作者 KEATS
插图
翻译 石云
校译 杨璐
科学并非仅仅是那一堆抽象的符号，以及精密复杂的实验，也并非只是拉动国民经济、国防建设的工具，科学有着更为广阔的含义。爱因斯坦提出相对论时侯，他事实上改变了我们对 “同时”“现在”“过去”“因果律” 等词语的理解，重新构建了我们思考、生活、看待世界的方式。科学并非处于真空、孤立环境下的专业活动。科学活动从技术、宗教、哲学、文化本身汲取各种支持，反过来又给技术、宗教、哲学、文化提供新的可能。光的历史，乃是上述这般互动的呈现，其有着丰富的意涵。BBC甚至特意针对光的历史拍摄过四集纪录片。2015年乃是国际光年，让我们以词典的形式，来回顾往昔几千年来光所具备的含义。
2015国际光年的标志
光是这样被定义的，在牛津英语词典里，关于它的第一种定义为，“引起视觉感官活动的自然材质或影响”，其他定义从“基督教的内心启示”一直延伸到“纵横字谜的线索”，但牛津英语词典里那长达七页的关于光的定义，并没有解释诠释出光的全部含义，更别说去阐述光在整个历史中的重要性了，光子几乎影响着一切，从137亿年前宇宙刚形成的时候就开始了，从20万年前人类出现开始，光对于我们的存在就如同水和碳一样重要。
以下这些词汇表之中所定义的20个词语，从极光开始一直到金字形神塔，展现出光照亮宇宙的方式所在以及光怎样启发我们对于世界的认知。因为不存在哪怕哪个孤立的体系，不管是科学、宗教，还是哲学或者文化日食光线初中物理，能够将光的所有含义都涵盖起来，所以下面这份词汇表仅仅是系统化地随意进行列举，借助词语的含义去探索光的每一面事实。我们如同运用举偶法一样来理解光以及它那些众多的效应。
极光
一种在夜空闪耀的极具绚丽感之光环，地球两极均存在极光，有时其规模大到可在赤道一带被肉眼所见，能给人带来异象方面的启示，在次经《马加比二书》里，北极光被描绘成“骑士于半空飘浮，身着黄金编织而成之服装”，对于更熟知极光的因纽特人来讲，极光被领会为天堂内诸神灵间的一场足球赛事。科学给出的解释同样让人感到惊奇，太阳发射出带电的粒子，这些粒子被地球的磁场偏向南北两极，带电粒子在与大气碰撞的进程里会如同氖气霓虹灯那般发光。
照相机
有一种用于成像的装置，在还未发明摄影术的时候，照相机就是一种能把三维实体留存于二维平面上进行记录观测的器具。照相暗箱它是个黑暗的盒子，借助一个小孔把外面的景象投射至空白平面上。关于这点亚里士多德早就明晰，并且暗箱在启蒙运动期间对决了（误。这里有误字吧，按后面语境应是助力类意表达。假设是助力或推动，这里强行改通顺）地形制图以及解剖制图起到了作用啦。一种被称作投影描绘器的相关光学装置，其操作存在不便性，这促使威廉·亨利·福克斯·塔尔博特发明了他自己称之为“运用光来绘画”的方法，此方法通过光化学反应改变一张纸片，以此代替了手工操作，这一过程的机械本质致使照相机比人眼感知更客观可信，且随着胶片和数字摄影的发明变得愈发自动化，然而具有讽刺意味的历史是，最初被视为是人的眼睛模型工具使用暗箱，对于我们所说看见的真实的显示却又是有多有限 。
叶绿素
分子，它能够去吸收太阳光以进行光合作用。植物以及光合细菌，它们依靠把水和二氧化碳转化成糖类来实现生存，而催化这个反应是需要能量的。叶绿素能够俘获能量光子。然而，叶绿素并非是完美无缺的。有两种不同类别的分子，它们分别在可见光谱的红色的一端与蓝色的一端吸收光能的效率是最高的。频谱处于红、蓝光之间而被反射的绿光，致使叶子呈现出绿色，同时也标志着绿光就此失去了参与光合作用的机会。任何一位称得上明智的工程师，都会乐意把植物和蓝绿藻涂成黑色，以此来吸收所有的太阳光。自然选择并非如此严苛，叶绿素是一种对给整个地球，包括给那些工程师提供能量而言足够实用的分子 。
神性
神圣，女神，或者神性这点，不管处于哪一个时代氛围里，神性都跟光有着紧密关联，古时代埃及人对太阳神拉（Ra）虔诚地顶礼膜拜，在其睁眼之际光明就随之出现，而当他闭眼之时黑夜便降临世间情况，对于琐罗亚斯德教教徒来讲，光是世界创造者阿胡拉·马兹达（Ahura Mazda）神，其敌人乃是黑暗之神安格拉·曼纽（Angra），他们象征着善与恶二者间的某种斗争态势，犹太 - 基督教的信仰内容显得更为繁杂，在《创世纪》这部典籍当中，光是上帝首先创造出来的事物，依据《约翰福音》所讲述的内容，显示上帝本身也即为光 。然而光还象征着那堕落的天使路西法，路西法就是指撒旦。路西法的含义是光明使者，其声名源自对夏娃的引诱。皇帝们常常以光明自称，国王们也常以光明自封，以此表明他们对神性的向往之情。路西法应当被视作一种合乎情理的警告，即光明同样有可能是盲目无知的。
启蒙运动
18世纪的欧洲，出现了启蒙运动，它是一种反对国王和天主教会专制统治的力量，属于理性的时代。光是神性的一种象征，也是包括路易十四在内的任性君王的象征，启蒙哲人们挪用了这一比喻，却颠覆了其象征古老权力的含义。勒内·笛卡尔(René )追随“理性的自然之光”，伏尔泰()把理性思考喻为高举在黑暗的宗教迷信环境中的火炬 。对于那些绝无可能会去读《第一哲学沉思集》，或者《憨第德》的普罗大众来讲，这一精妙的宣传策略，能够即刻被领会。在更少为大众所阅读的以萨克·牛顿的《光学》里，启蒙运动的理性主义能够以更具理性的方式被用以理解光。
以太
一种被假想出来的，用于光波振荡传播的介质，以太是启蒙运动焦虑下产生的东西，此焦虑的动机在于避免运用超距作用去对像万有引力这类现象予以解释。尽管存在各种各样不同的说法，然而以太最具吸引力的用途是针对光展开的解释，特别是在十九世纪时，博学家托马斯·杨给出了光波的实验证据之后，科学家们急切地想要依照类似声波的方式去描述光。要是声波是透过空气做传播的，那么光波又是透过什么来传播呢？肯定会存在一些属于物质的东西，因为所有不属于物质的都必然是精神方面的。为了领会光的高速，以及地球转动时并未带来以太风的情况，数学家们核算出以太必定是比钢铁更为坚固且比空气更为轻盈的事物。始终无人发觉以太。以太如同神秘的观念那般虚无，并且注定不存在。
灯丝
白炽灯泡里头的，有着能发光的丝线，那丝线可是关键。作为电力照明最大阻碍要找实用灯丝，这可困扰许多发明家，像托马斯·爱迪生也头疼不已。任何碳化纤维装进真空瓶中给电就放光，可这光持续不过短短几分钟，跟着灯丝发热就烧毁。爱迪生宣称难题解决，燃气公司一阵恐慌。他测试几千种物质，像纸板、软木、生丝还有人的胡须，最后在日本竹子找出合适的。那会儿其他发明家也在觅其他替代物。英国的工程师约瑟夫·斯万（Swan）运用了棉线，爱迪生所认知的灯丝，仅是电力工业里极小的一部分，照明促使城市实现了电力化。
萤火虫
有这么一种翅甲虫，它会借助闪光去吸引配偶。于这种昆虫的腹部内部，有一种名为荧光素的化学物质，其会跟氧气发生反应进而产生光，与此同时，萤火虫凭借控制气流的方式来调节闪光的效果。人类居然也被这种生物发光的现象给吸引住了。在亚洲前现代时期，萤火虫曾经被置于笼子里当作生活照明用的灯笼；在日本，捕捉萤火虫一度是一种职业。其他的生物发光有机体，像是从鱼到细菌这些，都曾被其他文明用于照明；甚至在矿洞里也用到生物体发光这种方式，原因是把火焰当作光源在那里有可能会酿成灾难。当日，最为主要的萤火虫消费者乃是生物学家，他们将萤光素酶以及源自发光水晶水母的绿色荧光蛋白当作分子标记，用以开展医学实验。
晷针
指针在日晷之上，最初的时钟恰恰是晷针，凭借度量地面棍棒影子之长来读出时刻；因城市与官僚系统壮大，日晷愈发精巧且宏伟；于罗马帝国时期，掠夺获取的埃及大方尖碑拿来用作晷针，投影至刻蚀于地面的巨幅时间网格之上；彼时，水钟同样极为普遍，它借由管道流出的水流速率去模拟太阳一日的变化进程，这已然开始淘汰日晷以及太阳的计时方式。依据钟摆，再到原子振荡，时钟在依赖日光方面的程度逐渐降低，最终形成的精准程度超越其一直以来试图模拟的行星系统。现今而言，原子钟需要定期开展闰秒校正工作，目的在于避免正午的时间慢慢偏移至午夜的时间段。
定日镜
装设在枢轴上的镜子，其作用是反射稳定的太阳光束。在激光尚未被发明之时日食光线初中物理，太阳光对于诸多光学实验而言，是唯一适宜的强光源。带有钟表装置的定日镜，会因时间的变化而转动起来，以此来弥补地球旋转所造成的影响。尽管现如今采用了自动控制，可是定日镜依然在从事相同的工作，只是目的有所不同：由定日镜构成的环形阵列，会把太阳光的热能聚焦到中心高塔之上，进而产生数兆瓦的太阳能。这些太阳热能工厂赋予了定日镜全新的实用价值，得以让天文学家能够探测夜晚最为微弱的光线。现用作伽马射线观测之地的桑迪亚国家实验室，有着占地八公顷的定日镜阵列。
激光
“受激辐射光放大”（由光的……构成的缩写），激光会辐射出窄频谱光束，此光束能够被调谐到特定频率上，并且在时间方面能达到阿秒（也就是10 - 18秒）量级，从全球通信领域（其中手机和电视数据通过激光在光纤线缆里进行传输）一直到内科医学领域，激光给诸多的领域都带去了变革，激光在现代科技里是这般重要，以至于美国国内生产总值当中一半都是依赖它，然而激光的价值最初并没有马上被重视，。当休斯研究所的那位名为梅曼的工程师，在1960年宣告获取第一束激光的时候，就连他自己的助手都觉得这是那种“手握答案去寻觅问题”的情形，而休斯研究所却拒绝去开发激光技术。激光最初的应用当中有一项是，外科医生利用它来切除肿瘤。和X光相同，激光首先是经由医生的实用主义从而进入到我们的生活里的。
YEAR光年
以光在真空中传播一年所走过的距离来测量，但往往在历史的大多时候，这种测量距离本身的方式是毫无意义的，只因光曾被认定为瞬时传播。哪怕是像伽利略这样的怀疑者，也没办法证实自身的怀疑，毕竟光速实在太快，快到无法借助实验测量。实际上只有天文观测才能够满足测量光速所需的条件，就像不同季节地球到达木星具备特定距离的情况便可用于测量光速。从17世纪开始一直到20世纪，有个过程，光速被逐步精确精准到299,792,408米/秒。依据这样的定义，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马座阿尔法星距离的四分之一。然而，一米的定义并非再是独立的了。自1983年起始，一米被界定为光线在1除以秒的时间内所通过的距离。
超材料
有这样一种东西，它是人工材料，有着负折射率。光线从一种自然物质进入另一种时，像从空气到水中，会出现弯曲现象，而材料的不同折射率精准地决定着光线怎样弯曲。超材料却是反向地弯曲光线，它甚至能够被构造成一种结构，以此来引导光波沿着物体的外围进行传输。这导致出现物体隐身的假象。在科幻小说中它被称作“隐身斗篷”( )，然而这实际上歪曲了事实。因为多数超材料仅对特定的波长才起作用，并且大多时候都处于可见光谱之外。
氖气
被排在元素周期表中第十位置的那种元素，即氖气，它可是属于在通常状况之下不会轻易与其他物质发生化学反应的惰性气体这一类别，当给其加上电流的时候，就会放射出呈现為橘红色的光亮。只因为在发光的过程之中所释放出来的热量是比较少的缘故，借助氖气进行照明体现出極其高效的特点，在20世纪初期那样的阶段里，当初从氧气制造过程之中当作副産品而产生的氖气是可以相当便捷就获取到的，所以身为企业工程师的乔治·克劳德，就把氖气管子用作能够替代于普遍使用的白炽灯泡的物品。自1910年开始，当时这个人运用氖灯來照亮巴黎大皇宫正面部分，通过这样的方式把自己所成功发明的东西展示出來 。其他惰性气体，像氦气以及氩气，能产生华丽耀眼的装饰颜色，克劳德未能在家用照明领域掀起变革，然而这些灯管的独特性质却很适合户外广告，在许多城市之中，氖气霓虹灯比夜空中的星星还要明亮。
灵魂
古代人所认定的视觉运作机制，按照古罗马时代伟大医生盖伦(Galen)的理论，大脑乃是心灵的所在之处，而灵魂是从大脑起始经由眼睛抵达世界随后返回的精神，也就是一种由阳光引发的视觉方面的触感，因为盖伦的著作如同法律一般统治了将近五十代的医生，所以他的观点就不单单只是一个哲学问题，他解剖牛并细致观察其视神经，将此用作他所提出的灵魂理论的基础。尽管他把神经说成是灵魂流通的管道这种说法是错的，不过他准确地察觉到感觉是借由神经系统来传达的。 ， 。
光谱
在电磁波辐射频率范围当中，涵盖了可见光，对于人类能够看到的颜色以及过去在彩虹里观测到的颜色而言，它们统统仅仅只是光谱里极小的一部分罢了。即便如此，甚至就连这极小的一部分，也会由于人们的种种信念，进而被以各种各样不同的方式去感知。就好比牛顿，他随心所欲地把七种颜色的名称指定给棱镜所折射出来的数也数不清的各种色调，而且他假定彩虹和音阶是等同的概念。到了十九世纪，天文学家威廉·赫舍尔看到了一个没那么神秘的景象，这个景象给他暗示了光谱的实际范围。当时，他在棱镜的一端察觉到了热量，而这热量乃是红外光线那种不可见的热度 。伴随着对于光谱认知的拓宽延伸，咱们目睹到那宇宙的视野范围同样在不断拓展增大。当下这已扩充覆盖达宇宙的微波背景辐射领域，而这个宇宙的微波背景辐射乃是宇宙大爆炸所遗留下来的余晖光线所在，关键在于它还是我们凭借相应手段能够探寻观察到的最为古老悠远的光，呀！
超新星
巨型星体出现爆炸性终结，超新星爆炸时能量如同1027个核弹头，其亮度能在整个星系清晰被看到，美洲土著民于洞穴壁画记录了公元前1054年的超新星爆炸，那次爆炸产生了蟹状星云，哈勃太空望远镜观测到了远在一百亿光年外的超新星，因为所有Ⅰa型超新星亮度相同，它们的对比体现宇宙在膨胀，而且是加速膨胀制度大全，致使物质分布愈发稀薄 。宇宙的未来必定会是孤独的，然而要是没有超新星的话，我们连去进行观测的机会都不会有，就是在此也没有，曾爆炸的超新星创造出了对生命有着关键意义的重元素，还把那些重元素在整个宇宙里进行了散布 。
动物脂
煮过的、供中世纪到19世纪蜡烛燃烧用的动物脂肪，最佳混合是一半羊脂与一半牛脂。在保证每隔几分钟就修剪一次灯芯的情形下，燃烧 猪脂肪产生的烟和臭味更多，它比这种动物脂肪产生的要少。微弱的动物脂肪蜡烛在太阳落山后为工人阶级家庭供给唯一光亮。贵族能挥霍鲸油，这是从抹香鲸大脑里提取出来的。之所以测量单位“烛光”被定义为两盎司鲸油蜡烛以每小时120克速率燃烧所产生的光量，是因为鲸油的火焰格外明亮，且大多数科学家都是贵族出身。这一标准测度比起捕鲸，比起蜡烛，都具有更长远的意义。
19X-RAY X光
有这样一种高能辐射，它能够穿透不透明的固体。德国的物理学家威廉·康纳德·伦琴，也就是Röntgen，在1895年11月8日偶然间发现了X光。那时，他留意到真空玻璃管里的高压放电致使一个经过化学处理的屏幕出现闪光。更为奇特的是，当他把妻子的手放置在玻璃管与一个感光板之间时，他获取到了她指骨的图像。整个欧洲的报纸都对伦琴所发现的X光进行了报道。到1896年1月的时候，医生们已然在运用他的方法去诊断受损的四肢。然而，主流应用处于理解之前的状态，例如好多发明家居然奋力尝试为思想拍照操作。与此同时，涌起了一股担忧个人隐私将会结束的潮流。即便X光无法穿透个人心灵，不过它展现出了社会的群体性期望与焦虑。
金字形神塔
去研究太阳以及星体之际用于供人站立的那种阶梯状的金字塔式物体。金字形神塔乃是由公元前六世纪时段巴比伦的迦勒底人给建造而成的，并且还被涂抹上了彩虹的那种色彩。虽说迦勒底人被视作是首批天文学家，他们具备能够对白昼的长短以及日食的日期进行预测的能力，然而他们所取得的科学成就却是由占星术予以驱动的。重要的各类决定均是取决于占星术的。这里面存在着颇为合理的一种逻辑：要是留意太阳能够对农业起到促进作用，那为何结婚以及战事就不可以这样呢？再者说，不管怎样，太阳是神。矗立着的最为宏伟的那座呈金字形的神塔，它有大约400尺的高度，在其顶端的位置坐落着一个神龛。每天夜晚的时候，都会有一名处于适婚年龄的少女躺在神龛里设置的床榻上面，静静等候着太阳神降临过来。
作者身为作家以及艺术家，创作了六本书籍，当中有一本故事集《The Book of the 》荣获了美国图书馆协会2010年布洛迪索菲奖章，还有一本《:Why Fakes are the Great Art of Our Age》，当下他正着手撰写一本关于巴克敏斯特·富勒（ ）的书。
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