关于光的故事可谓年代久远了、我们先谈谈关于光的遥远的过去的故事是怎么影响地球生命的？根据现代天文学的对宇宙起源的的“宇宙大爆炸”理论及天文观测模型分析等目前我们对宇宙的年龄定格为138.17亿岁、然而宇宙起源及其初期演化是一个及其复杂的过程

因为宇宙从无到有、万物从无到有、时间空间从无到有…一切均从138.17亿年那个无穷小的而蕴含巨大纯能量的点开始、想想这些已经颠覆了我们的常识。是的、不过科学和客观规律不是用我们那不准确的感官去衡量的、自然就是这样神奇、宇宙就是这样神秘、但在科学家的努力下人类文明科学或许能一步一步揭开宇宙的面纱！

当宇宙诞生38年之后、第一束光终于在宇宙中驰骋、此前宇宙仍然处于混沌的黑暗、因为此时宇宙中第一批恒星开始形成、也标志着宇宙“诞生”成功及宇宙正式进入光明阶段、至今一批批恒星燃烧殆尽、核力与引力的平衡被打破、最终其恒星质量的不同、分别进入不同的演化方向：演化成黑洞、中子星、白矮星、超新星等、其中超新星爆炸对于生命的诞生和众多元素的形成起到了决定性的作用、可以说我们是上一代超新星的孩纸、而现在的太阳是我们的第二母亲！

这些都是由“光电效应”的结果、恒星才能持续的为宇宙提供光和热、并首先由20世纪最伟大的科学家阿尔伯特-爱因斯坦首先提出理论及证明、也从此把人类对光的认识彻底颠覆！

当36亿年前、第一批/个生命原始体在海洋中诞生时、光对生命的进化起到至关重要的地位、倘若没有太阳或许不会有生命的诞生更不会有我们今天的眼睛来感知世界、因为日夜交替的光让生命从海洋中进化出了特殊感知光的细胞从而最终进化出了对可见光感知的眼睛！

因此光也是是我们获取外部世界的第一感官、维系着我们对宇宙世界的感知、有了光我们才能看见周边的世界也才能看见一闪一闪的星星，探寻未知的世界、探寻宇宙的奥秘！

那么光是什么呢？

首先肯定的是所有的光都是一种电磁辐射即电磁辐射并把所有的光统称为电磁波、并由光之父：麦克斯韦 研究成就而揭开了光的这些本质！

简单说组成我们熟说光线的光子是由能量的最小单位光量子构成，光子也是基本粒子、没有严格的大小、不能被分解或者说一个光子不能被“打”散、只能产生和被吸收（例如封闭的房间内射一束光并关闭光源：光会在被墙多次的反射和吸收最终消失（当然对于人眼的感官来说这个光电效应的时间是极短的、也因此感光上不是很明显）），这也就是光的粒子性。

图注：光在镜面间遵循严格的入射和反射路径，这是粒子流的特点

同时光也有波动性、即光存在波粒二象性、推广开来严格的说所有物体物质还是如光等均有波粒二象性、只是对于像太阳、地球这样的大体积质量的物体波动性非常微妙几乎可以忽略研究也没多少实质性的意义、主要还是研究微观粒子！ 

图注：光的双缝实验以及得到的明暗干涉条纹。这一著名实验证明光具有波的性质

图注：2004年，科学家利用持续时间仅约250阿秒的光脉冲作为相机闪光源，成功拍摄到可见光的单个波形图像，从而首次捕捉到了光波在空间中运动的图像，这在以前是不敢想象的 

在我们生活中或者平常所说的光一般指可见光、即我们肉眼可见波段范围内的光、然而我们肉眼能见的光只是整个电磁波频段的一小部分、是电磁波家族的一个小众成员。

不同的电磁辐射有不同对应的频率和波长、其中伽马射线波长最短、因此携带的能量也是最强的、比如超新星爆炸时所释放的伽马射线爆那可是相当的恐怖呢、有效能量传递范围所到之处必定是毁灭性的、那么它的波长有多短呢？伽马射线的波长不足10皮米、比氢原子小很多！大约是10的负11次方米、不知这个长度的概念你能想象吗？

而可见光就比伽马射线的波长的多、介于400~700纳米之间（1纳米=10的负9次方米）与一般细胞细菌相当大，然而似乎还是很小啊对吧？

那么我们来了解下长波的吧？

射频电波的波长可以达100公里以上、目前已知最长的射频电波超过100000千米、是地球最大周长40000千米的2.5倍，额…这个这个是不是太长了？以我们熟知的1cm作为对比的话长波10万千米与短波10皮米相较的话、10万千米还真不长呢。

不管它们波长如何、从物理学的角度来看、这些电磁波都是一样的、都同时具有波粒二象性、都以光速传播、仅仅是其波长、携带的能量和信息不同。对于可见光有没有什么不同之处呢？其实呢没有、唯一不同的就是它能刚好被我们肉眼光敏细胞所感知而可见、当然这也是前文提到的生命进化的结果、这或许正是因为可见光波段是所有电磁波中在水中最容易传播光、所以生命眼睛的诞生与此关联很强进化出来的眼睛也就刚好是可见光波段的。

那么光是如何产生的呢？

简单讲当原子或分子从高能态转化到低能态时便会发生跃迁而产生电磁波、不同原子不同能级会发生不同的能量跃迁、故产生不同频率的波段的电磁波而组成了整个电磁波家族、电磁波就是这个过程中原子或分子失去的能量。由此可见想要做一个绝对的能量守恒实验是不可能的

光是如何传播的呢？

从微观角度：当原子中的电子从激发态跃迁到低能态时会散发到多余的能量、此时便会发成可见光，同样外部光也会“击中”电子、能量被电子吸收从而使电子高能量状态

从宏观角度：这样的低能到高能是循环往复的、变化的电子能量便会产生对应的震荡磁场、而磁场也会产生与之垂直的电场，电场和磁场在空间中互为介质交替前行传输能量、信息、关于这些光产生的信息，故而天文学家们可以同光谱分析夜空中各类天体的组成元素等等…想想这是多美好的、坐在地球上就能通过电磁波知道无数天外的秘密！

图注：光波谱区及能量跃迁相关图

 你关注最多光的问题就是：为什么光速是宇宙中传播最快呢？

首先呢强行科普：

1、早期宇宙暴涨时空间膨胀的速度会大于光速、从而你也就不用懵了：宇宙诞生138.17亿年可是为什么已知宇宙为什么最大哈勃体积是直径是960亿光年了…很无语某些人在这做文章…

2、所谓时空穿越、虫洞等方式均不是真正的超光速、很简单：在穿越那个虫洞时让一束光和你同时穿越看看你有没那束光快呢？对比也要有对应的参考量

目前光速测量值为c=299792.458±0.001km/s，速度是一个天文数字同时也是一个极限速度更是一条基本定律，任何静止质量为零的都会以光速运动前行、并且没有加速过程、可以理解为天生就是这个速度、故而当光产生瞬间其速度并不是从0加速到C的、而是从产生时就是以光速传播！

你猜中了开始没有猜中结尾、目前我们只知道为什么光速是极限速度、但是不知道为什么这个极限速度是光速？而不是N倍光速呢（N＞1）？或许现在能告诉你的就是这是宇宙的基本定律、没有为什么！

变化的电子能量便会产生对应的震荡磁场、而磁场也会产生与之垂直的电场，电场和磁场在空间中互为介质交替前行、这个速度就是C=299792.458±0.001km/s

附加一点：上面有提到静止质量为0的粒子、那么非如此便会受到狭义相对论的制约、故而其运动速度会远低于或仅可无限接近光速不可等于光速C更不会超越，即便是以0.9999…C运动光源发出的光也依然是光速…这就是光速不变原理。

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图片：NASA，百度图片，部分见右下角水印

部分数据：参考百度百科/维基百科、NASA/ESA等

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