美國女詩人曾經寫過這樣一句詩“我本可以忍受黑暗，如果我未曾見過光”，也有不少版本將光翻譯成太陽、或者光明，不論是哪一種，都說明光亮對於人類的意義。我們常說人類與動物的區分開始於我們使用火，因為使用火不僅使得我們獲得了熱，同時也獲得了光。

現在城市的燈光異常的明亮，所以晚歸的人們鮮能用到手電筒。不過在過去路燈尚未普及時，晚歸的人往往要藉助手電筒來照明，當然在古代時用的就是燈籠了。總而言之，都可以發光。那麼光到底是什麼呢？

光究竟是什麼

如果現在隨便提問一個人，問他光是什麼，他可能會說是眼睛可以看見的東西。我們大部分人對於光的認知都是籠統的，擅長研究各種現象的物理學界卻不這麼認為，既然光是一種存在，那麼就一定要把它搞明白。

因此，他們指出光從本質上來說是一種處於特定頻段的光子流。我們感受到的光源實際上是因為其中的電子獲得了額外的能量，獲得的能量其實就是光子。那麼如果能量不足呢？當能量不足時，電子就會自發地進行加速運動，釋放出能量。

光在不同的學科類屬當中，表現出了不同的特徵。比如在幾何光學當中，就會說光是以直線傳播的，畢竟太陽光和紅外線光筆都可以輕鬆地證明這一點。而在波動光學當中，光則在以“波”的形式傳播，不同的光波顏色也會不同。

至於量子光學，則直接把光的能量進行量子化，前文中我們提到的光子其實就是量子化後的“光”，這種基本微粒可以使得膠片的感光乳化劑發生變化。此外他們還認為，光子還能在基本粒子的碰撞當中產生。

在維基百科當中搜尋“光”，會發現它是這樣給光下定義的“光是可以被人感知的電磁輻射”。但是實際上這應該單指可見光，並且物理學家和普通人看“光”的角度也不同。這就會導致解答出現差異，不得不說，到目前人類對“光”仍然沒有給出一個可以概括所有特徵的定義。光的含義，在不同學科中都會給出不一樣的定義。

波蘭克拉科夫核物理研究所副研究員理查德·魯伊斯是一位用大型強子對撞機尋找新物理的理論學家，他說道：

“光子無處不在。在粒子物理學中處處有它的身影，以至於你幾乎忽略了它們的存在。”

手電筒之所以會發光，是因為電流加熱了燈泡當中的燈絲。而這種熱度可以使電子運動的軌道升高。簡單來說，這時的電子已經有足夠的能量，能夠形成光源。不過我們的肉眼明顯是無法觀察到這些電子運動的狀態的，所以不少小孩子最初單純地認為手電筒發光只是因為有電池。殊不知，如果燈泡和電池無法構成通路，手電也是無法發光的。

那麼當我們關閉手電筒的光源時，光線到底是消失了還是在繼續傳播？一束光線的命運究竟是怎樣的？

光線的命運

人類開啟手電筒是為了讓它發光，好為自己照亮面前黑暗的道路。所以，在關閉手電筒之後最直觀的感受就是“光消失了”，為什麼呢？因為我們的目光所及又變成了一片黑暗，但是在前文當中提到了光的本質，它實際上是粒子或者說是一種“波”。

顯然不論是這二者當中的哪一個，我們的肉眼都看不到。所以，正確的說法應該是：手電筒關閉了，我們能看見的可見光消失了，但是光線實際上依舊在傳播運動。那麼光線又是怎樣的命運呢？從理論上來說，有三種。

首先，根據光運動的特點來看，只要沒有物質的阻擋，它就可以一直運動，直到抵達宇宙的邊界。不過，這種說法只存在於理論當中，我們手電筒照出的那個光束在運動當中肯定會遭到不少大質量物質的阻隔，因此，它可能“跑”不了多遠。

其次，就是遇見大質量物質。一旦偶遇之後，它可能就無法保持現在的形態了，這時光粒子會被分解成為更小的粒子。然後這些粒子在空間當中遊蕩，再偶遇其它粒子後，經過外界的作用下，重新組成新的形態。不過，這時的它已經算不上是原來的那束光線了，可以說是徹底的改頭換面了。

最後一種結局則是它在運動了很長的一段距離之後，不幸偶遇了某個“黑洞”，然後就被吸入了。至於當光線進入黑洞之後會變成什麼樣，就無從得知了，畢竟我們現在對黑洞內部的狀態瞭解還是太少。

可見，光線在手電筒關閉的時候依舊是存在的，並沒有消失。可能在一段時間的運動之後會被分解，形成新的粒子，不過不論是哪一種命運對於“光”本身而言都無所謂。

光源的種類和效應

前文當中我們探討了手電筒關閉後光線的情況，肯定有不少人說，手電筒作為光源實在是太弱了。如果用其它的東西作為光源，光說不定可以跑得更遠一些。那麼還有哪些光源呢？

光源可以分為以下三類。第一類是透過熱效應產生的光，手電筒發光正是因為電流使得燈絲髮熱，當然太陽光也屬於這一類。並且我們前文當中說光本質上是一種能量，大家可能很難理解。如果以太陽光作為例子就很容易解釋了。

太陽光正是因為在以電磁波的形式釋放著能量，才使得我們周圍的溫度上升。如果說，光沒有釋放能量，那麼即使有太陽光的照射，地球估計也還是一顆冰凍星球。

第二種指的是原子躍遷發光，這一類別聽起來很深奧，但實際上就是熒光燈當中的熒光物質被電磁波釋放的能量激發從而使其發光而已。我們城市當中五顏六色的霓虹燈大多都屬於這一發光型別。值得一提的是，依靠著原子躍遷方式發出的光，會有自己特殊的譜線。

第三種則是物質內部粒子加速運動時產生的光，比如核反應堆就會發出微弱的藍光，這正是其中帶電粒子在運動的表現。但是這種光和我們生活當中常見的光就不同了，它具有輻射性質。

充分了解了光源的型別之後，接下來為大家介紹光的幾種神奇效應。首先就是光電效應，以紫外線為例，當它照射到某個金屬體的表面時，金屬內部的一些自由電子就會跑到表面來、因此紫外線的光電效應實際上是將光能轉變成了電能。而且自然界當中不僅金屬有光電效應，人類和動植物都有，只不過鮮少會被注意到。

除了光電效應以外，光還有化學效應和聲光效應。化學效應指的是，光的能量能夠使一些物質化和分解，紫光燈消毒可能正是出於這一效應。至於聲光效應，則是指超聲波在傳遞過程中因為光的折射發生變化，這類現象也叫聲光效應。

光的傳播

光的傳播問題，主要是以幾何光學為基礎進行探討。畢竟如果上升到量子，光子的運動就很難確定了。因此光在介質中傳播時是遵循費馬原理的，這一原理指出它不僅會沿著直線傳播其傳播路徑還是需時最少的路徑，所以這一原理也叫作最短時間原理。

再者，光是獨立傳播的。大家肯定都見過大型演出當中，那些交錯的光線，根據燈光師的安排，不同顏色的光束可能會做著不一樣的運動組合。有時，它們會交叉在一起，但是分開時也未拖泥帶水。這就是基於光獨立傳播的規律，理論上來說兩束光即使相遇，也不會干擾對方，那個交錯只是我們肉眼看到的而已。

最後就是有關光的散射、反射和吸收了。可以說，光的散射能夠使我們的肉眼看到不少美麗的風景。因為光在傳播中遭遇障礙物阻攔時，就會發出不一樣的光。我們早上看到的日出顏色和晚上看到的日落顏色不同，就是由於光的散射原理。

至於反射就不用多說了，如果我們的地球沒有大氣層的存在，所有的太陽光都能直接照射到地面的話，地球的面貌可能就會發生翻天覆地的變化了。此外，南北兩極的冰川對於太陽光的反射能力也很強。

星際光線的傳播

光和聲音最大的區別，就是它在真空當中也可以傳播，這樣在宇宙當中來去自如的特性真是讓人羨慕。這也是為什麼，我們在討論光線命運時，可以給它設計一個不碰見任何阻礙直達宇宙盡頭的結局。如果是聲音的話，即使“十分響亮”，也沒有遨遊宇宙的可能。

天文學家透過特製的望遠鏡，可以看到宇宙當中那些被人眼無法識別到的光線。換句話說，我們在不少雜誌期刊當中看到的那些美麗“星雲”，如果真的讓我們走到它們身邊觀賞，會發現它們並沒有這麼多顏色，甚至是黑乎乎的一片。說到底，還是我們人眼能夠識別到的光太過有限。

不過，天文學家不理解，為什麼一些恆星發出的光線抵達地球時會出現變色的情況。為了解開這一謎題，他們專門關注了一個以862nm的近紅外波長為中心的星際彌散帶，以此為基礎分析地球附近50萬個恆星發出的光束。這項研究至今仍在進行，不過已經有相關結論指出是塵埃雲導致的。

人類對於宇宙總是有著各種迷思，最大的莫過於想知道宇宙從何而來。根據宇宙大爆炸的說法，當時的爆炸一定發出了耀眼的光芒。不過這個光顯然也不在人類肉眼可見光的範疇內，我們只能透過特殊的方式看到這場“大爆炸的餘暉”。

今天看到的光可能是多年以前的光

光不僅可以在真空當中傳播，其速度也是現在已知的最大速度。但是即使光的速度如此之快，跨越廣袤宇宙時，也需要經歷漫長的時間。所以，我們現在透過各種儀器裝置看到的某一束來自遙遠星球的光，可能在很早的時候就發出了，不過由於跨度實在太大，導致我們看到它時已經過去了很久。

因此，天文學家認為今天看到的光可能是多年以前的光，換句話說，假如我們依靠這束光去反向追蹤那個星球，追蹤到時它可能早就消失了。