光のしくみ

Jul 10 2000
歴史の中で最も明るい心のいくつかは、彼らの知性を光の主題に集中させてきました。アインシュタインは、光線に乗ることを想像することさえ試みました。私たちはそれほど夢中になることはありませんが、科学者がこれまでに見つけたすべてのものに光を当てます。
日当たりの良い地球の市民として、当然のことながら光をとらないのは難しいです。この記事では、光のない世界は確かに暗い場所になるので、私たちはあなたに敬意を表します。

光は一気に明白で神秘的です。私たちは毎日、黄色の暖かさを浴びると白熱灯と蛍光と闇を食い止めるされている電球。しかし、光とは正確には何ですか?ほこりの多い部屋に太陽光線が差し込むとき、嵐の後に虹が現れるとき、またはコップ一杯の水の中のストローがばらばらに見えるとき、私たちはその性質を垣間見ることができます。しかし、これらの垣間見ることは、より多くの質問につながるだけです。光は波、光線、または粒子の流れとして伝わりますか?それは単色ですか、それとも多くの色が混ざっていますか?音のような周波数はありますか?そして、吸収、反射、屈折、回折など、光の一般的な特性にはどのようなものがありますか?

科学者はすべての答えを知っていると思うかもしれませんが、光は彼らを驚かせ続けています。ここに例があります:私たちは常に、が宇宙の他の何より速く移動することを当然のことと思ってきました。その後、1999年に、ハーバード大学の研究者は、ボーズ・アインシュタイン凝縮として知られる物質の状態を通過させることにより、時速38マイル(時速61キロメートル)まで光線を減速させることができました。これは通常の約1800万倍遅いです!ほんの数年前には、このような偉業が可能だとは誰も考えていなかったでしょうが、これは気まぐれな光の方法です。あなたがそれを理解したと思うとき、それはあなたの努力に逆らい、その性質を変えているようです。

それでも、私たちは理解において長い道のりを歩んできました。科学の歴史の中で最も明るい心のいくつかは、彼らの強力な知性を主題に集中させてきました。アルバート・アインシュタインは、光のビームに乗るのがどのようなものか想像しようとしました。「もし人が一筋の光を追いかけたらどうなるだろう?」彼は尋ねた。「もし人がビームに乗っているとしたら?…もし人が十分に速く走るとしたら、それはもう全く動かないだろうか?」

しかし、アインシュタインはその話を先取りしています。光がどのように機能するかを理解するには、光を適切な歴史的文脈に置く必要があります。最初に立ち寄るのは古代の世界です。ここでは、初期の科学者や哲学者の何人かが、視覚を刺激して物事を見えるようにするこの神秘的な物質の本質について考えました。