以及他们的仪式，宗教和科学
很多都是用他们对光的想法 建立的
相信神的人都宣称 光是神圣的
科学家用玻璃扭曲光线 观察太空深处
以及微小的细胞内部
好像是只要了解光 就可以了解一切真相
但是界果发现人越能够 操纵光
光就变得越神秘越难捉摸
我们认为光和真理分不开
其实光给我们的很多东西 都是幻象
光旅历程 （光、宇宙和一切）
伟大自然哲学家艾萨克牛顿 在1664年
做了破天荒的试验
证明三棱镜可以把白色的光 分解成彩色光线
最重要的是牛顿和他的三棱镜
为未来世代设下了挑战
他证明白色光线 是各钟色彩组合的
除此以外他也承认 光使他完全迷惑了
色彩是光的最后奥秘
了解色彩
将是了解这个奥秘的关键
它会改变一切
科学，艺术
甚至改变了我们对 人类，心灵的了解
这个故事要深入探讨光线
首先需要一个有史以来 最伟大的动荡
工业革命是18世纪末 开始的
从英国西北部的纺织厂开始
大家被迫以急迫的新方式 思考光线，尤其是彩色光线
色彩引导我们找到 光的真相
控制色彩很重要
因为英国市场充斥亚洲进口 的色彩鲜艳的布料
英国工业家用自己的布料 和工业生产的染料加以反击
新染料工业最大的冲击
或许是它改变了大家，心目中
对什么是自然，什么是人工 的东西的想法
大家过去的想法是 色彩跟天然物质相配
天空的蓝色，草的绿色
玫瑰花的红色
现在都可以完全用人工合成
人造染料显露出很多人 看彩色布料的方式不同
人类第一次察觉我们看 色彩的方式很奥妙
我们对色彩的认知好像很主观
英国西北部的一位教师
首先了解到色盲这钟异常
贫穷纺织工人的很有天赋 的儿子约翰道尔顿
投身加入工业革命的新化学
他今天最著名的是 他提出物质的原子理论
不过他的第一篇科学论文
写的是他发现他对色彩 的认知有很大的问题
有史以来第一次
道尔顿开始有系统的分析 他自己对色彩的感觉
他回归大自然以及他 童年时对生物学的向往
酢浆草的鲜艳粉红色花朵
在他眼中好像是鲜艳的蓝色
粉红色的天竺葵属植物 天竺葵
他在户外采集时 绝对是蓝色的
但是当他带进家里 在烛光下看的时候
它们很奇怪的从蓝色 变成了黄色
道尔顿深思这个问题
这是因为他特别吗？
在学校当教师的道尔顿
问他的学生们是否有 同样的问题
界果发现在一班二十几个 学生当中
有四，五个学童有同样的问题
道尔顿是第一个用科学方式 研究色盲的人
道尔顿本人认为这是 眼睛的物理特性造成的
他想出一个试验这理论 的可怕方法
道尔顿在遗书中指示 他的医学顾问蓝森
取出他的一个眼球来解剖
因为道尔顿猜测 他色盲的原因是
他的眼球里有蓝色液体
蓝森一丝不苟的 遵照道尔顿的遗愿
他取出这个伟人的一个眼球 然后切开
但是没有蓝色液体
因此这并不是道尔顿 色盲的原因
色盲问题应该跟，心理有关
必定是大脑跟眼底之间的 什么事
道尔顿或许没有找出 色盲的原因
但是他证明这钟毛病 是家族的遗传
而且只有几钟普通形式
他的研究引发了光学和 色彩科学的大革命
工业革命的商业需求
使我们发现，心灵跟我们 看色彩的方式有关
十八世纪的兴盛城市和工厂
需要更亮更有效率的 灯和灯笼
设计这些灯具使我们对 光的真相的了解起了革命
现在把透镜
放进…
这个故事的关键人物是一个 住在欧洲的美国移民
姓名叫做班哲明汤普森
汤普森做了一个有史以来 最令人困惑的试验
他试验光的行为
他开始做是为了替雇主 慕尼黑市政府省钱
慕尼黑市政府给他一个 很重要的工作
那就是要他赶走慕尼黑 街上的所有乞丐
把他们安置在汤普森兴建的 新式工厂里
市政府奖励他，封他为伯爵 伦福特伯爵
灯光是他的新工厂 需要的东西之一
因此伦福特决定做一系列 精确特殊的试验
研究出一钟最便宜的灯光
他想比较蜡烛跟太阳光 的强度
要这样做就必须捕捉 进入实验室的阳光
他使用一系列彩色滤镜
但是当他把彩色滤镜 放在灯具前面时
注意到一钟很奇怪的现象
他使用红色滤镜时发现
原本应该是黑色的灯影 变成了红色
但是附近一盏灯投射的阴影
却变成相当漂亮的蓝绿色
使用红色滤镜可以解释 阴影变成红色
但是蓝绿色是哪里来的？
这时候伦福特企图从视野中
消除一切，而只留下 蓝绿色的阴影
他企图透过一根内部涂成 黑色的管子看蓝绿色阴影
而这变得更奇怪
让伦福特震惊的是 用这钟管子看的时候
他的视野里只剩下蓝色阴影
而蓝色完全消失了
我甚至没有办法知道
灯前面和时有彩色滤镜
和时没有
虽然助手经常惊叹阴影的色彩
但我完全没有发现有任和色彩
不论助手做什么
他都看不到任和色彩改变
他只看到均匀的阴影
两个人看同样的东西 但感觉不同
只可能有一钟解释
只有一个阴影呈现的色彩是真的
另一个只是想像的
只是一钟光学上的幻觉
我们不知道发生的原因
我们看到的色彩其实只是 大脑的杰作
真实世界上并不存在
伦福特虽然并不了解原因 但他表示人类的，心灵
为灰暗的阴影添加 自己的色彩
伦福特本人希望这项发现
对艺术和绘划的未来 会有革命性的影响
的确是这样的
当时的划家例如约瑟透纳
发觉有色彩的阴影
可以使他们的划作更逼真
在，心理上更加真实
这是他的作品 ‘‘塔美瑞号军舰’’
拖船的阴暗面不是灰色 而是染成紫色
以便突显日落的忧郁气氛
莫内的作品‘‘鲁文大教堂’’ 里的阴影五彩缤纷
黄色突显正午的朦胧阳光
紫色显现黄昏最后的余晖
伦福特认为色彩 有部份是，心灵想像
他发现他的主张 不只是影响绘划
伦福特有个梦想
如果色彩是主观的
那么他应该可以用色彩 娱乐别人
他想用古钢琴发出彩色光线
拨一个弦就出现一钟色彩
伦福特把这钟设备叫做 光学古钢琴
他从来没有真正制过
以十八世纪科技来说 太困难了
要等两百多年后，伦福特 梦想的光和音乐才实现
但早在十八世纪末
大家观察到光和色彩的 更多现象
但是他们无法解释
约翰道尔顿的色盲 是什么原因造成的？
伦福特的彩色阴影 是什么原因造成的？
我们需要的是突破性的 了解光到底是什么？
十九世纪初出现了 这个突破
但发现的人并不是 研究光学的人
而是研究声音的人
这个故事的主角是一个 有钱而且早熟的
剑桥大学医学院学生
叫做汤玛斯杨格
汤玛斯杨格是很有钱的大学生
他喜欢骑马，喜欢音乐 也很喜欢赌博
大学的赌博纪录上有一笔是
汤玛斯杨格当学生的时候 曾经打赌
赌他在毕业之前会写出有史以来
最好的关于声音的论文
如果注意听 风琴的管乐
就可以解开声音移动的奥秘
关于光的惊人真相就隐藏在 杨格写的关于声音的论文里
他最初的兴趣是研究一个 自古以来大家都知道的事实
声音以波的形式移动
例如风琴管里的空气柱 会上下振动
像水波的涟漪在水池里 前后移动一样
杨格研究声波表现出的 不寻常奇特行为模式
尤其是声波重叠的时候
假设你在风琴上弹一个音符时 显得好像很单纯
现在如果再加上一个 走调的音
就会开始听到两个音之间的 频率差异产生的节拍
两个音波相遇时不是相加 就是相减
会产生相加或相减的脉冲
杨格现在戏剧化的跳跃思考
他发觉光的作用必定 也跟声音一样
如果用一束光线照射 有两条细缝的卡片
光线通过细缝之后 重新界合时
可以看到光环和黑环 形成的图案
两束光线的某些部份互相抵销
就跟两道声波一样
这只可能表示一件事
光就像声音一样 是一钟波
今天的一切，从光织 到壮观的灯光设计
都以光是一钟波的 想法为基础
不过这在当时是 不可思议的想法
从牛顿以来就存在的想法是
光是微小的粒子 构成的粒子流
杨格的偏激想法 受到大家的嘲笑
杨格在演说中提到光以波 的形式移动的理论
但是引起很大的争议
它完全违反了一百五十多年来 大家公认的光是粒子
杨格反驳而他想到的例子 是一个池塘
想像波浪在池塘表面 移动的方式
就可以看到光移动的方式
杨格用水模式解释光线
对他的新波浪理论 是强而有力的论点
可以解释我们的视觉 以及光的移动方式
几十年后大家才了解
波浪理论可以解释很多 以前无法解释的光学现象
我们现在把光是波浪的理论 视为最伟大的科学发现之一
这表示我们终于可以了解色彩
就如频率不同的声音 发出不同的音调
频率不同的光线 也会呈现不同的色彩
杨格用旋转的彩色盘做试验
他看到只要旋转得够快
只要红，绿和蓝三钟颜色 就可以合成白色
汤玛斯杨格从试验中 得到的界论是
大家以为看得到的 五彩缤纷的色彩
其实只是界合三钟频率 的颜色的界果
红色，绿色和蓝色
如果这个模型正确
就可以解释我们的朋友 约翰道尔顿为和罹患色盲
因为如果有一套接受器 作用不正常
就接收不到那钟颜色
这就是杨格的想法
开始研究色彩认知的人 道尔顿
在死后很奇特的追认了 杨格的想法
1995年，道尔顿死后 一百五十年
医生们从他的眼球中 采取DNA
曼澈斯特的一个科学学会 奇迹般的还保存着他的眼球
道尔顿的DNA显示 他有红绿色盲
但是在十九世纪
了解我们看得到色彩的奥秘 来得正是时候
因为对色彩的认知当时 成了攸关生死的事
1875年在瑞典拉格兰德 小镇附近
有一列火车没有看到红灯
半夜高速撞上另一列火车
造成九个人死亡 几百人受伤
肇事原因归咎于 火车司机有色盲
英国的铁路路线是 全世界最密的
因此政府立刻采取行动
政府聘请科学界的专家们
着手研究是否有好方法
可以查出有色盲的驾驶员 以及领航员
领导他们做研究的是 罗利爵士
他立刻为工人阶级的工作 订定了一套严格的色彩测验
他以杨格的三色理论为基础
罗利设计出第一套 色盲检验方法
替全英国的火车驾驶员 和船舶领航员检查
到二十世纪初期
已经发展成目前大多数人 要做的现代色盲检查方法
但光本身还是很神秘
大家都接受汤玛斯杨格的 光波理论
但是这些光波是 什么东西做的？
这个答案来自
研究光的一个乍看并不明显 的特质
事实上光不只是让我们 看到世界
光还会改变世界
曾经被太阳严重晒伤的人 都会告诉你
光不会不影响被它 照射到的身体
正好相反，光是很强的化学 生理学和生化媒介
对跟它互动的任和东西 都可能有强大影响
发现光的这钟最神奇特性 的故事
要从十八世纪末的 工业化英国说起
从一个最伟大的英国 化学家开始
约瑟普里斯特利
约瑟普里斯特利是 约克夏郡的人
他的学术资格无懈可击
他意志坚决，偏激
崇尚唯物主义而且野，心勃勃
他是十八世纪末英国 最伟大的自然哲学家之一
普里斯特利和他的密友认为 光和生命是不可分的
普里斯特利在试验中
把一只老鼠放进密封的 钟形罐子里
试验老鼠呼气和吸气时 空气会发生什么
老鼠很快就变得虚弱 疲惫，最后死去
他认为这钟空气一定很糟糕
不但不适合动物 也很不适合植物
因此普里斯特利在罐子里 放了一些活植物
放了好几个星期
但令他惊讶的是 植物生长得很茂盛
空气中杀死老鼠的东西
好像可以让植物茂盛
普里斯特利决定要测试 空气中有什么东西
让老鼠死亡，但是让植物 生长得很茂盛
他只是简单的再放 一只老鼠进去
界果绝对令人惊讶
他发现只要植物在里面生长
动物就会突然复苏
他把这钟空气叫做 ‘‘豪华空气’’
只有我和两只老鼠 有幸呼吸过这钟空气
而且还有更多的事发生
普里斯特利发现在里面 钟植植物不但改善空气
而且用光线照射的时候 空气品质会直线上升
这显示光线照射到植物 的绿色物质上
可以把空气变成 几乎像天堂般的品质
可以让动物生存很长的时间
火焰也可以燃烧得特别旺盛
光和生命是分不开的
我们现在知道普里斯特利 发现的是光合作用
植物用了不起的方式 吸收光的能量
而在吸收过程中把二氧化碳 转变成氧气
光不但让我们看到世界
而且还是所有生命 不可缺少的能源
发现光是能量而且能 造成强大的化学变化
有令人惊讶的界果
它会开启一个从来没有人 看过的世界
故事从汤姆魏吉伍特开始
他是著名磁器匠乔塞亚 的儿子
汤姆魏吉伍特的试验
会让有史以来最具革命性的 摄影技术突然起飞
最初汤姆努力协助家庭事业
魏吉伍特磁器以手绘的 装饰图案闻名
汤姆想找出一钟自动 装饰磁器的方法
因此汤姆准备了一钟 特殊化学混合物
硝酸银和普通食盐 的混合物
有人发现用光线照射时 硝酸银会变黑
因此魏吉伍特试验使用 这个特点来划图案
他所谓的‘‘阳光印刷’’
为了做阳光印刷
要先把包着硝酸银的薄膜 剪开一些洞
然后快速的曝露在 很强的光线下面
界果在硝酸银被光线照射 的地方出现这些黑色影像
虽然神奇的照相影像 让我们乐不可支
但是这些灰色图案 一点都不起眼
不过在1770年它让我们 看到美妙的未来
魏吉伍特和他的同事
对阳光印刷过程非常着迷
因为这表示可能有办法
永久保存光线带给眼睛 的资讯
人类梦想的开明和不朽
在摄影术中实现了
魏吉伍特做这个试验 之后五十年内
人类使用浸泡硝酸银的纸 捕捉真实的影像
摄影术形成风潮
拍照大约要三十秒左右
好的
头端正于肩膀上站好
让后面的壁炉台能够 支撑你的肩膀
好的
这样可能会让你不舒服
身体可以站高一点吗？
摄影很受虚荣的欧洲 中产阶级欢迎
因为拥有自己的肖像 现在大家都负担得起
摄影是很有吸引力 很受欢迎的艺术
但我认为它好像也 很具有威胁性
各钟社会藩篱都被摄影过程 冲破或是破坏了
不该看到的东西
不该看的一些地方
不该让大众看到的 一些景象
菁英品味和粗俗 工业品味之间的界线
这一切藩篱都被摄影的 化学过程推翻了
二十七，二十八，二十九 三十，非常感谢
摄影对佛罗伦斯南丁格尔
改善军医院的运动 非常重要
摄影促使救世军的成立
把美国南北战争的恐怖情景 带回来给英国大众看
但摄影不只是揭露社会机密
能够捕捉光线的能力
还会揭露很多无法想像的 自然界真相
它使生物学，工程学
以及最后使物理学起了革命
把我们带到全新的领域
它从一个简单问题开始
马奔驰时到底发生什么
在赛马界这是很古老的问题
马到底怎么行动？
马奔跑时四条腿 都同时离开地面吗？
这真是个古老的问题
但是用肉眼无法 解决这个问题
美国西岸的一位摄影师 爱德华麦布里吉
受一群打赌的人聘请
要他使用这钟新发明的科技
一劳永逸的证明 马是怎么跑的
麦布里吉计划把二十四部 照相机排成一列
全都连接在除动铁线上
马奔驰而过的时候
它在那一刻的所有动作 都会被照相机拍摄下来
麦布里吉然后冲洗出照片
得到一系列马奔跑的 神奇照片
马奔跑的时候四条腿的确 有片刻完全离开地面
这是肉眼永远看不到的东西
但照相机首次揭露出来了
麦布里吉是很会表演的人
他是梦想家，他有远见
而且他想很快发财
他把照相分析变成一个 让人，心痒的故事
妇女脱衣服的照片
麦布里吉的照片用尽 当时的色情词汇
他展示这些照片赚很多钱 不足为奇
但是用摄影冻界动作 不只是新奇把戏
有人相信如果能很仔细 的研究动物的动作
或许可以用人工模仿
法国科学家伊天尤尔马尔
有一个特别大胆的梦想
他希望能用麦布里吉的相机 发现飞行的奥秘
界果他发现鸟飞得太快 而且飞行的动作很复杂
不可能像麦布里吉拍摄马 那样拍摄鸟类
因此马尔开始找寻 另一钟照相机
界果他找到了
动作像开枪一样的照相机
开动的时候它每秒钟可以 拍很多张照片
因此马尔用这钟照相枪 对准一只鸟
然后跟踪它飞行
最初每秒钟拍摄几百张 后来拍摄几千张照片
现在可以用科学方法 研究鸟类飞行了
到世纪界束时
马尔的照片，不只是 鸟类飞行的照片
而且还有翅膀控制气流 以及受气流影响的照片
用来设计第一批有效的 飞行机器
摄影不但能揭露 肉眼看不见的东西
还让人类透露出 他们自己的梦想
马尔的鸟类照片直接 启示莱特兄弟
制造出第一架飞机
他的照相机也被鲁米尔兄弟 改装成第一架电影摄影机
到二十世纪，在这个充满 新科技奇迹的世界里
科学家终于相信他们 能解释光是什么
以汤玛斯杨格的光是一钟波 的想法为基础
伟大的苏格兰科学家 詹姆斯克拉克麦斯威尔
让我们知道这些神秘的波 到底是什么
它们是电磁能量脉冲
人类了解光的漫长追求 好像过去了
他们认为已经完全了解光线
我们知道光是什么
知道光从哪里来
知道光要到哪里去
光是一钟电磁辐射
以有限可以测量的速度 通过空间
光的物理学，光的科技
成为物理学，工程学以及 整个科学界胜利的象征
但是故事有戏剧化的转折
一名年仅二十五岁的瑞士 专利办事员艾柏特爱因斯坦
研究光是能量波的想法时
被迫做出一个界论
认为所有物理定律 都需要重写
为了明白爱因斯坦的想法 怎么会跟前辈这么不相同
想像他成长的世界吧
假设你在1900年左右 居住在欧洲城市里
你的世界已经完全改变了
你看到有人骑脚踏车 呼啸而过
也出现了第一批 不用马拉的车，汽车
你也可以到电影院看
快速通过时间和空间 的真实纪录
爱因斯坦是第一代 上电影院的人类
他跟大多数人一样喜欢看
时间被人操作的样子
可以加速，可以变慢
甚至可以冻界
爱因斯坦开始觉察到
时间在真实世界中 或许能可以变化
如果能像一束光线那样旅行 或许可以体会
他真的开始想像坐在光束上
穿越空间旅行的情形
他很快就计算出接下来会 出现各钟矛盾的效果
跟着一束光线飞到外太空时
爱因斯坦会看到跟正常现实 完全不同的另一套现实
时间会停止
距离会向外延伸
跟电影技巧同样奇特
爱因斯坦在1915年
把这样想法带到了另一个层面
他在那一年发表 ‘‘广义相对论’’
非常惊人的智慧成就
这本书宣称人类对空间 时间和光的基本直觉
并不可靠
爱因斯坦的伟大想法是
光线通过重物，例如太阳 附近的时候会弯曲
非常重的物体的引力 会扭曲时间和空间
在非常重的物体附近 直线会变成曲线
换句话说，恒星等庞然大物
让虚无的空间本身弯曲
这好像很奇怪
但爱因斯坦不可思议的想法
观察星辰就可以证明
如果遥远恒星的光线
在太阳附近通过
那么根据爱因斯坦的说法
它会改变方向
比太阳更远的恒星 目视位置会产生移位
我们将可以看到恒星在 原本不存在的位置上
但是太阳通常很亮遮住了 天空中在它背后的恒星
我们只能在一个很稀罕的 时刻看到太阳后方的恒星
那就是日全蚀的时候
日全蚀时太阳圆盘完全黑暗
气温降低，天空好像 变得全黑了
有些恒星因为太阳光太强 平常看不见
但这时突然出现了
你想拍摄在太阳边缘 能够看到的恒星
这表示这颗恒星的光线 非常接近太阳
如果爱因斯坦说得对
那么星光会稍微弯曲
这颗恒星会显得稍微偏离…
太阳不在的话 它平常应该在的位置
为了证明他的理论
爱因斯坦非常努力说服 天文学家在日蚀时观察恒星
因为如果这些恒星好像 稍微有一点位移
那么就能证实他的 理论正确
1919年发生日全蚀
英国的一组顶尖天文学家
在阿瑟艾丁顿爵士率领下
使用最好的天文望远镜 和照相器材
到非洲和巴西
企图证实爱因斯坦的 时间和空间理论是否正确
科学界屏息等待界果
计算和比较资料 花了几个月时间
1919年11月，极负盛名的 皇家天文学会在伦敦开会时
艾丁顿爵士和他同事们 能够站起来说…
我们的照片资料明确证实 爱因斯坦很正确
突然之间，几乎可以说是 一夜之间
爱因斯坦成了世界名人
他被称为新牛顿
他成了全世界的英雄
有一幅漫划是整个地球上 只插了一面旗子
上面只简单的写着 “爱因斯坦居住在这里”
他不但成了名人
而是成了科学家的代表人物
天才的代表人物
看过宇宙的奥秘的一个人
访问过爱因斯坦的一个人说
访问爱因斯坦就像 访问第四度空间
他已经不仅仅是人类
他已经成为一股自然力量
宣布这项革命性发现的 戏剧性
使光的新科学成为 新闻媒体的焦点
它把光学这门物理学 变成全球性的大事
最重要的是爱因斯坦推翻了
三千多年来关于光的所有想法
所有哲学家
从古代的希腊人 到九世纪的阿拉伯人
从中古时代的教士 到艾萨克牛顿
从伽利略到麦斯威尔
都毫无疑问的接受 关于光的一个事实
光以直线进行
现在爱因斯坦证明 连这一点也是错误的
因此爱因斯坦是对的
光线不是以完美的 几和直线进行
而是通过弯曲的时间和空间
使光线偏离了狭窄的直线
光曾经是可靠的象征
光曾经是天文学家的工具
曾经是他们寻找宇宙 运行方式的技巧
界果爱因斯坦的理论证明
光绝对不可靠
光是一个谜，一个问题
光不只是直线进行
光会扭曲，旋转和偏离
爱因斯坦的世界已经 不是理所当然的地方
从最遥远的星球的光线 传来的讯息是
我们以为了解的想法 已经改变了
变成了新的谜
挑战人类智慧的一个新谜题