1
00:00:00,470 --> 00:00:04,371
光线维系着我们对宇宙的感知。

2
00:00:04,371 --> 00:00:06,906
有了光线，我们才能看到遥远的星星，

3
00:00:06,906 --> 00:00:10,069
探寻存在的起源。

4
00:00:10,069 --> 00:00:11,385
不过，“光”到底是什么？

5
00:00:19,345 --> 00:00:22,462
简单来说，组成光线的光子就是能量传输的最小单位。

6
00:00:22,462 --> 00:00:26,731
光子是基本粒子，没有严格的大小，

7
00:00:26,731 --> 00:00:29,983
也不能分裂，只能产生和消亡。

8
00:00:29,983 --> 00:00:32,712
光子也有“波粒二象性”，

9
00:00:32,712 --> 00:00:35,666
也就是，在某种意义上，既是粒子又是波，

10
00:00:35,666 --> 00:00:37,114
虽然这并不是真的。

11
00:00:37,114 --> 00:00:40,569
另外，当我们说“光”的时候，一般都是指“可见光”。

12
00:00:40,569 --> 00:00:43,475
其实可见光只占有整个电磁频谱的极小部分，

13
00:00:43,475 --> 00:00:46,071
只是电磁辐射的少数典型。

14
00:00:46,071 --> 00:00:48,652
不同的电磁辐射拥有

15
00:00:48,652 --> 00:00:51,260
十分不同的波长和频率。

16
00:00:51,260 --> 00:00:55,077
伽马射线的波长最短，因为其光子的能量最高。

17
00:00:55,077 --> 00:00:58,295
多数伽马射线只有不到十皮米的波长，

18
00:00:58,295 --> 00:01:00,751
比氢原子小得多；

19
00:01:00,751 --> 00:01:04,186
氢原子之于一分硬币的大小，

20
00:01:04,186 --> 00:01:06,956
相当于硬币之于月亮。

21
00:01:06,956 --> 00:01:09,436
可见光位于频谱的中间，

22
00:01:09,436 --> 00:01:13,002
波长介于 400 至 700 纳米，

23
00:01:13,002 --> 00:01:14,595
大概是细菌那么大。

24
00:01:14,595 --> 00:01:19,911
在频谱的另一端，射频电波的波长可以高达 100 公里；

25
00:01:19,911 --> 00:01:22,091
而已知最大波长

26
00:01:22,091 --> 00:01:26,309
可能超过十万公里，

27
00:01:26,309 --> 00:01:27,681
比地球大得多。

28
00:01:27,681 --> 00:01:31,122
从物理的角度看，这些不同的电磁波都是一样的——

29
00:01:31,122 --> 00:01:35,768
它们都具有“波粒二象性”，也以光速“c”前进，

30
00:01:35,768 --> 00:01:37,611
仅仅是频率不同。

31
00:01:37,611 --> 00:01:40,456
可见光有什么特别之处吗？

32
00:01:40,456 --> 00:01:42,416
呃⋯⋯没有。

33
00:01:42,416 --> 00:01:45,316
只是我们的眼睛正好能

34
00:01:45,316 --> 00:01:48,756
感知这些频率的电磁波。

35
00:01:48,756 --> 00:01:51,585
不过，这也不完全是巧合

36
00:01:51,585 --> 00:01:55,165
可见光是仅有的

37
00:01:55,165 --> 00:01:56,917
在水中容易传播的电磁波；

38
00:01:56,917 --> 00:02:00,844
而最早的眼睛就是在水中进化出现的。

39
00:02:00,844 --> 00:02:04,813
眼睛是一项伟大的发明，因为它接收的光线

40
00:02:04,813 --> 00:02:07,229
不仅会与物质反应，还会为物质所改变，

41
00:02:07,229 --> 00:02:09,465
所以可以帮助我们了解周围的世界，

42
00:02:09,465 --> 00:02:10,839
毫无延迟，

43
00:02:10,839 --> 00:02:13,777
当然有利于动物的生存。

44
00:02:13,777 --> 00:02:16,113
那么，光是从哪里来的呢？

45
00:02:16,113 --> 00:02:20,743
当原子或分子由高能态转变为低能态的时候

46
00:02:20,743 --> 00:02:23,527
就会发出各种频率的电磁波；

47
00:02:23,527 --> 00:02:26,835
电磁波就是失去的能量。

48
00:02:26,835 --> 00:02:31,103
从微观角度看，当原子中的一个电子

49
00:02:31,103 --> 00:02:34,772
从激发态跌至低能态并散发掉其多余能量时

50
00:02:34,772 --> 00:02:36,930
就会发出可见光。

51
00:02:36,930 --> 00:02:40,946
同样，光线也能击中电子，被电子吸收，

52
00:02:40,946 --> 00:02:43,845
令电子进入能量更高的状态。

53
00:02:43,845 --> 00:02:45,478
从宏观角度看，变化的电子能量

54
00:02:45,478 --> 00:02:47,718
产生一个震荡的磁场，

55
00:02:47,718 --> 00:02:50,826
磁场又产生一个垂直的电场，

56
00:02:50,826 --> 00:02:53,527
两种场在空间中前进，

57
00:02:53,527 --> 00:02:55,972
传输能量，

58
00:02:55,972 --> 00:02:58,999
也传送关于诞生地的讯息。

59
00:02:58,999 --> 00:03:03,489
为什么光是宇宙万物中速度最快的呢？

60
00:03:03,489 --> 00:03:04,702
从另一个角度问：

61
00:03:04,702 --> 00:03:08,037
宇宙中最快的速度有多快？

62
00:03:08,037 --> 00:03:16,159
就是“c”，真空中 299 792 458 米每秒，

63
00:03:16,159 --> 00:03:18,425
每小时十亿公里。

64
00:03:18,425 --> 00:03:22,288
电磁辐射正好就是这么快。

65
00:03:22,288 --> 00:03:27,743
其实，任何零质量的粒子都只会以光速前进，没有加速过程。

66
00:03:27,743 --> 00:03:29,838
就是说，当光从蜡烛中出来的时候，

67
00:03:29,838 --> 00:03:32,350
不会从零加速到光速；

68
00:03:32,350 --> 00:03:35,642
产生的瞬间光就已经是光速前进。

69
00:03:35,642 --> 00:03:39,134
那么，为什么光速“c”是有限的呢？

70
00:03:39,134 --> 00:03:41,017
呃⋯⋯没人知。

71
00:03:41,017 --> 00:03:43,065
宇宙就是这样，

72
00:03:43,065 --> 00:03:44,710
我们也不知道如何回答。

73
00:03:44,710 --> 00:03:47,108
所以光是一种频谱的一部份，

74
00:03:47,108 --> 00:03:49,948
是一种像波一样的基本粒子，

75
00:03:49,948 --> 00:03:52,187
由两种垂直的场推进，

76
00:03:52,187 --> 00:03:54,369
以宇宙最高速度前进。

77
00:03:54,369 --> 00:03:57,676
好了，就这样。不过其他更加古怪的东西，

78
00:03:57,676 --> 00:04:00,018
像以光速前进对时间的影响，

79
00:04:00,018 --> 00:04:02,759
双生子佯谬，量子力学之类的东西呢？

80
00:04:02,759 --> 00:04:05,201
且看下次分解。

81
00:04:05,201 --> 00:04:08,425
现在，为我们的眼睛欢呼吧：

82
00:04:08,425 --> 00:04:10,699
它们接收穿梭时空的讯息，

83
00:04:10,699 --> 00:04:15,229
让我们“看见”万物，从而思考我们的存在。

84
00:04:16,088 --> 00:04:18,974
译／Julian Y.