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第一章 光︰不要相信你的眼睛

有些讀者可能會在戶外的陽光下看這本書，也許是在度假期間的海灘上，或是晴朗週末的花園裡。也可能是利用午休時間外出，透過本書吸收太陽科學知識。無論為什麼想要閱讀本書，你之所以能辨認出每一個字的筆劃、線條，是因為陽光落在書頁上。書頁的白色部分，將很多陽光反射到你的眼睛。有油墨的地方，反彈回來的陽光非常少，因而呈現黑暗的形狀，產生你此時在閱讀的字。

陽光不斷從太陽流瀉到你的書頁，行進了一億五千萬公里1，才抵達這裡。因為發光，我們的太陽才符合「恆星」的定義。太陽系裡所有的行星、衛星、小行星，以及其他的一切物體，就像書頁，不會發光，而是反射了陽光才被我們看到。光持續從太陽發出，是一個重要現象，不只是對於我們的太陽系，也是整個宇宙中的重要現象。我們對宇宙的體驗，乃是透過恆星產生的光來傳達。

我們是在陽光下長大的物種。經過演化，我們的身體適應了利用陽光，我們的演化歷程更與太陽密不可分：眼睛的發育帶給我們視力；皮膚藉由日照合成維生素D，也會形成黑色素，以避免曬傷造成皮膚受損……總之，對於人陽光不可或缺。陽光不僅讓我們能看見，也讓我們的行星變得適合成千上萬種動植物居住。陽光供應我們的食物生長，影響我們的天氣，還能用來發電，驅動現代社會。陽光有的多變面貌令人驚奇，但最重要的是，陽光是我們活著的必備條件。並不是比喻，而是沒有了陽光，我們真的活不下去。光在我們生活中無所不在，而且極為重要，這就引出了一個問題：光究竟是什麼？

光的本質

雖然光如此普遍，很容易被視為理所當然。遮擋光就會投射陰影，於是我們可以知道光是某種……東西。產生陰影就意味著有一個區域缺少了光。光必然是某種形式的物體或現象，可以被我們理解。於是經過一代又一代人的努力，人類一直試著弄清楚光是什麼。

儘管這是個古老的問題，但我們要到近一百五十年，才真正有能力徹底解決「光是什麼」這個難題。在此之前，我們只能研究「光會做些什麼」─觀察到陽光「如何」表現，和知道它「為什麼」會這樣表現，兩者之間相差了一大截。不過，一旦必要的科學基礎到位，看到現象就容易了解原理。就在一六六六年，有個人為此帶來「一線光明」。他發現了關於光的一種新現象。使用一個看來再簡單不過的實驗，用一塊三角柱型的玻璃，就成功闡明了我們擁有的彩色視覺的原理。構想出這個實驗的人，就是傳奇的自然哲學家暨數學家：牛頓（Sir Isaac Newton, 1643-1727）。

望遠鏡的發明只比牛頓出生早了幾十年，雖然還是原始粗糙的儀器，卻已經有人拿來望向天空。例如伽利略，他利用儀器的圓形玻璃鏡片，收集遙遠天體發出的光加以聚焦、成像。這與你眼睛裡的水晶體正在做的事完全相同，也就是收集從本書書頁反射出的光。牛頓針對光的本質的研究，始於他想知道，若讓光通過一塊不是圓形的玻璃會如何。