WEBVTT

00:00:00.470 --> 00:00:04.371
光线维系着我们对宇宙的感知。

00:00:04.371 --> 00:00:06.906
有了光线，我们才能看到遥远的星星，

00:00:06.906 --> 00:00:10.069
探寻存在的起源。

00:00:10.069 --> 00:00:11.385
不过，“光”到底是什么？

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。

00:00:22.462 --> 00:00:26.731
光子是基本粒子，没有严格的大小，

00:00:26.731 --> 00:00:29.983
也不能分裂，只能产生和消亡。

00:00:29.983 --> 00:00:32.712
光子也有“波粒二象性”，

00:00:32.712 --> 00:00:35.666
也就是，在某种意义上，既是粒子又是波，

00:00:35.666 --> 00:00:37.114
虽然这并不是真的。

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”。

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，

00:00:43.475 --> 00:00:46.071
只是电磁辐射的少数典型。

00:00:46.071 --> 00:00:48.652
不同的电磁辐射拥有

00:00:48.652 --> 00:00:51.260
十分不同的波长和频率。

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。

00:00:55.077 --> 00:00:58.295
多数伽马射线只有不到十皮米的波长，

00:00:58.295 --> 00:01:00.751
比氢原子小得多；

00:01:00.751 --> 00:01:04.186
氢原子之于一分硬币的大小，

00:01:04.186 --> 00:01:06.956
相当于硬币之于月亮。

00:01:06.956 --> 00:01:09.436
可见光位于频谱的中间，

00:01:09.436 --> 00:01:13.002
波长介于 400 至 700 纳米，

00:01:13.002 --> 00:01:14.595
大概是细菌那么大。

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；

00:01:19.911 --> 00:01:22.091
而已知最大波长

00:01:22.091 --> 00:01:26.309
可能超过十万公里，

00:01:26.309 --> 00:01:27.681
比地球大得多。

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——

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，

00:01:35.768 --> 00:01:37.611
仅仅是频率不同。

00:01:37.611 --> 00:01:40.456
可见光有什么特别之处吗？

00:01:40.456 --> 00:01:42.416
呃⋯⋯没有。

00:01:42.416 --> 00:01:45.316
只是我们的眼睛正好能

00:01:45.316 --> 00:01:48.756
感知这些频率的电磁波。

00:01:48.756 --> 00:01:51.585
不过，这也不完全是巧合

00:01:51.585 --> 00:01:55.165
可见光是仅有的

00:01:55.165 --> 00:01:56.917
在水中容易传播的电磁波；

00:01:56.917 --> 00:02:00.844
而最早的眼睛就是在水中进化出现的。

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

00:02:04.813 --> 00:02:07.229
不仅会与物质反应，还会为物质所改变，

00:02:07.229 --> 00:02:09.465
所以可以帮助我们了解周围的世界，

00:02:09.465 --> 00:02:10.839
毫无延迟，

00:02:10.839 --> 00:02:13.777
当然有利于动物的生存。

00:02:13.777 --> 00:02:16.113
那么，光是从哪里来的呢？

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

00:02:20.743 --> 00:02:23.527
就会发出各种频率的电磁波；

00:02:23.527 --> 00:02:26.835
电磁波就是失去的能量。

00:02:26.835 --> 00:02:31.103
从微观角度看，当原子中的一个电子

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

00:02:34.772 --> 00:02:36.930
就会发出可见光。

00:02:36.930 --> 00:02:40.946
同样，光线也能击中电子，被电子吸收，

00:02:40.946 --> 00:02:43.845
令电子进入能量更高的状态。

00:02:43.845 --> 00:02:45.478
从宏观角度看，变化的电子能量

00:02:45.478 --> 00:02:47.718
产生一个震荡的磁场，

00:02:47.718 --> 00:02:50.826
磁场又产生一个垂直的电场，

00:02:50.826 --> 00:02:53.527
两种场在空间中前进，

00:02:53.527 --> 00:02:55.972
传输能量，

00:02:55.972 --> 00:02:58.999
也传送关于诞生地的讯息。

00:02:58.999 --> 00:03:03.489
为什么光是宇宙万物中速度最快的呢？

00:03:03.489 --> 00:03:04.702
从另一个角度问：

00:03:04.702 --> 00:03:08.037
宇宙中最快的速度有多快？

00:03:08.037 --> 00:03:16.159
就是“c”，真空中 299 792 458 米每秒，

00:03:16.159 --> 00:03:18.425
每小时十亿公里。

00:03:18.425 --> 00:03:22.288
电磁辐射正好就是这么快。

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。

00:03:27.743 --> 00:03:29.838
就是说，当光从蜡烛中出来的时候，

00:03:29.838 --> 00:03:32.350
不会从零加速到光速；

00:03:32.350 --> 00:03:35.642
产生的瞬间光就已经是光速前进。

00:03:35.642 --> 00:03:39.134
那么，为什么光速“c”是有限的呢？

00:03:39.134 --> 00:03:41.017
呃⋯⋯没人知。

00:03:41.017 --> 00:03:43.065
宇宙就是这样，

00:03:43.065 --> 00:03:44.710
我们也不知道如何回答。

00:03:44.710 --> 00:03:47.108
所以光是一种频谱的一部份，

00:03:47.108 --> 00:03:49.948
是一种像波一样的基本粒子，

00:03:49.948 --> 00:03:52.187
由两种垂直的场推进，

00:03:52.187 --> 00:03:54.369
以宇宙最高速度前进。

00:03:54.369 --> 00:03:57.676
好了，就这样。不过其他更加古怪的东西，

00:03:57.676 --> 00:04:00.018
像以光速前进对时间的影响，

00:04:00.018 --> 00:04:02.759
双生子佯谬，量子力学之类的东西呢？

00:04:02.759 --> 00:04:05.201
且看下次分解。

00:04:05.201 --> 00:04:08.425
现在，为我们的眼睛欢呼吧：

00:04:08.425 --> 00:04:10.699
它们接收穿梭时空的讯息，

00:04:10.699 --> 00:04:15.229
让我们“看见”万物，从而思考我们的存在。

00:04:16.088 --> 00:04:18.974
译／Julian Y.