光與我們

法書第一頁：從陽光到火焰

我親愛的朋友，請你告訴我，當你一個人走在伸手不見五指的小巷里時，會覺得害怕嗎？其實，我們的祖先和我們一樣，對黑暗都十分地厭惡，直到今天，“黑暗”這個詞仍被人們用來形容邪惡呢！

讓我們想一想吧，在那遠古的歲月里，人類是怎樣熬過漫漫長夜，翹首期盼黎明，等待太陽將光和熱送到人間的呢？對黑夜的恐懼與無力，促使人類去探索未知的世界。不知經歷了多少個世紀，人類終于發現火也能提供光和熱，從此太陽不再是人類的唯一光源，記載文明的筆記翻開了新的一頁。運用火，人們創造了火炬、油燈、蠟燭，一直到近代，電光才取代了跳動的火焰，成為新的明燈，照亮了我們的前程。

不過，無論是火還是電，都不能真正地取代陽光。迄今為止，太陽依舊是地球最大的光源和熱源，它是火焰與電光的能量來源之一，是可靠、清潔又安全的能源。尤其在進入21世紀以后，面對石油等化石能源的不可再生，太陽能成為人類最佳的選擇。太陽能熱水器、太陽能汽車，太陽能飛機，甚至太陽能宇宙飛船，都已不再是人類陌生的詞匯。或許，在明天，我們將迎來一個太陽能的世界。

法書第二頁：

光與古代天文歷法

今天，我們都明白光是以直線的形式傳播的。可是，我的朋友，你知道嗎？大約在距今二千四百多年前，我國杰出的科學家墨翟（dí）和他的學生們就做了用小孔成倒影的實驗，對光的傳播方式進行了描繪。了解了光，使中國人在天文學上取得了突出的成就。比如，他們制造了圭表和日冕，通過對日影長短和方位的測量來確定時間，區分春夏秋冬。

值得一提的是，大約在公元前四世紀以前，中國人就已經發現，月亮是不發光的。月光其實是日光照射在月面上所引起的反射光。為了證明這一點，宋代科學家沈括還曾做過圓球受光的實驗呢。他用一個彈丸代表月球，一半涂粉表示月球受太陽光的一面，這樣從側面看，彈丸涂粉的一半就像是彎月時的樣子，而從正面看又好像是一輪滿月，由此，沈括證明了月亮出現陰晴圓缺的變化是因它在反射陽光的同時也在不停地運動，這樣人們看月亮的角度自然就發生變化啦。

法書第三頁：光與皮影戲

嗯……出一道題考考大家吧。想一想，投影機的前身是什么？幻燈機。是的，十幾年前，電腦還不普及的時候，大部分學校都會使用這種設備為學生播放課件。那么，幻燈機的前身又是什么呢？呵呵，想不到吧，是皮影戲。

這皮影戲還有個別名，叫燈影戲，一聽到這個名字，時光布偶，你就能明白它與光的關系了吧？中國人很早就利用光沿直線傳播的性質發明了皮影戲。其實，說起皮影戲的發明，還和漢武帝有很大關聯呢。《漢書》中記載了一件事情。漢武帝的寵妃李夫人逝去后，漢武帝日夜思念。一天有個叫少翁的方士來拜見漢武帝，他要走了李夫人生前的衣服，準備了一件空屋子，中間掛上薄紗幕，幕里點著蠟燭，通過燈光的照映，借助李夫人的衣物，“李夫人的影子”投在了薄紗幕上，只見她側著身子慢慢地走過來，一下子就在紗幕后消失了。當然，這些都是少翁玩的把戲，可《漢書》里的敘述卻的的確確是有關皮影戲起源的最早記載。宋代，皮影戲非常盛行，在元代傳入西方，外國人親切地稱它為“中國影燈”。

法書第四頁：中國古銅鏡

你經常照鏡子嗎？是的，每天洗臉后都要照。那么，下面的事情可要記好呀。

光在前進方向上如遇到物體就會發生反射現象，這就是光的反射原理。早在三千年前，利用光的反射原理，中國人就已開始制造和使用銅鏡了。中國古代造鏡技術非常發達，并且對各種鏡子的成像原理都有深入研究。至今，中國古代銅鏡仍被人們看作是世界文明史上的珍品呢。有一種“透光鏡”，是西漢中晚期的杰作，距今已有兩千多年的歷史，十分特別，它能通過反射映出鏡子背面的美麗圖案。就是今天，人們要制造出這樣的鏡子都很困難呢。由此可見，中國古代的制鏡技術是多么的高超。

呵呵，再額外告訴你一件事，在公元前二世紀，中國人就利用平面鏡的反射原理，制造出了世界上最早的潛望鏡。你看，是不是很厲害？

法書第五頁：虹和五光石之謎

雨后彩虹，橫跨云端，七色絢麗，來，你看，在那彩虹的另一端，是不是神仙住的地方？對于彩虹的成因，中國古代也早有探討了。

虹產生的條件是薄云、日照和雨滴，是日光照射雨滴所產生的自然現象。唐代詩人張志和還進行過人工造虹的實驗呢。其實這個實驗我們都能做，就是含一口水，背向太陽噴出，于是就觀察到類似虹霓（ní）的情景啦。他還進一步說明，要看到彩虹啊，是一定要背對著太陽光的。

在認識“水滴成虹”的同時，最晚在公元十世紀，中國人就發現了天然的透明晶體經日光照射后也會出現五色光的現象。當時，人們把這種天然透明晶體叫做“五光石”或“放光石”。那么，為什么會出現五光石的現象呢？這個謎題被著名的西方科學家牛頓解開了。牛頓通過三棱鏡把日光分成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫這七種色光，說明了白光是由這七色光復合而成的。后來人們又了解到，光在通過透明物質的時候，由于各色光的波長不同，折射率也不一樣，紅光折射率最小，依次遞增，紫光折射率最大，因此出現七色的光譜。雨后彩虹，晶體散發五彩，都是這個道理。

需要說明的是，紅、橙、黃、綠、青、藍、紫這七種色光是人類用肉眼能看見的，叫可見光。在七色光譜外還有其他的光存在。如：紅外線和紫外線。在醫學和軍事偵察上，紅外線治療、紅外線夜視儀等都已得到廣泛應用。而在自然界中，主要的紫外線光源就是太陽啦，紫外線有殺菌的作用，不過照多了可是要傷皮膚的呀。

法書第六頁：用光來控制大腦

現在，你已經對發生在我們身邊的許多光學現象都有認知了吧？但是，我們真的完全了解光了嗎？來，一起走進現代光學的世界吧。

人工可以控制大腦嗎？答案是肯定的。用什么來控制呢？或許你不會相信，答案是光。最近，美國科學家在人工控制大腦的研究中又前進了一步，盡管這個大腦比沙礫還要小。

那么，控制大腦的具體方法是怎樣的呢？首先嘛，要想控制大腦，就一定要了解這個大腦的結構。人腦太大，太復雜，今天的科學手段還不能控制。科學家們選擇了一臺超小號的大腦——秀麗隱桿線蟲。秀麗隱桿線蟲有多大呢？1毫米。該蟲的大腦就小得只能用顯微鏡來看了。為了能控制線蟲，科學家先利用基因技術，對一只線蟲進行了改造，使它體內的一些特殊細胞對光非常敏感，這可是一項頂尖科學，叫“光遺傳學技術”。因為線蟲的身體是透明的，很方便觀察，只需要用激光束就可以激活或抑制單個神經細胞的活動，于是，在顯微鏡下，科學家們鎖定線蟲細胞的位置，用激光束刺激它，讓它感到舒服，有被撫摸的感覺，促使它產卵。

看吧，我的朋友們，現在你對照耀我們的光是不是更感興趣了呢？人類離不開光，農業大棚里的日光燈、醫院的X光、衛星上的照相機、辦公室里的復印機、軍事上的定位系統，處處都有光的存在。然而，我們仍未了解光的全部，盡管隨著人類科學的不斷進步，對光的認識和應用必將不斷發展。但是，人類對未知世界的探索卻永無止境。