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光的科學研究

想想我們一早睡醒的第一件事:睜開雙眼，看到外在世界，映入眼簾的可能是天花板、可能是另一半或寵物， 這些視覺影像都是透過太陽光的反射、經過瞳孔印在視網膜的結果。然而，古希臘人一開始並不這樣認為，在 他們的觀念裡，視覺的產生是眼睛「向外發射光線」而非接收反射光線。無論發射或反射，人類一直將太陽光 的可見特性視為理所當然，從沒想過大自然是否存在肉眼看不見的光線。

「自然與自然定律，在黑夜裡隱藏;上帝說，讓牛頓來， 於是，一切化為光（Nature and Nature' law lay hid in night ; God said, "Let Newton be," and all was light.）」， 這是英國詩人波普（Alexander Pope）為牛頓寫下的墓誌銘，因為牛頓透過三稜鏡首次分解太陽光，讓世人重新認識可見光。
 

速度如光的無線電波

後來，科學家不僅研究光，也研究電學和磁學並各自發展出一套定律。19 世紀末，英國物理學家馬克士威 （James Clerk Maxwell）以四條方程式將電學和磁學整合起來，並預測以光速傳播的電磁波。科學除了提出理論解釋，還要實驗驗證理論，電磁波的實驗證實是由德 國物理學家赫茲（Heinrich Hertz）所完成。1886 年， 赫茲進行一系列線圈放電實驗，發現電磁波可在空間傳播，更進一步證實其傳播速度符合馬克士威的預測，就是光速。赫茲的發現非常重要，「赫茲」一詞後來也被當作物理量，表示每秒循環的次數。

當時，赫茲發現的是肉眼不能見、波長6公尺的無線電波，可見光也是電磁波的一種，只是波長比無線電波短。 無線電波一開始是作傳訊用途，取代古人騎馬送信或飛鴿傳書。1876 年，加拿大的貝爾（Alexander Graham Bell）首先申請電話專利，人們透過電話傳遞講話的聲音， 電話將聲波轉成電的訊號，並以載體（電線）傳給對方。 1895 年，義大利工程師馬可尼（Guglielmo Marconi） 則透過無線電波傳遞訊息，此時人類講話的聲音不需透過載體連接。1901年12月12日，馬可尼研究小組首次收到橫跨大西洋的電波訊號，這是多麼振奮人心的發明， 不僅是人類科技文明的一大貢獻，也讓許多人參與電波 研究，一般人甚至可以自己在家進行無線通訊，也就是俗稱的火腿族。......【更多內容請閱讀科學月刊第594期】