小朋友们,你还记得吗?小时候我就特别好奇一个问题:当我把手电筒关掉的瞬间,那一束光到底跑哪里去了?我们经常会看到,手电筒射出的那一束光在夜空中特别的亮,好像时间都被拉长了一样。你有没有想过,那个瞬间,光是一下子就消失了,还是会继续在宇宙里奔跑呢?它会不会撞上某个未知的天体,被宇宙悄悄的收起来呢?其实这个问题一直困扰着科学家们,直到现代物理学两大基石——相对论和量子力学被发现,才揭开了这个谜团的一角。 实际上,早在很久以前,古人也和我们一样好奇光的本质是什么。比如墨子和欧几里得他们曾经用影子还有小孔成像的实验去争论光到底走哪条路径,可是直到现在也没能完全搞明白。现在的科学家们把光给拆成最小的单位——光子了,这样一来就更容易理解了。 你知道原子里面是什么样子吗?想象一下原子核就像一个蜂窝,电子就像一群蜜蜂围着这个蜂窝绕飞。虽然它们带电相吸,可它们并不会乱跑,只会在固定的轨道上跳跃。每当它们的轨道发生变化的时候——比如从一个轨道升级到另一个轨道或者降级到更低的轨道的时候——就会有能量包产生出来,这些能量包其实就是光子。 手电筒之所以会亮起来,也是因为灯丝发热后电流把原子里面的电子给踢到更高的轨道上了。这个时候电子就处于一个激发态。一旦能量溢出之后电子就会迅速回落到基态这个时候多余的能量就以光子的形式爆发出来手电筒也就亮了起来关掉开关之后虽然光源消失了但是已经发出的那些光子并没有停止它们的脚步还在继续前进呢! 那么这些发出的光子离开地球之后会去哪里呢?它们可能会被墙、纸或者树这些东西挡住然后能量被吸收掉光就变得肉眼可见地减弱了;也可能会穿越大气层以每秒30万公里的速度冲进星际空间去旅行;还有可能在浩瀚的宇宙里遇到尘埃或者黑洞被它们给捕获或者撕碎。不过不管怎么样“消失”这个选项对光子来说是不存在的如果一路上都没有东西挡住它的话理论上光子是会一直一直前进下去没有终点的。 所以当我们把手电筒关掉的时候光线并没有真正消失掉而是继续它的无限旅程呢!也许有一天一束来自地球的微弱光子会在另外一颗行星上被捕获成为外星文明眼里的“时间胶囊”——它里面承载着人类夜晚的灯火还有孩童们的好奇以及对永恒的渴望。