發明之時日食光線初中物理，太陽光對于諸多光學實驗而言，是唯一適宜的強光源。帶有鐘表裝置的定日鏡，會因時間的變化而轉動起來，以此來彌補地球旋轉所造成的影響。盡管現如今采用了自動控制，可是定日鏡依然在從事相同的工作，只是目的有所不同：由定日鏡構成的環形陣列，會把太陽光的熱能聚焦到中心高塔之上，進而產生數兆瓦的太陽能。這些太陽熱能工廠賦予了定日鏡全新的實用價值，得以讓天文學家能夠探測夜晚最為微弱的光線。現用作伽馬射線觀測之地的桑迪亞國家實驗室，有著占地八公頃的定日鏡陣列。
激光
“受激輻射光放大”（由光的……構成的縮寫），激光會輻射出窄頻譜光束，此光束能夠被調諧到特定頻率上，并且在時間方面能達到阿秒（也就是10 - 18秒）量級，從全球通信領域（其中手機和電視數據通過激光在光纖線纜里進行傳輸）一直到內科醫學領域，激光給諸多的領域都帶去了變革，激光在現代科技里是這般重要，以至于美國國內生產總值當中一半都是依賴它，然而激光的價值最初并沒有馬上被重視，。當休斯研究所的那位名為梅曼的工程師，在1960年宣告獲取第一束激光的時候，就連他自己的助手都覺得這是那種“手握答案去尋覓問題”的情形，而休斯研究所卻拒絕去開發激光技術。激光最初的應用當中有一項是，外科醫生利用它來切除腫瘤。和X光相同，激光首先是經由醫生的實用主義從而進入到我們的生活里的。
YEAR光年
以光在真空中傳播一年所走過的距離來測量，但往往在歷史的大多時候，這種測量距離本身的方式是毫無意義的，只因光曾被認定為瞬時傳播。哪怕是像伽利略這樣的懷疑者，也沒辦法證實自身的懷疑，畢竟光速實在太快，快到無法借助實驗測量。實際上只有天文觀測才能夠滿足測量光速所需的條件，就像不同季節地球到達木星具備特定距離的情況便可用于測量光速。從17世紀開始一直到20世紀，有個過程，光速被逐步精確精準到299,792,408米/秒。依據這樣的定義，一光年大概是9.5乘以十的十五次方米，差不多是地球到半人馬座阿爾法星距離的四分之一。然而，一米的定義并非再是獨立的了。自1983年起始，一米被界定為光線在1除以秒的時間內所通過的距離。
超材料
有這樣一種東西，它是人工材料，有著負折射率。光線從一種自然物質進入另一種時，像從空氣到水中，會出現彎曲現象，而材料的不同折射率精準地決定著光線怎樣彎曲。超材料卻是反向地彎曲光線，它甚至能夠被構造成一種結構，以此來引導光波沿著物體的外圍進行傳輸。這導致出現物體隱身的假象。在科幻小說中它被稱作“隱身斗篷”( )，然而這實際上歪曲了事實。因為多數超材料僅對特定的波長才起作用，并且大多時候都處于可見光譜之外。
氖氣
被排在元素周期表中第十位置的那種元素，即氖氣，它可是屬于在通常狀況之下不會輕易與其他物質發生化學反應的惰性氣體這一類別，當給其加上電流的時候，就會放射出呈現為橘紅色的光亮。只因為在發光的過程之中所釋放出來的熱量是比較少的緣故，借助氖氣進行照明體現出極其高效的特點，在20世紀初期那樣的階段里，當初從氧氣制造過程之中當作副産品而產生的氖氣是可以相當便捷就獲取到的，所以身為企業工程師的喬治·克勞德，就把氖氣管子用作能夠替代于普遍使用的白熾燈泡的物品。自1910年開始，當時這個人運用氖燈來照亮巴黎大皇宮正面部分，通過這樣的方式把自己所成功發明的東西展示出來 。其他惰性氣體，像氦氣以及氬氣，能產生華麗耀眼的裝飾顏色，克勞德未能在家用照明領域掀起變革，然而這些燈管的獨特性質卻很適合戶外廣告，在許多城市之中，氖氣霓虹燈比夜空中的星星還要明亮。
靈魂
古代人所認定的視覺運作機制，按照古羅馬時代偉大醫生蓋倫(Galen)的理論，大腦乃是心靈的所在之處，而靈魂是從大腦起始經由眼睛抵達世界隨后返回的精神，也就是一種由陽光引發的視覺方面的觸感，因為蓋倫的著作如同法律一般統治了將近五十代的醫生，所以他的觀點就不單單只是一個哲學問題，他解剖牛并細致觀察其視神經，將此用作他所提出的靈魂理論的基礎。盡管他把神經說成是靈魂流通的管道這種說法是錯的，不過他準確地察覺到感覺是借由神經系統來傳達的。 ， 。
光譜
在電磁波輻射頻率范圍當中，涵蓋了可見光，對于人類能夠看到的顏色以及過去在彩虹里觀測到的顏色而言，它們統統僅僅只是光譜里極小的一部分罷了。即便如此，甚至就連這極小的一部分，也會由于人們的種種信念，進而被以各種各樣不同的方式去感知。就好比牛頓，他隨心所欲地把七種顏色的名稱指定給棱鏡所折射出來的數也數不清的各種色調，而且他假定彩虹和音階是等同的概念。到了十九世紀，天文學家威廉·赫舍爾看到了一個沒那么神秘的景象，這個景象給他暗示了光譜的實際范圍。當時，他在棱鏡的一端察覺到了熱量，而這熱量乃是紅外光線那種不可見的熱度 。伴隨著對于光譜認知的拓寬延伸，咱們目睹到那宇宙的視野范圍同樣在不斷拓展增大。當下這已擴充覆蓋達宇宙的微波背景輻射領域，而這個宇宙的微波背景輻射乃是宇宙大爆炸所遺留下來的余暉光線所在，關鍵在于它還是我們憑借相應手段能夠探尋觀察到的最為古老悠遠的光，呀！
超新星
巨型星體出現爆炸性終結，超新星爆炸時能量如同1027個核彈頭，其亮度能在整個星系清晰被看到，美洲土著民于洞穴壁畫記錄了公元前1054年的超新星爆炸，那次爆炸產生了蟹狀星云，哈勃太空望遠鏡觀測到了遠在一百億光年外的超新星，因為所有Ⅰa型超新星亮度相同，它們的對比體現宇宙在膨脹，而且是加速膨脹制度大全，致使物質分布愈發稀薄 。宇宙的未來必定會是孤獨的，然而要是沒有超新星的話，我們連去進行觀測的機會都不會有，就是在此也沒有，曾爆炸的超新星創造出了對生命有著關鍵意義的重元素，還把那些重元素在整個宇宙里進行了散布 。
動物脂
煮過的、供中世紀到19世紀蠟燭燃燒用的動物脂肪，最佳混合是一半羊脂與一半牛脂。在保證每隔幾分鐘就修剪一次燈芯的情形下，燃燒 豬脂肪產生的煙和臭味更多，它比這種動物脂肪產生的要少。微弱的動物脂肪蠟燭在太陽落山后為工人階級家庭供給唯一光亮。貴族能揮霍鯨油，這是從抹香鯨大腦里提取出來的。之所以測量單位“燭光”被定義為兩盎司鯨油蠟燭以每小時120克速率燃燒所產生的光量，是因為鯨油的火焰格外明亮，且大多數科學家都是貴族出身。這一標準測度比起捕鯨，比起蠟燭，都具有更長遠的意義。
19X-RAY X光
有這樣一種高能輻射，它能夠穿透不透明的固體。德國的物理學家威廉·康納德·倫琴，也就是R?ntgen，在1895年11月8日偶然間發現了X光。那時，他留意到真空玻璃管里的高壓放電致使一個經過化學處理的屏幕出現閃光。更為奇特的是，當他把妻子的手放置在玻璃管與一個感光板之間時，他獲取到了她指骨的圖像。整個歐洲的報紙都對倫琴所發現的X光進行了報道。到1896年1月的時候，醫生們已然在運用他的方法去診斷受損的四肢。然而，主流應用處于理解之前的狀態，例如好多發明家居然奮力嘗試為思想拍照操作。與此同時，涌起了一股擔憂個人隱私將會結束的潮流。即便X光無法穿透個人心靈，不過它展現出了社會的群體性期望與焦慮。
金字形神塔
去研究太陽以及星體之際用于供人站立的那種階梯狀的金字塔式物體。金字形神塔乃是由公元前六世紀時段巴比倫的迦勒底人給建造而成的，并且還被涂抹上了彩虹的那種色彩。雖說迦勒底人被視作是首批天文學家，他們具備能夠對白晝的長短以及日食的日期進行預測的能力，然而他們所取得的科學成就卻是由占星術予以驅動的。重要的各類決定均是取決于占星術的。這里面存在著頗為合理的一種邏輯：要是留意太陽能夠對農業起到促進作用，那為何結婚以及戰事就不可以這樣呢？再者說，不管怎樣，太陽是神。矗立著的最為宏偉的那座呈金字形的神塔，它有大約400尺的高度，在其頂端的位置坐落著一個神龕。每天夜晚的時候，都會有一名處于適婚年齡的少女躺在神龕里設置的床榻上面，靜靜等候著太陽神降臨過來。
作者身為作家以及藝術家，創作了六本書籍，當中有一本故事集《The Book of the 》榮獲了美國圖書館協會2010年布洛迪索菲獎章，還有一本《:Why Fakes are the Great Art of Our Age》，當下他正著手撰寫一本關于巴克敏斯特·富勒（ ）的書。
原文鏈接