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历史可以这样解读(6)
2016-03-18
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    第七章:彩虹的秘密:

    菩萨蛮·大柏地      毛泽东 1933年夏

    赤橙黄绿青蓝紫, 谁持彩练当空舞?

    雨后复斜阳, 关山阵阵苍。

    当年鏖战急, 弹洞前村壁。

    装点此关山, 今朝更好看。

    雨后的天空,常常会出现一道色彩斑斓的虹,传说中那是牛郎织女七夕节相会的天桥。小的时候每见到彩虹,便奔走相告,一群小伙伴们都跑出来仰头看它的美丽。到大了些,再遇彩虹已经不能引起我的兴趣了,但文章和诗词当中彩虹的浪漫却让我依恋,特别是主席的这一首彩虹词,更让我领略了字里行间的豪气。不过美丽也罢,浪漫也罢,豪气也罢,只是彩虹表面上带给我们的感受,现在让我们揭开彩虹的面纱,看看它背后蕴藏着怎样的秘密。

    “虹乃雨中日影也,日照雨则有之”,唐朝的孙彦先就已经观察到彩虹的成因。后来宋朝的科学家沈括在《梦溪笔谈》引用了这个发现,他本人还观察到虹和太阳的位置与方向是相对的现象。

    无独有偶,文艺复兴时期的欧洲,在1307年已经有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。虽然比孙彦先和沈括晚了几百年,但欧洲却在这个研究方向上深挖了下去。1637年,笛卡尔发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验,得出水对光的折射指数,用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成,而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色。

    现在该牛顿出场了。1666年的英国伦敦,剑桥大学的年轻学子-爱约克·牛顿坐在暗房里,向阳的窗户上挖了一个大约一厘米的小孔,允许一束阳光照进来。他让光线穿过手中的三棱镜,牛顿的心中一阵激荡--他在对面的墙上制造出了一挂人造彩虹,他形容说那是”太阳的彩色影像”。这当然是巨大的成就,因为他把雨过天晴的彩虹用试验的方式实现了,但仅仅是这样还不能称之为划时代的发现。他的与众不同之处在于他还准备了第二只三棱镜,他将第二只三棱镜举起来,使人造彩虹的光线得以通过,结果彩虹消失了,白光复原了。这一发现产生了轰动,牛顿成为一个传奇。

    这是我们熟悉的彩虹的秘密,然而我们今天所说的秘密却不是这个,它隐藏在美丽的彩虹背后,对于我们每一个人来说,它平常到不能再平常,熟悉到不能再熟悉,但一旦揭开来却将惊天动地。在揭开这个秘密之前,我们有必要做一些理论上的准备工作。

    宇宙当中的一切都携着能量律动着。任何物质,只要温度没有低到绝对零度(零下273摄氏度,目前在宇宙中没有发现这样的物质),它就既吸收又发射着电磁波,并且随时改变着自己。这似乎很难令人相信,电磁波是如此普通、毫不起眼,然而宇宙中一切物质的改变都与其相关。

    电子在原子内的某个轨道旋转着,它的旋转拥有着特定的频率(根据量子物理学,微观世界的粒子的位置和时间不能够同时测定,因而有测不准定律)。这时候电磁波照射进来,其中与该电子频率不同的电磁波被吸收,并将其推向高级别的能量轨道,而与该电子频率相同的电磁波则被反射出去。这种感觉就像一个女高音歌唱家唱到高音C时可以把酒瓶震碎,因为她发声的频率与酒瓶玻璃发生了共振。受激电子所处的能量轨道越高就越不稳定,当它从高能级轨道落入低能级轨道时,就会以其特有频率的电磁波向外传播能量。

    事实上,不只是电子在发生能级跃迁时会吸收或者放射电磁波。电磁波的频率范围很大,不同的电磁波产生的机理是不一样的。无线电波是振荡电路中自由电子的周期性的运动产生的;红外线是原子的外层电子受激发产生的;可见光则是内层电子受到了激发;紫外线、伦琴射线、γ射线则是原子核受激发。我们所熟悉的收音机的无线电波的波长能超过十公里,而宇宙射线的波长却只有十亿分之一毫米,紫外线、可见光、红外线、电视机的伽玛射线介于中间。

    按照电磁波产生的方式,可将其划分成三个部分:

    一、高频区(高频辐射区):

    包括x射线,Y射线和宇宙射线。他们是利用带电粒子轰击某些物质而产生的。这些辐射的特点是他们的量子能量高,当他们与物质相互作用中,波动性弱而粒子性强。

    二、低频区(低能辐射区):

    包括长电振荡、无线电波和微波等最低频率的辐射。它们由电子束管配合电容、电感的共振结构来产生和接收的,也就是能量在电容和电感之间振荡而形成。它们与物质间的相互作用更多地表现为波动性。

    三、中频区(中能辐射区):

    包括红外辐射、可见光和紫外辐射。这部分辐射产生于原子和分子的运动,在红外区辐射主要产生于分子的转动和振动;而在可见与紫外区辐射主要产生于电子在原子场中的跃迁。这部分辐射统称为光辐射,这些辐射在与物质的相互作用中 ,显示出波粒两重性。

    1900年,德国科学家普朗克又把光的研究推进了一步,他提出光、X射线以及其它所有的电磁波只能发出一定的分立的波包,他把这种波包称作量子。我们今天把光的一个量子叫做光子,你可以想象走在阳光下,不同频率的光子像雨点一样噼里啪啦的打在你身上,它们携带着不同的能量,频率越高所含的能量越大。这意味着在量子论中,任何给定颜色的最黯淡的光--一个单独光子携带的能量,由其颜色确定,例如紫色光是红色光频率的二倍,那么一个紫光量子是红光量子能量的二倍。光子的能量公式如下:

    E=hv=hc/λ

    λ波长、v频率、h为普朗克常数(6.6260755 X 10^(-34)J·S);c为光速。

    我们需要解释的是,颜色本身其实并不真正存在,只是频率或者波长有点儿差异。是我们的眼睛对不同频率的光做了特别的解释,在主观上创造了颜色,若是换做猫或者蝙蝠,或许完全是另外一种解释了。在长期的生物进化过程中,地球上几乎所有的生物所依赖的光大部分集中在可见光部分,人眼能对0.4到0.76微米的波长的光做出反应,这个部分就是可见光,也正是我们熟悉的彩虹的颜色。相对于电磁波谱的范围,我们所能够直接感知的部分非常小,但仅仅是这一部分,已经为我们的视觉和思维提供了一个奇妙的空间。

    人眼可以辨别出可见光谱中的一千万种区别,当我们看见全部范围的可见光,眼睛就会读出”白色”,当某些光消失时,就会读出”彩色”。当我们看见”红色”,那实际上是电磁光谱中波长为0.0007mm左右的光射进了我们的眼睛。

    不同物体,对不同颜色的反射、吸收和透过的情况不同,因此呈现不同的色彩。比如一个黄色的光照在一个蓝色的物体上,那个物体显示的是黑色,因为蓝色的物体只能反射蓝色的光,而不能反射黄色的光,所以把黄色光吸收了,就只能看到黑色了。但如果是白色的话,就反射所有的色。

    大海为什么是蓝色?树又为什么是绿色的?那是因为当太阳光照射到海面时,折射进海水的那部分光会被海水选择性吸收,波长较长的红光、橙光和黄光,甚至绿光在抵达不同的深度时被海水吸收,并使海水的温度升高;波长较短的蓝光和紫光则被散射和反射,于是大海就呈现出蓝色。当然,这里还有一个问题,紫光波长最短,反射应当最强烈,为什么海水不是紫色呢?据实验表明,人眼对紫光很不敏感,因此对海水反射的紫光视而不见。同理,当阳光照射在树叶上时,树叶吸收了其它的色光,而把绿色的光反射到了我们眼里。

    普朗克不仅对光做了量子假设,还对黑体辐射进行了深入研究。顾名思义,黑体是一种理想的物质,它能完全吸收外界射来的辐射而不进行反射。在某一特定温度下,黑体辐射出的最大能量,称为黑体辐射,一定温度下黑体辐射包括各种波长的一定能量。太阳辐射近似于黑体辐射。

    普朗克辐射定律给出了黑体辐射的具体光谱分布,在一定温度下,单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为:

    B(λ,T)=2hc2 /λ5 /exp(hc/λKT)-1。

    接下来,维恩提出了黑体辐射的位移定律:一定温度下,黑体的光谱辐射亮度存在一个极值,这个极值的位置与黑体的温度有关,当黑体的温度发生变化,辐射极值也发生变化。维恩位移定律说明了一个物体越热,其辐射光谱的频率越高。虽然威廉·维恩提出本定律的时间是在普朗克黑体辐射定律出现之前的1893年,且过程完全基于对实验数据的经验总结,但可以证明维恩定律是更为广义的普朗克黑体辐射定律的一个直接推论。

    光对植物的影响:

    我们在《生命的本质》里探讨过,植物是固体的阳光,是把阳光转变为物质的新陈代谢。地球上的植物每年大约要生产2000亿吨有机物,植物的光合作用就是通过无机物的组合,把太阳能固定在有机物当中,而不是让它随风而去,正是这个过程最终构成了地球上现在的生物链条。

    植物在数十亿年的进化过程中,已经建立了一套完善的监控机制,全球的植物学家都在研究这套监控和反应机制发挥作用的具体方式,现在我们知道植物对于光是有态度的,它并不全盘接受,而是有选择性的。光的颜色和组成、光照强度、光的周期的变化,都会导致植物生理反应和生长发育的重大变化。

    照向植物的一束光,它是由哪些色光组成的,它们的比例是怎样的,对于植物而言是最关心的,虽然它不会表达什么。从种子萌发到抽枝散叶,再到开花结果,植物所有的进程都有赖于光的塑造,这个塑造的过程是复杂的,即便是最高明的植物学家也还是没有弄清楚。

    太阳照射到地面上的波长为300~2600nm,波长在770nm——850nm的是红外光,占太阳总辐射的43%。红外光是太阳光谱中最热的光线,因此又称为热线,红外光可供给植物和土壤所需的热量,但对植物的光合作用没有直接的效用,故称为无效辐射;波长在390nm~760 nm的光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)是可见光,占太阳总辐射的52%。可见光是太阳辐射光谱中具有生理活性的波段,是植物光合作用的活跃区,因此对于植物是有效辐射。蓝光与红光是可见光中最重要的部分,植物光合作用吸收最多的是红光,其次为黄光,蓝紫光的同化效率仅为红光的14%,而绿光,不好意思,几乎被完全的反射了。另外光的强度也影响着植物的光合作用,光照不足时,会导致植物在固定碳的过程中发生能源短缺,关键酶无法充分活化;而当光照太强时,光合活性同样会迅速下降。

    光的角色绝不仅仅是植物光合作用的能源,它还是一种影响着植物生长发育的信号。从种子发芽和脱黄化作用再到营养形态、昼夜节律的开始、基因表达、向地性和向光性,都有着广泛的调节作用,这种光对植物的诱导和调节称为光形态建成。比如说植物的生长发育一般分为红光反应和蓝光反应,叶片增大主要是红光反应;而气孔的开启、叶绿体的分化和运动则为蓝光反应。再比如说蓝光下叶绿素和花青苷含量最高,其次是白光和红光,黑暗和绿光下最低,而且红光效应有时候还能与蓝光效应相互抵消。

    光对人类的影响:

    第一眼看到上面的图画时,你有什么感觉?

    如果让你单独的观察上面某幅图画,你会有怎样的心理感受?

    如果让你数十年如一日的待在上面某幅图画组成的空间,你会有怎样的感受和心理变化?

    问这些问题当然是有目的的,你需要对上述问题有一个深刻的认识,这不仅关系到你自己心理和生理变化,它甚至关系到人类自身的和平和战争,前途与命运,这绝非危言耸听。

    就我们日常的经验,色彩影响着我们的情绪,夏天穿上湖蓝色的衣服会让人觉得清凉,把肉类调成酱红色,会更有食欲。问题是人们为什么会受到颜色的影响?色彩对人的心理情绪究竟有多大的影响?要分析和回答这些问题,让我们从一个故事开始。

    英国伦敦的菲里埃大桥上,常常有人从桥上跳水自杀。由于每年从桥上跳水自尽的人数太惊人,伦敦市议会敦促皇家科学院的科研人员追查原因。皇家科学院的医学专家普里森博士接受了这项任务,但是当他把分析出的答案公布出来时,却引起了轩然大波,甚至有很多人还将他的提议当做笑料来议论。普利森博士的答案是:桥身的黑色是导致跳水自杀人数惊人的原因,

    离奇!太离奇了!没有人会相信这原因,于是普利森的方案被搁置,伦敦政府则继续他们追寻答案的工作,遗憾的是三年过去了,自杀的依然在自杀,原因却是没有找到。无奈之下,英国政府终于有人想起了那个离奇的答案,并试着将黑色的桥身换成了蓝色。奇迹竟就此发生:跳桥自杀的人数当年就减少了56.4%。

    颜色之所以能影响人的精神状态和心绪,在于颜色源于大自然的先天的色彩。心理学家认为,人的第一感觉就是视觉,而对视觉影响最大的则是色彩。人的行为之所以受到色彩的影响,是因人的行为很多时候容易受情绪的支配。蓝色的天空、鲜红的血液、金色的太阳……看到这些与大自然先天的色彩一样的颜色,自然就会联想到与这些自然物相关的感觉体验,这是最原始的影响。这也可能是不同地域、不同国度和民族、不同性格的人对一些颜色具有共同感觉体验的原因。

    这些方面,艺术家可能更具有发言权。诗人歌德说:在纯红中看到一种高度的庄严和肃穆。通过一块红玻璃观察明亮的风景,令人想到“最后的审判”那一天弥漫天地的那种求助,不禁产生敬畏之心。红色由于其庄严安全的特性而被当做象征王权的颜色。纯黄是欢乐而柔和可爱的。蓝色“毫不可爱”,空虚、阴冷,表达的是一种兴奋和安全的矛盾;画家康定斯其认为:每一个颜色是可以既暖又冷的。红色是一种冷酷地燃烧着的激情,存在于自身中的一种结实的力量。黄色从来不代表什么意义,因此它接近一片荒芜,很亮的黄像刺耳的喇叭,令人难以忍受。暗兰浸沉在没有涯际的、包罗万象的深沉严肃中。

    除却艺术的夸张,科学而理性的色彩研究表明,色彩对人的心理和生理都会产生影响,只是这种影响的程度和力度因人、因时而异,似乎不甚清晰。

    红色是一种较具刺激性的颜色,代表热烈、喜庆、大胆、朝气和活力,它给人以燃烧和热情感,但不宜接触过多。在红光的照射下,人们的脑电波和皮肤电活动都会发生改变。过久凝视大红色,会影响视力,易产生头晕目眩,血压升高等症状。人们的听觉感受性下降,握力增加。同一物体在红光下看要比在蓝光下看显得大些。在红光下工作的人比一般工人反应快,可是效率反而低。

    橙色能产生活力,诱发食欲,也是暖色系中的代表色彩,同样也是代表健康的色彩,它也含有成熟与幸福之意。

    黄色象征温情、华贵、欢乐、热烈和活泼,能促进情绪稳定,但对情绪压抑、悲观失望者则会加重这种不良情绪。

    绿色有生命永久、理想、年轻、安全、新鲜、和平之意,给人以清凉之感。令人感到稳重和舒适,具有镇定神经、解除视觉疲劳的作用,但长时间在绿色的环境里,会使人感到冷清,导致食欲减退。单调的绿色,特别是深绿色,容易引起人的幻觉和妄想。

    蓝色是令人产生遐想的色彩,也是严肃的色彩。让人感到悠远、宁静、空虚,若在蓝色中时间久了会使情绪低落。具有调节神经、缓解压力、安定情绪的效果,但会加重精神衰弱、忧郁病的病情。

    紫色是由温暖的红色和冷静的蓝色化合而成,是极佳的刺激色。喜欢紫色的人总在努力做的更好,无论是在信仰、情感或是精神方面。他们渴望知识,热爱读书,考虑别人比考虑自己为先,能交到很多朋友。但一部分人也可能成为自我英雄主义者。

    光对动物的影响:

    光线对于动物影响到底有多深,目前不得而知。因为我们直接的就把除人类之外的一切概括为环境了,而在环境当中,最受重视的往往是人的行为,而不是其他。但还是有动物学家给我们提供了一些资料,下面是一部分光对动物影响的观察。

    有的动物适应弱光的生活方式,称为夜行性动物。有的动物适应较强的光照条件,称为昼行性动物。喜欢光的动物有趋光性,如苍蝇,避光性动物则追求阴影,如蚂蟥、疟蚊等。一场大雨使蚯蚓爬到土壤表面,但只要在短时间暴露在太阳光下就会死亡,这种现象称为光死亡。

    光照能影响动物的行为。鸟类醒来和鸣叫与光照强度有直接的关系,因此在不同季节便有鸣叫时间的不同变化;而幼小的鳗鱼在白天溯流而上,但在夜间就停止回游并且隐藏起来;蝗虫迁飞时如果遇到太阳被云遮住,立即停止飞行,金龟子在日落后五六分钟出现。各种动物的活动行为都与一定强度光的照明有关。

    动物的季节性活动虽然有很多种原因,但光是最主要的因素。在一年之中随着季节的变化,光对动物的形态、生理、生态都会发生作用。例如,鸟类、哺乳类(海豹、鲸、鹿等)、爬行类(如海龟)、鱼类都有季节性迁移的习性,其中候鸟的迁移最引人注意,它们定期、定向,保持严格的季节周期,都与日光照射时间的长短有关。它们的生殖腺受长时间日照后就朝向北方飞行,而在秋季短时间日照下,生殖腺萎缩就向南方飞行。

    鸟类更换羽毛、动物脱毛都与日光照射时间的长短有关。根据试验,将生活在雪地中的雪兔一整年都放在由人工控制短时间日光照射下,尽管温度保持夏季的2l℃,结果毛色仍保持冬季的白色,而不呈现夏季的棕黄色。

    动物是经由身体的表面接受光的热能的,其身体表面都有一定的颜色和结构,就是为了有利于从日光照射中吸取热能,例如高山地区昆虫大多是黑色,因此可以吸收较多的太阳能,同时还可防止紫外线的伤害。许多变温动物(蛇、鳄鱼等)在活动之前必须先晒太阳取暖,然后才开始活动。鸟类和哺乳类动物也常进行日光浴利用阳光取暖,以维持热能代谢的平衡,另外还能促进体内维生素D的合成。

    光对于动物的生长有减缓或促进的作用。青蛙和鲑鱼的卵在有光的情况下,才能正常发育,并且比无光的环境下发育得更快。相反,生活在阴暗环境下的昆虫,在有光的环境下发育迟缓。

    现在,请原谅我不得不再次提到太阳,因为它是太阳系中几乎所有电磁波的制造源头,这种电磁波对于地球以及地球上的生物有着特别的意义。它的电磁波的产生主要源于太阳中心核聚变,源于辐射压和引力坍缩此消彼长的斗争,这种斗争将持续到太阳生命的终结。太阳聚变导致内部辐射压迅即升高,向外膨胀推开物质形成辐射压力波,这个波在太阳辐射区的物质当中传递开去。而太阳核聚变区因为向外做功而导致密度和温度降低,辐射压与引力坍缩最终达成一个平衡点,随后由于引力又大于了辐射压力,物质又开始向内坍缩,并引发新一波的核聚变,膨胀又一次开始了。

    太阳核聚变的核心区域为17.5万公里,从体积上讲,这一区域在整个太阳中所占比例不到2%,但由于密度超高,占太阳质量的比例却达到一半左右。在这一区域的边缘,太阳物质的密度从最中心的160 克/厘米3左右降到了约 20 克/厘米3(略高于黄金的密度),温度则降到了 800 万度左右。那样的环境虽然仍很恐怖,对于氢核聚变成氦核的核聚变反应来说却已低得有些勉强了,在那以外,核聚变反应就基本绝迹了。

    我们假设一个零状态--太阳半径70万公里的内部保持静止状态,当我们喊倒数五个数的时候才开始。5、4、3、2、1,开始!在那个温度达到1500万摄氏度以上,压力达到3000亿个大气压的太阳核心,太阳第一波核聚变正式开始,剧烈的爆炸后辐射压终于超越了引力坍缩,于是强大的冲击波向外推开物质,物质波从核心滚滚向外传递,我们设为B1波。而此时太阳核心对外辐射做工后温度和压力急剧降低,第一波引力坍缩迅即开始,因为之前那一波向外的物质波,这时候太阳发生第二波聚变时坍缩压力会比第一次小,因而其内部的温度和压力会有所降低,第二波发生核聚变的太阳核心区相应变小,向外的辐射压也会减小,同时向外波动的速度还要降低。我们把第二个物质波设为B2波,依次类推……直到各波次的波动次第消失,物质的坍缩压力才会重新放大,这个物质波我们设为Bn。随着时间推移,太阳内部形成复杂的动态。

    在同一个光辐射带中,不论辐射时间是B1、B2…的每个波,波带中最先辐射的那部分光子的能量要比最后辐射的低;而在不同的光辐射带中,辐射光波带B1中的光子能量总体上要比B2的高,光波带的宽度也是B1比B2的宽。按照普朗克辐射以及维恩位移定律,在同一波辐射带当中,最先辐射的那部分光子将更偏向红光,最后辐射的光子将更偏向蓝光。而在不同的辐射波中,第一波辐射在总体上将更多的偏向蓝光,第二波则总体上更多的偏向红光。两个波次之间还会有一个空挡,这个空挡并不意味着没有光辐射,但它的能量强度更多的取决于相邻两个波次光辐射强度的侵蚀和影响。依次类推。

    我们用一个巨大的圆形池塘类比沿赤道做剖面的太阳,在其中心丢下质量大小不同的石块代表核聚变产生的能量,其辐射压就会向外形成压力传递的波;碰到岸边折返的波则如同引力坍缩产生的向心压力。不断的辐射压力造成的向外传递的波与岸边向内的波形成峰谷交叉。当向外的波超越了向内的波时,太阳核聚变烈度降低,对外辐射能量就会减少;当向内的波超越了向外的波时,太阳核聚变烈度升高,对外辐射能量就会增加。

    太阳核心产生的每个波次的光先后向表面进发,这是一个“前有堵截,后有追兵”的艰难困苦的长征。据科学家估算远征的时间需要十七万年以上。

    太阳核心聚变所产生的是百万电子伏特量级的伽马射线,光子的起始能量很大。但太阳辐射区的物质是以等离子态存在,即便是光也无法直接穿越,可怜的光子平均飞行不到一毫米就会遭遇“灭顶之灾”--被带电粒子所吸收,然后它们通过碰撞把一部分能量分给其它带电粒子,几乎同时又重新吐出一个甚至是多个光子。虽然浴火重生的新光子在能量和运动方向上都是随机的,有些甚至“天堂有路它不走,地狱无门却来投”--重新向着核心区飞去。但一来越靠近太阳表面的物质密度越低,对光子的阻力更小,同时核心还有更强的光子追踪而来,所以光子在辐射区中的逃亡路线虽然极度曲折,但最终却是向外。

    光子逃亡过程中这种碰撞的最终结果是,光子携带的能量不仅在逐步传递给外围太阳物质的过程中有所损失,还需要分配给新产生的更多的光子,因而新光子的诞生越靠近太阳表面,其平均能量就越低。这个过程最终导致了太阳目前的表面温度和辐射光谱。

    因为辐射的强度不同,各个辐射光波带所导致的太阳表面温度也必然不同。我们假设B1辐射光波带导致的太阳表面平均温度是6000K,而B2光波带导致的平均温度是5000K。为什么说是平均温度呢?因为从太阳核心辐射出来的每一个光波带,都必然是靠外的辐射部分能量更低一些,越靠近太阳核心则能量更高。这一点不能用小时候玩火的经验了--老师说点着的火柴是外焰温度最高。还是请出普朗克、维恩曲线图吧:

    B1辐射带的辐射极值比B2辐射带的极值更大,极值明显的位于青色光区,而B2的极值则在绿色光区。更强的辐射带甚至会使得辐射极值偏向紫外区,而更弱的辐射带(像图中4000K时的曲线)则会使得辐射极值偏向红光区。总辐射能量(辐射曲线与x轴所包含的面积)发生的变化也很重大,图中B1的辐射能量几乎是B2的两倍。

    而在B1或者B2辐射带中,因为前弱后强的原因,辐射所导致的太阳表面温度也必然会发生围绕平均温度的波动,比如B1辐射带,如果辐射带的中部区域导致的太阳表面温度是6000K,那么辐射带的前部导致的温度将低于6000K,假设为5800K,那么极值就会偏向绿色光区;而辐射带的后部导致的温度将高于6000K,假定为6200K,这时候的极值区域就会偏向蓝色光区。太阳总辐射能量也会随之发生强弱变化,只是这种变化比B1和B2辐射带之间的差异要小的多。

    在我们此前对于太阳的理解和意识当中,只有耀斑和黑子的变动在影响着地球,而且这种影响仅限于宇航器材、电力设施、通讯设施等等。除此之外,日复一日,几乎没有什么变化。甚至很多人还在张罗着测定“太阳常数”,以显示太阳辐射的稳定性。人类有这种表现,是因为太阳辐射的变化远远超出了我们能够感知的时空限制--相对于宇宙、太阳的变迁,生命实在太过于短暂了。

    古人说,“天不变,道亦不变。”但是近代特别是20世纪以来发展起来的科学,通过地质遗迹、树木年轮、冰芯记录等各种各样的考察手段,逐步还原了地球发展演化的历史。人们这才发现,仅仅从地球气候来说,就经历了惊心动魄的演化史。

    “五十而知天命”,中国人耳熟能详,越接近这个年龄的人越清楚,它绝非简单的对于人生短暂的感慨,更不是封建迷信的残余。那是对世界微妙变化的感悟,激进、暴戾、平和、动荡、混乱、颓废,这是历史上不同时期的特征。一个人只有经历了其中不同的时代,他才有可能生发出感悟。遗憾的是这种感悟刚刚产生,人的寿命已经临近终结,一切感悟不免归零,下一代重又开始。《历史可以这样解读》致力于揭开这个惊天的秘密,定性的终结这一切。

    现在我们可以拿起太阳遥控器了。噢!差点忘了介绍一下:太阳遥控器,最新专利产品,拥有多功能的太阳发光调节模式,可以控制太阳发射单色光、复合光,并让太阳色光组成随意变化。这里需要说明一下的是,太阳光是随频率变化的无数种单色光的组合。而现在我们让它按照太阳光谱来发出七种频率区间的单色光--赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

    遥控器的功能很强大有木有?你只能发出“呵呵”了有木有?手提这样的遥控器,站在地球上未免有失身份,且让我们去月球上观察一下吧?!

    站在月球上,你所看到的“蓝色星球”是多么的迷人!那是我们每个人的家,不过还是不要急着吟诗作赋来赞美它吧。请举起你手中的遥控器,按下单色开关,各位看官,会发生什么情况呢?

    这些是你知道的:凡是白云所覆盖的区域,不论什么光线射来都会被全部反射回去,而且白云也将变成射来光线的颜色;蓝色的区域是大海,蓝色的光都被反射了回去;而棕色的大陆,当橙色和黄色光照射的时候,会有部分被反射。这对你我来说都不过是常识,如果连这你都还有疑问,请参阅初中功课读本--物理。

    人所共见的事实背后却蕴藏着大自然的机密,这机密依然人所共知。若蓝色光射向地球,大海会将蓝色光全部反射,而这种情况会导致海洋接受不到足够的阳光能量,从而使得海水温度不能升高。要知道海洋蒸发会带走大量的热量,没有新能量的补充,蒸发就成为了不可能。这时候的全球降水恐怕只能依靠江河湖泊的水分蒸发了,同时全球的气流推动力也将发生重大改变,全部的能量来源必须依靠陆地了。然而海洋和陆地的比例是71:29,陆地、江河湖泊和大海相比根本就不是一个级别,雨水和温暖再也不能够随着气流从海洋来到陆地,于是干旱和降温如影随形。

    你留意了么?图中还有一块棕色的陆地,那是不是正好在你我脚下?据说太空中能看到的裸露大陆就是中国。当橙色和黄色照耀的时候,将被陆地所反射,地面的温度的提升将受到重要影响。

    现在让视野穿透那白云,逼近你我生活的世界,眼前的一幕是不是很赏心悦目?这种图景每每让我联想到古人告别时所说的话:“英台兄,青山不改,绿水长流,咱们后会有期”。先不去关心山伯兄的心境,你意识到了么?江、河、湖泊都是绿色的!当然目光所及,几乎所有的植物也都是绿色的,你可知这样美妙的风景中蕴藏着怎样的风险?

    有了蓝光照大海的经验,现在你知道了,当青光射来,山区因为将光线反射而导致局部气温下降,想来这时候是最容易发生大雪封山等等恶劣情况了吧;而当绿光射来,江河湖泊将绿光反射,也会发生不能升高水温,无法蒸发水汽的现象,于是大河有水小河满,水道沟渠皆不空,江河湖泊所影响的区域性降水会大幅减少;而大海却会因为吸收了大量的绿光而蒸发更多的水分,从而推动全球气流运动,将更多的雨水和温暖带到全球。于是大雨不断,水旱失衡,灾害频发。

    当然,气候的变动不只是受水汽蒸发的影响,CO2产生的温室效应、大气环流的变化、地形地物的改变对于气候的影响也不可忽略。同时水汽蒸发还会导致云量的同步增加,云层对阳光的反射又导致地球接受太阳辐射量的衰减。因而气候是一个非常复杂的多变量函数,而且变量之间也存在相互的直接或者间接的影响。不过即便如此,这一系列的变量当中,阳光是当仁不让的最根本变量。

    而植物又会有怎样的变化?虽然我们准备的关于植物的知识是那样的粗浅,不过对于分析阳光效应来说勉强是足够了。是的,当绿光照射地球时,植物将因为反射了绿光而不能够光合作用,从而失去生机,而由于植物处于地球食物链的最底层,它滋养孕育着地球上几乎所有的生命,植物失去生命几周后,所有直接或间接以植物为食的生命终将灭绝。

    现在轮到紫外辐射(紫外线、x射线、伽马射线等)了,这个光线单独发射似乎有些残酷,现在你必须穿上防化服了,因为紫外辐射不仅有你知道的对生物的照射伤害,它还有诱发生物变异的功能哦!

    这个说法可不是我的发明,生物学当中关于人工诱变的定义就说:诱变一般依靠物理诱变因素和化学诱变剂,而物理诱变因素当中,就包含了如χ射线、γ射线、β射线、中子、激光、电子束、紫外线等,紫外线、χ射线、γ射线正在其中。而你当然不能否认,太阳正是地球最大的紫外辐射的源头,除了日常的弱紫外辐射外,当太阳辐射极值靠近蓝紫光区,甚至若太阳表面温度高到辐射极值就在紫外区时,那时候的紫外线辐射将大幅度增加。人工紫外线诱变尚能发生变异,太阳紫外辐射诱变,有哪一个生物能够幸免呢?

    1970年代以来,对地质年代生物化石的研究成果正说明了这一点,一些古生物学者据此提出间断平衡学说。研究发现,进化史上相当长的时间处于沉寂期,新种的化石很少;有时大量的物种化石集中出现在较短的地质年代,如寒武纪大爆发。寒武纪则距今约5.44亿年前,此前的32亿年中,几乎都是单细胞生物。从寒武纪开始,地球上却突然出现种类繁多的多细胞动物,称为“寒武纪大爆发”。

    首先,如果不是太阳这种生物命运的决定性力量,地球上能有什么因素导致生物大爆发?其次,当太阳强辐射光波B1来临时,辐射极值靠近蓝紫光区,紫外辐射(紫外线、x射线、伽马射线等)的量和紫外辐射的能量会较大;而当B1波的最后部分开始逃离太阳表面时,紫外辐射将达到B1波的极值。B2波也同理,只是B2波中紫外辐射的量和能量会较低些。生物进化长期稳定,是因为太阳紫外线的日常的辐射量不足以导致变异的发生,而当紫外辐射极值来临,只要紫外辐射不足以对生物产生致死的功效,它的能量和规模就决定了自然界生物变异的规模和速度,生物必将在较短时间内迅速成为新种。

    对于紫外辐射,或许还可以有以下的猜想。我们都知道,人与人之间是有差别的。正在播放的《芈月传》当中,嬴荡和嬴稷是同父异母的兄弟,嬴荡的母亲是高雅的公主,所生的儿子却粗大雄壮,力能举鼎;弟弟嬴稷的母亲几乎就是个敢作敢为的野女子,却生了一个文弱书生,这个遗传也太不靠谱了吧!

    另外,即便是同父同母,兄弟姊妹之间也依然有着重大的不同,不仅古人说“一母生九子,九子各不同”;即便是现代人,你若细心观察也依然是如此,没有例外。而且这种现象不独人类,各种动物都有同样的表现。有些个体很强悍,有些则很柔弱;有些个体很聪明,有些个体却比较愚笨;有些很漂亮,有些却丑陋……正是所谓的“万人万面”。

    此前我们关注点都集中在染色体重组和遗传变异上,或许紫外辐射才是真正的诱因。它能随时间和地势发生有无和强弱的变化,可以对所有的生命随时进行覆盖并左右染色体的重组和遗传变异。

    讨论了阳光对于自然界的影响,我们还需要对此前曾经关注过光对人和动物的影响再深入探究一下。因为就我们生活的常识而言,人对于光线的反应会随着时间的不同而由量变产生质变。短时间的清浅的色彩对于人的刺激并不会很强,产生重要效果的情况往往是发生在病人身上--生理或心理失衡情况下经受不住某种光的刺激,而相反的光则会有治疗的效果。我以为即便是面对一个健康的人,随着不同色光照射时间的延长,若这种延长不是按天来计算,而是年,甚至是数十年!不同的色光带给人类的将不再是我们所感知的那种轻描淡写的感受。

    正如我们在《破解历史周期律》当中的分析,中国历史上的不同时期有着不同的特征,而且这种特征在六个周期里都有相应的重复。人类自身表现出激进、暴戾、平和、动荡、混乱、颓废,无不具备。同样是人,同样是华夏的遗传基因,却有着性情上的如此变化,我想除了阳光的作用,再无别的可能。请看下表:

 

    通过本节,我们实现了用自然科学解释所处的世界发生的变化,这个解释不只是针对水和大气运动,也不仅针对植物和动物,人也在其中。如果太阳真的只是发出单色光,你会发现理解这个世界变得非常简单。有了这个基础,我们可以深入而准确的探讨人类社会的发展与阳光之间的关系了,那是由光引发的各种变化的复合状态,这个状态不仅作用于中国历史,也作用于世界历史;不仅作用于现代,也将作用于未来。

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  • 一个月不到,十万次的点击,都是谁在看?看了就没有回音了,呵呵
    2016/4/11 8:45:05
  • 能够将彩虹的秘密弄清楚,将能够正确的理解我们这个世界所发生的一切与阳光之间的关系,而这种关系是缓慢变化的,是我们在常识中最不为留意的部分。
    2016/4/2 23:13:58
  • 访问数字哇哇的上,就是不见有讨论的声音,这是怎么回事?
    2016/3/24 10:39:09
  • 你曾今听说过彩虹的秘密,但其中蕴含着改变这个世界的力量,你想了解一下么?
    2016/3/21 21:08:14
  • 关于文章中的图,最关键的是黑体辐射图,这个图到处都是,可以下载比对。
    2016/3/18 21:00:50
评分与评论 真差 一般 值得一看 不错 太棒了
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草根简介


山西平遥人,70后,毕业于中国计量学院,从事商业和服务业养家糊口。爱好学习,勤于思考,敢于质疑。2015年完成了《历史可以这样解读》,就认识、解读和预测历史找到一个新视角。
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