“黑白分明”这个词，是一种错误的比喻

白与黑的区别不在于颜色，而在于反射的光。这些用词(字)都是相对的，而非绝对的。也许自然界中最明亮的物体是新下的雪，它反射了75%的阳光。我们最常接触到的最黑物体——例如，黑天鹅绒——只反射照上去的光的百分之几。“黑白分明”这个词，是一种概念上的错误比喻。“黑”与“白”基本上完全一样，它们之间的区别在于反射了多少光，而非颜色上的不同。

人类中，多数“白”人的白并不像新雪的白(也不像冰箱外层涂漆的白)，而大多数的“黑”人也不像黑天鹅绒一样黑。这些名词是相对的、含糊的、混淆不清的。在美国，几乎所有的人都呈现棕色。我们的皮肤在光谱上，红光一端的反射要比蓝光一端的反射强些。因此，我们把皮肤中含有较多黑色素的人种称为“有色人种”，就像把皮肤中含有较少量黑色素的人种称作“漂白人种”一样毫无道理。

只有在可见光和邻近的频率中，才有肤色反射率不同的区别。在紫外线及红外线的频率范围内，北欧裔和非洲裔人一样都呈黑色。只有在可见光的范围内，一般物体对光呈现透明性，才有不正常的白肤色。在大部分其他频率的光谱范围内，所有的人类都呈现黑色。

—卡尔·萨根

当你从东方的地平线冉冉上升时，你将你的美丽洒遍了每一片土地。虽然你在遥远的地方，你的光仍然普照在大地上。

—阿肯那顿(Akhnaton)

《赞美太阳诗》

(Hymn to the Sun，约于公元前1370年)

在阿肯那顿王统治下的古埃及时代，人们信仰的是一种已不存在的一神教，拜的是太阳。人们认为阳光是神的注视。在那时候，人们认为“看见”这种能力来自眼睛放出的视线。视觉就和我们现在的雷达一样。眼睛放出视线，直接接触被看见的物体。太阳——没有它的时候，除了星光以外，几乎看不见任何东西——射出视线，照明世界，同时让尼罗河谷变暖。按照当时的物理学知识水平，以及那些专诚礼拜太阳的人对宗教信仰的虔诚，把光视为神的视线似乎是一种合理的看法。3300年后的今天，有一个更深奥的，却也更平淡无奇的比喻，赋予了光一个更恰当、更好的解释。

波长×频率=波速

你坐在浴缸中，水龙头开始滴水，假定它每秒向浴缸中滴下一滴水。这滴水造成了一个小水波，以极美的弧形慢慢地散开。当这水波碰到浴缸边时，就反射回来，反射回的水波强度减弱。反射几次之后，水波就看不见了。而在水龙头那一边，每滴一滴水时，就有一道新的水波出现。每当水波冲击到你的“橡皮鸭”（小孩入浴时，往往要带上一些小玩具。以前在美国流行的是一种能浮起来的小橡 皮鸭。现在虽然已经有了许多其他玩具可供选择，可是，橡皮鸭还是成了代表这 些可用来陪小孩入浴的玩具的代名词。——译者注）时，它就一上一下地浮动。很明显，水波高峰处的水位较高，低谷处的水位较低。这水波的“频率”就是在一定时间内，它的波峰经过你所设定的观测点的次数——在我们举出的例子中，每秒钟产生一个波。因为每一滴水可以产生一个水波，产生水波的频率和滴水的频率相同。这波的“波长”就是连续的两个波的波峰间距离——在我们的例子中，这波长可能是10厘米左右。如果每秒有1个波峰经过我们观测的那一点，而波长是10厘米，那么，这波的速度就是每秒10厘米。换句话说，波的速度就是波长乘以频率。

浴缸的水波和大洋中的水波都是“二次元”(或者更准确地说，是二维)的;它们从一点以圆圈的形式向外扩散。相对来说，音波是“三次元”(三维)的，从声波的波源向所有的方向传播。在波峰，空气被压缩了一些，在波谷，空气变稀薄了一点。你的耳朵能测出这些波来。如果这些波峰来的次数很频繁(频率高)，这波听上去就呈高音状。

C261.626Hz(MiddleC) - A440TuningTones

音乐的音声就是音波波峰撞击你耳朵的频繁程度。中央C音(Middle C)代表的是，每秒钟音波波峰撞击你的耳朵261次，我们称之为261赫兹（赫兹(Hertz)是频率的单位，即每秒波的波峰和波谷出现的次数，因发现电磁波 的科学家——海因里希·赫兹(Heinrich Rudolph Hertz，1857— 1894)而得名。比中央 C 音高一音阶的频率是 526 赫兹，高二音阶的频率是 1052 赫兹。——译者注）。中央C音的波长有多少?在海平面，声音的传播速度大约是每秒340米(约每小时700英里或1100千米)。就和浴缸中的水波一样，音波的波长也是波的速度除以波的频率。算下来，中央C音的波长约为1.3米——大约是一位9岁小孩的高度。

声音不因人而异

有些人想出一些古怪的问题试图难倒科学，其中一个问题是:“对天生耳聋者来说，中央C音是什么?”这个问题很容易回答。中央C音的频率还是261赫兹，这是一个极精确、单一的，只属于中央C音的声音。如果你不能直接听到这声音，你可以毫不含糊地借助仪器——音响放大器，或者示波器(oscilloscope)把它显示出来。当然，这和亲耳听到声音的感受完全不同——毕竟这种“听”法用的是视觉而非听觉——可是，这有差别吗?所有关于这声音的信息都清楚地显示在那儿。你可以感受到和弦(chord)、断音(staccato)、拨奏曲(pizzicato)，以及音色(timbre)。你可以认出中央C音来。也许用电子方法显示和亲耳听到的感受不同，可是这纯粹只是一个体验上的问题。即使把像贝多芬这样的音乐天才暂时撇开不论，你就算是全聋了，还是可以感受到音乐的。

这也回答了一个问题:如果有一棵树在森林中突然倒下了，但没有人听到，那么树倒下时究竟有没有发出撞击声?当然，如果我们对声音的定义是，要有人听到，才算发出声音，那么按此定义，这棵树就没有发出声音。可是，这种对声音的定义未免将人类的重要性抬得太高了，重要到宇宙万物唯人类是从。很明显，如果一棵树倒了，一定会发某种声音，我们可以借助录音器将此声音收录在光盘中，并透过音响设备放出。如此一来，这树倒地时发出的声音就会被听到，根本就没什么神秘的。

声音通信范围有限

可是，人类的听觉不是很完美。有些低频率(每秒少于20个波)的声音就听不到了，但鲸鱼却可以用这么低频率的声音来通信(“谈话”)。有些高频率的声音(每秒超过20000个波)，大部分的成人也都听不到，但狗就可以听到(可以用一个高频率的哨子来叫狗)。有许多声音的音域超过了人耳听觉的接收范围——例如，每秒超过100万个波的声音。我们的感官，虽然已经在演化过程中进化成极端敏锐易感，可是还是有其物理上的限制。

我们很自然地用声音来通信。我们灵长类的亲戚们就是这样做的。我们是群居的动物，而且彼此的依赖性很强，所以有必要通信。在过去的数百万年间，当我们的大脑以空前的速度在演化时，掌管我们语言能力的大脑皮层(cerebral cortex)也随之大幅演化，我们使用的字词也因而大为增加。我们能发的音也越来越多了。

当我们还是狩猎者及食物采集者时，我们在计划一日行事、教育下一代、交友、警告他人有危险临头，以及在晚饭后，坐在火边看星星，聊天说故事时，语言必不可少。最后，我们发明了音标的书写方法，可以把我们发的音写在纸上。只要把眼朝纸上一瞄，就可以在脑中听到别人的说话——这个发明在最近数千年中广为流传，使我们几乎忘了，这是一项多么奇妙而伟大的发明!

语言无法立即传播到对方耳中。当我们发音时，我们发出的“行动波”，在空气中以音速传播。实际上，这传播几乎是瞬时完成，不花任何时间的。可是，你的喊声只能传播到一定的距离。很少有人可以用喊声同另一个在100米外的人谈话。

很久之前，世界上的人口还很稀少。我们很少需要同100米外的人谈话。除了我们的家庭成员之外，几乎没有人会走近和我们交谈。在人口稀少的情况下，若有人走近要和我们说话，我们的态度通常是敌对的。民族优越感——把我们自己的小社团，不论组员是谁，都视作比别人都要强，同时对陌生人产生厌恶感——这种对外人的“先开枪再问是谁”（19 世纪美国西部在开拓时，混乱不堪，无法无天，盗贼横行。在盗贼横行的地 方，看见可疑的人，就先掏出枪来，一看情形不对，就先向对方开枪，因此就流 行这句话 Shoot first, ask questions later，类似中国对付无法无天恶霸的“先斩后奏” 法。——译者注）的恐惧，已深植于我们心中。这不是人类特有的习性。所有的猿猴及猿人都有类似的行为。许多其他的哺乳类动物也有类似的行为。这种行为产生的原因，部分就在于语言可以传播的距离太短了。

隔离创造不同的文化

如果与其他的人隔离了太久，我们就会逐渐朝不同的方向发展。例如，其他地区的战士不穿戴在我们这里流行的鹰羽毛饰，而穿戴豹猫皮。最后，他们的语言逐渐迥异于我们的。他们礼拜的神祇名字，以及崇拜的仪式也是我们陌生的，献祭方式也完全不同。隔离能产生不同的文化。稀少的人口(指早期人类发展时期)和限制性极强的通信方式一定会产生隔离。人类科(包括许多已绝种的人类系)——在数百万年前，起源于一个非洲东部的小地区——逐渐流浪，分开，演变成不同的文化，最后，大家都变成了陌生人。

这种趋势的反向扭转——各种族之间重新建立熟识的关系，把遗失了的人类种族重新团聚，把各种族凝结起来——直到最近才开始发生，而发生的原因就是科技的发展。把马变成家畜，可以让我们去更远的地方，或者把信息传播到数百千米外的远方。帆船技术的进步，使我们可以到达地球上最遥远的角落——虽然速度十分缓慢。18世纪时，从欧洲去中国，航行时间长达2年之久。可是，在那时候，双方已经能互相派遣大使，交易经济价值高的物品。当然，对18世纪的中国人来说，欧洲人的奇异程度，就和来自月球的人一样，反之亦然。要把世界真正地凝聚在一起，消除世界地方主义，需要有比马匹或帆船更快的运输科技，同时，运输的价格也要够便宜，使每一个人偶尔也可以负担得起。这类的科技始于应用海底电缆传送电报的发明，以及在同一根电线上以电话通信的发明。无线电、电视，及人造卫星通信的发明，使得这种科技流传极广。

光速通信

如今我们已经能够——频繁地，几乎想也不想一下——以光速通信。从倚赖马匹或船只来传达信息，到以光速传播，信息传送的速度几乎增加了10亿倍。由于一个很基本的理由——已在爱因斯坦的相对论中以公式表明得很清楚了——我们知道以大于光速的速度进行通信是不可能之事。在20世纪，我们就已经到达了这个极限。这项科技威力之强大，影响之深远，是我们目前无法企及的。

我们在打越洋电话时，已经可以感觉到，从我们说话到对方开始反应前有一段空当时间。在这段空当时间中，我们的声音以空气为媒介传到话筒，变成电信号后，通过电线传送到发送站，发送站再用大型碟形天线把微波变成微波柱，传到同步卫星上去，这同步卫星再以它的小型碟形天线，把微波变成微波柱，射到接收站，再变成电信号，经由电线再传到我们的听筒(也许这信息是从半个世界外的远方传来的)，这电信号经放大后，在听筒中振动了一片薄膜，转换成了声音，然后再以空气为媒介，通过极短的距离传到我们耳中，并由我们的耳朵变成电化学信息传到我们的大脑。我们这才了解这信息的含义。

海王星(Neptune)

微波从天线传送到同步卫星的来回时间是1/4秒左右。传送站离接收站越远，这段传播时间也越长。在与登陆月球的阿波罗宇宙飞船通信时，这段空当时间就很长。这是因为光(电磁波)从地球到月球的来往时间是2.6秒。一个位置佳的绕火星轨道的人造卫星发出的信息，要经过20分钟才能到达地球。1989年8月，我们接收到“旅行者2号”宇宙飞船从海王星(Neptune)传来的图片，上面显示了海王星及其卫星呈弧状半环的影像。这些图片以数字方式储存，并以光速传送，也要5小时才能到达地球。这是人类有史以来的最远距离通信之一（阿波罗(Apollo，希腊的太阳神名)是美国在 20 世纪 60 年代登陆月球计划的名称， 所有去月球的火箭都以阿波罗为名。“阿波罗 11 号”是最先登陆成功的宇宙飞船。“旅行者”是行星际探险宇宙飞船。1976 年时，利用地球及所有行星几乎都在同一 平面时的机会(约每 300 年有一次这么同一平面排列的机会)，美国国家航空航天 局发射出“旅行者 1 号”及“旅行者 2 号”宇宙飞船，送去探测太阳系中的行星 及其卫月。直到 1989 年，它们才抵达了海王星。如今我们对太阳系中行星的知识 几乎全部来自这两艘宇宙飞船的探测。现在这两艘宇宙飞船都已远离太阳系中已知的行星，向银河系更深处的星际空间前行。——译者注）。

光波、光子、无介质传播

从许多方面看来，光是一种波。例如，假想光在一间暗室中经过两个平行窄缝的景象。光通过这两个窄缝后，投射在屏幕上的影像如何?答案是:窄缝。更正确的答案是:一系列窄缝影像。这些影像被称作“干涉图像”(interference pattern)。光的传播和子弹不同，光不会经过这窄缝后还沿直线传播。与此相反，光经过窄缝后，以波的方式从这二个窄缝散播出来，向各角度发散。光的波峰射到的地方，就是亮的影像，叫作“相长干涉”(constructive interference);波谷射到的地方，就是暗的影像，叫作“相消干涉”(destructive interference)，这种干涉现象就是光的特性。在码头上，穿过木柱排中两个空隙处的波，相遇时也会产生这种干涉现象。

光子(photon)

可是，光也能像连发子弹一样地传播，我们称之为光子(photon)。普通常见的光电池(比如用在摄影机或光电式计算器中的电池)就是利用的这项原理。光子每撞击到对光敏感的薄面就会释放出一个电子;许多光子就会放出许多电子，形成电流。光怎么能同时又是波又是光子(粒子)?也许我们不应当把光看成我们日常经验里的现象，如波或粒子等，而应视之为我们日常生活中从未经历过的另一种新东西，既不是波也不是粒子:在某种场合下，它显示出波的性质，而在另一种场合下，它也可以显示出粒子的特性。我们可以将这种波和粒子的双重特性看成一种使人类学会谦卑的事实——自然界不是经常按我们人类的习性、癖性或爱好行事的。我们自认为很正常的想法不见得就是大自然的做法。

可是，在许多方面，光和声波很类似。光波也是三维的，上下左右传播。也有一个频率，一个波长，一个速度(光速)。很奇怪的是，光传播时不需要一个媒介(如声音需要空气来传播)。从太阳射出的光，以及从远处星球放出的光，几乎可以穿过真空相隔的空间传播到地球上。在太空中，航天员如果不用无线电通信，就无法听到其他航天员的声音。可是，他们可以很清晰地看到其他航天员。如果他们很靠近，近到两位航天员的头盔都碰到了，他们才可以听到对方的说话（能够听到的原因是，一位航天员发出的声音，振动了头盔的外壳，如果这二人的 头盔接触到了，第一人头盔的振动传到第二人的头盔，他的头盔外壳也振动了， 这振动传到第二人的头盔中，就变成了声音。——译者注）。如果把房间中的空气都抽掉，你就听不见他们叫苦的声音，虽然你还是可以看得到他们在喘气和敲打门窗的动作。

一种颜色对应一个频率

一般的可见光——就是我们平常看得到的那种光——频率非常高，每秒约有600万亿的光波射入你的眼球中。然而，光的速度是每秒300亿(3×1010)厘米(或每秒30万千米)，因此可见光的波长约为0.00005厘米[光速除以频率，即(3×1010)/(6×1014)=0.5×10-4(厘米)]，小到我们看不出来(即使我们确实有办法像水波一样看到光波)。

不同频率的声音，在人耳听来，就是不同音调的声音。人眼对不同频率的光的感觉，就是不同的色彩。红光的频率约为460兆赫兹(每秒4.6×1012个波)，紫光的频率为710兆赫兹(每秒7.1×1012个波)。在红紫之间的就是我们熟知的彩虹颜色。每一种颜色对应一个频率。

问颜色对天生眼盲者的意义，就犹如问音调对天生耳聋者的意义。这个问题唯一的明确答案就是波的频率——此频率可以用光学的方法准确地测量出来。得到数据后，如果我们愿意，就可以将不同音调的乐音或不同颜色表示出来。一位盲者，如果施以训练，本身又对物理有相当的知识，也可以区分苹果的玫瑰红和血液的红色。只要具备一个收集了许多光谱的适当档案，这位盲者也许对色彩的分辨本领，要远甚于一位未经训练的视力正常者。当然，对一位视力正常者来说，看见460兆赫兹红光波时，心中可能会升起一股特殊的感受。可是，除了这种感情上对460兆赫兹光波的感受以外，其余就没有什么不同了。虽然有美的因素，可是并没有其他的任何奇迹。就和我们听不到很高及很低的音调一样，也有些光波的频率或色彩，超出我们的视觉范围。这些看不见的光的频率可以很高(比如，伽马射线的频率就在100万兆赫兹左右)，也有更低的(如在1赫兹以下——每秒波峰的数目少于1的长电磁波)。从高频率往低频率下移，各种光波的名称依序是:伽马射线、X射线(X光)、紫外线、可见光、红外线和无线电波。这些都是可以穿过真空的波。每一种都是和可见光一样的光。

上述的每一种光都有一种与之对应的天文理论。天空回应每一种光的形态都不同。发亮的星星在伽马射线的波段往往是看不到的。而用伽马射线观测台能探测到的，到现在还是谜一样状态的伽马射线爆源（放射性物质(radioactive material)会放出三种不同的射线，伽马射线(γ ray)是 其中之一，另外两种是 α 线(高能氦原子核)和 β 线(高能电子)。后来人们才 知道伽马射线是波长很短的 X 光，如今这名称已经被用来描述所有比普通 X 光波 长短的辐射。伽马射线爆源是最近被研究天文的人造卫星发现的。突然之间，有 许多的强大及波长短的伽马射线来自空中某一地区，大约经过数小时，最多数日 后，伽马射线的放射就突然停止了。就像是爆炸后放射出的一样，爆过一次以后， 同一爆源就不再放出伽马射线。有许多这样的爆源，几乎很均匀地分布在天空中， 没有一定的方向性。这种爆源大约是早期宇宙起源时候形成的天体，可是到现在为 止，科学家依然还不知道这种天体是什么，它还是一个待解的谜团。——译者注），在可见光中就毫无踪影。如果只用可见光去看宇宙(在大部分的人类历史中，我们就是这样做的)，我们就不可能知道天上有伽马射线源这回事。同样的还有X射线、紫外线、红外线和无线电波(以及更为奇特的中微子、宇宙射线源，甚至是引力波源)（中微子(neutrino)是一种质量可能为零的中性粒子，加上物质的反应极小，因此 很难探测。可是它在宇宙中的地位却很重要，它是组成宇宙万物的基本粒子中的 一个。科学家在研究放射性物质放出的 β 线时发现。太阳中心的核反应所放射出 的能量中有 4% 是中微子。超新星爆炸时，大部分的能量都以中微子的形式放射 出来。中微子天文学创于 20 世纪 60 年代，将是 21 世纪天文学的主流之一。20 世 纪初(1941 年)，物理学家在高空上测到高能的粒子，无以名之，乃称为宇宙射线(cosmic rays)。这些高能粒子来自银河系内种种星球的爆炸过程，最强大的宇宙射 线的能量比地球上任何人工制造的高能加速器加速出的能量都要高出许多级。虽 然宇宙射线在宇宙中很重要，可是数目稀少。而且因为能量太高，实验也非常难 做。即使用占地几平方千米大小的仪器，也要很久才能探测到一个。爱因斯坦就 预测，引力波和超新星爆炸、星系爆炸，及宇宙起源有着密 切的关系，可是它的 探测过程十分困难——但仍有探测到的可能性。以上的几种研究都将成为 21 世纪 天文研究的主流。——译者注）。

人眼只感应可见光

我们对可见光有偏爱，甚至是可见光的盲目崇拜者。这是因为我们的眼睛只能看到可见光。如果我们的身体也能放射及接收到无线电波，古代祖先之间的通信距离就可能更长;如果能放射及接收X光，我们的祖先也许就能看到植物及人类或其他动物的内部。既然如此，为什么在演化的过程中，我们的眼睛不会演化到可以看见这些非可见光?

任何物体都会吸收某一频率的光，而让其他频率的光通过。对此，每一种物质都各有其所好。光和化学之间似乎有着一种共鸣。有些频率，例如伽马射线，所有的物质都能不分青红皂白地把这类光吞下。如果你有一个放射伽马射线的手电筒，它放出的光经过空气时就会被空气吸收。从遥远太空来的伽马射线，一进入地球，就被高空的大气吸收了，不能射到地球表面。在地面上，用伽马射线去看天空，天空其暗无比，唯一的例外是在核武器的附近。如果你要看到我们银河星系中心放出的伽马射线，你一定要把你的仪器放到太空去。同样地，要看到X光、紫外线，及大部分的红外线，也要到太空去。可是，大部分物体对可见光的吸收都不太强。例如，空气对可见光来说，真是太大方了，吸收极少。这就是为什么我们的眼睛看到的是可见光，因为可见光可以穿过大气射到我们所在的地方。如果你真的有能看见伽马射线的视力，那么你的这种视力在吸收伽马射线的大气中将毫无用处，世界在你眼里只是一团漆黑。天择自有其道理。

另一个我们得见可见光的原因是因为，太阳所放出的大部分能量，就在可见光范围内。一般而言，一颗表面非常炽热的星球放出的光基本在紫外线范围内，一颗表面寒冷的星球放出的光基本在红外线范围内。可是太阳，从某种角度来看，只是一颗普通的星球，它放出的光基本在可见光范围内。的确，人眼对光最敏感的频率就是黄光，这也是太阳光最明亮的频率。

是不是有这样的可能性:居住在其他行星上的外星人，他们所看见的光的频率和我们大不相同，而在其他的频率范围内呢?我认为这并不太可能。几乎宇宙中的所有元素在可见光的频率范围内都是透明的，而在其他的频率范围内都是不透明的。除了一些表面温度极低的寒冷星球以外，大多数星球放出的光也是在可见光范围内最强。这看起来好像是一种巧合，星球发出的光正好在大多数物质对光最透明的波段。这种巧合不只发生在太阳系中，也发生在宇宙各处。这种巧合来自辐射的基本原理、量子物理，以及核物理的原理。也许偶尔会有例外，但我认为，如果真的有其他世界的外星人存在，他们的可见频率范围和我们不会相差太远（我还是担心一些“可见光沙文主义者”的存在会让以下论调大行其道:像我们这 类视力在可见光范围内的人，自然而然会认为全宇宙(任何外星人)都只能看到 可见光。在我们的历史中流行着各种形式的偏袒行为(例如偏狭的国家主义、民 族主义、男性沙文主义、种族至上主义、某宗教至上主义等)，因此，我有时也会 怀疑自己的这种推论是否有偏袒的成分在内。可是，再三检讨之后，我的结论是， 我的推论出自物理的原理，而非人类的自大。）。

黑白分明的谬误

植物吸收红光及蓝光，把绿光反射出来，因此，对我们来说，植物呈现绿色。我们可以画一个图，显示不同颜色的光的反射强度。有些吸收蓝光而反射红光的物体呈现红色;有些吸收红色而反射蓝光的物体呈现蓝色。如果一件物体把所有的光都反射了，那它看上去就是白色的。对灰色或黑色的物体说来，也是同样的道理。白与黑的区别不在于颜色，而在于反射的光。这些用词(字)都是相对的，而非绝对的。

也许自然界中最明亮的物体是新下的雪，它反射了75%的阳光。我们最常接触到的最黑物体——例如，黑天鹅绒——只反射照上去的光的百分之几。“黑白分明”这个词，是一种概念上的错误比喻。“黑”与“白”基本上完全一样，它们之间的区别在于反射了多少光，而非颜色上的不同。

人类中，多数“白”人的白并不像新雪的白(也不像冰箱外层涂漆的白)，而大多数的“黑”人也不像黑天鹅绒一样黑。这些名词是相对的、含糊的、混淆不清的。皮肤的色素源自一种叫作黑色素(melanin)的有机化合物，这是人类身体的自然产物，来自人体的酪氨酸(tyrosine)，是蛋白质中常见的氨基酸(aminoacid)的一种（皮肤的色素来自黑色素，由酪氨酸经过一系列化学反应后形成。酪氨酸是蛋白质 水解后，溶性最小的氨基酸，同时也是制造人体必需的肾上腺激素、甲状腺激素 和黑色素的原料。氨基酸是蛋白质的基本结构。蛋白质是肌肉的主要组成成分。黑色素是人体为了保护皮肤而制造出的化合物。太阳光中的紫外线会诱发皮肤癌， 而黑色素吸收这种紫外线，因此日晒久后，皮肤变黑，就是人体自我保护的方法。黑人大多数来自赤道附近，阳光强烈的地区。本段的主要宗旨在于论述欧洲，特 别是美国，不应该歧视黑人(肤色歧视)，因为这种做法没有任何科学的根据。—— 译者注）。白化症(albino)是一种遗传疾病:由于身体无法制造黑色素，患者的皮肤和头发都是乳白色的，眼睛瞳孔呈现粉红色。在自然界，白化症动物极为稀少，因为它们的皮肤对太阳几乎没有抵抗力。正因为它们没有保护色，所以白化症动物的生存率不高。

在美国，几乎所有的人都呈现棕色。我们的皮肤在光谱上，红光一端的反射要比蓝光一端的反射强些。因此，我们把皮肤中含有较多黑色素的人种称为“有色人种”，就像把皮肤中含有较少量黑色素的人种称作“漂白人种”一样毫无道理。

只有在可见光和邻近的频率中，才有肤色反射率不同的区别。在紫外线及红外线的频率范围内，北欧裔和非洲裔人一样都呈黑色。只有在可见光的范围内，一般物体对光呈现透明性，才有不正常的白肤色。在大部分其他频率的光谱范围内，所有的人类都呈现黑色（从 很 多 方 面 来 看 ，“ 非 裔 美 国 人 ”( 或 其 他 类 似 名 词 ， 如 “ 亚 裔 美 国 人 ”) 要 比 “ 黑 人”这个名词更为恰当。“黑人”这名词源自西班牙文的“Negro”，意思就是“黑 色”。早期美国把黑人叫作 Negro。现在人们认为这名词带有侮辱性，因而不再使用。）。

花颜魔法师:花青素

阳光是由彩虹中不同颜色的光构成的。论分量，黄光要比红光或蓝光多，因此，太阳略呈黄色。为什么玫瑰花瓣呈现红色?这是因为除了红光外，其他的光都被花瓣吸收了。所有颜色的光都照到了玫瑰花瓣上，这些光在玫瑰花瓣中匆忙地反射来，反射去，最后再反射出来。就如在浴缸中的水波一样，每一次反射，它的波幅就减少一些。蓝光同黄光在历次反射中被吸收的分量比红光要大些。

经过许多次内部的反射后，反射出的红光就比其他的光要多。正因如此，我们才能看到一朵美丽的玫瑰花。在蓝色或紫色的花瓣中，光线反射的过程也是一样的，不同的是红色和黄色的光在多次的反射中，被吸收的分量超出蓝色或紫色。由于这些颜色十分引人注目，因此这些花的名字都带有这些色彩的名称。

在玫瑰花或紫罗兰的花瓣中，吸收颜色的是一种有机物。这种有机物被称作花青素(anthocyanin)。

令人惊奇的是，在酸性液体中，花青素是红色的;在碱性液体中，它变成了蓝色;在中性液(水)中，它又呈现紫色。因此，红玫瑰是红的，因为它的花瓣偏酸性;紫罗兰是紫蓝的，因为它的花瓣偏碱性(我想用这几句话凑成一首打油诗，可是没成功)（作者指的是一首在西方很流行的爱情诗的第一行:Roses are red and violets are blue......——译者注）。

在自然界中蓝色素十分稀有，地球上极少出现蓝色的岩石及沙粒就是个很好的证明。蓝色素的结构一定非常复杂，比如花青素就是由20来个比氢重的元素所组成，并按一定的方式排列的化合物。

生物各自有一套利用色彩的独到方法——吸收阳光，再经过光合作用，从空气和水中制造食物;提醒母鸟雏鸟的咽喉部位;吸引异性;吸引一只传播花粉的昆虫;用来保护及伪装。人类则透过色彩，感受到喜悦及美。这些奇迹之所以会出现，是因为地球上的物理规律、空气中的化学反应，以及自然演化后形成的精致结构。这种结构让人类和环境能够高度和谐地共存。

当我们研究其他的行星时，当我们研究它们的大气或表面的化学成分时，我们依赖的是那些，与浴缸水波差不多的，光波的性质。因为所有我们看到的色彩——在地球上，或者在其他行星上——都和太阳光内的各波长的光如何被反射有关。我们可以浪漫地认为，太阳正抚爱着我们，它是神的注视。但如果你想对此有更深一层的了解，那就把光看成是和浴缸水龙头滴下的水波类似的现象吧。