牛津通識課：光 序言與致謝

  因為有光，我們才能看到這個世界。這個顯而易見的事實開啟了一次漫長而引人入勝的征程。在這個征程中，有關自然世界是如何運作的非凡觀點得到了發展，同樣得到發展的還有建立現代科學所使用的工具和方法，從而使我們的征程保持著理論與實驗齊頭並進的態勢。

  光攜帶著有關我們周圍環境的信息，從遙遠的恆星和星繫到我們身體中的細胞，再到單個原子和分子，不一而足。光也是很多能夠提高我們生活質量的技術的基礎：網際網路是由光碟機動的；世界上最精確的時鐘依賴於光；那些最為微小的物體——從單個原子到活的生物細胞——都可以通過光來進行觀察與操縱；至於與光息息相關的圖像和顯示器，更是無處不在。光還揭示了量子世界所有的怪異之處，激發了我們對世界的想像。你可能會驚訝地發現，從人類真正理解光的實質到現在，還不足100年時間。直到現在，我們仍然試圖從這種理解中獲得新的見解。

  這本書探討了人們是如何從無到有地建立起對光的理解，包括光的本質以及光的用途的問題。這是一次偉大的歷程，從古代開始，就有來自世界各地的人為此作出貢獻：從雅典的歐幾里得與巴格達的海什木構想出光線的概念；到美國洛杉磯的西奧多·梅曼[1](Ted Maiman)與日本德島的中村修二開發了新的雷射器；接著通過巴黎的奧古斯丁·菲涅耳[2](Auguste Fresnel)與倫敦的托馬斯·楊(Thomas Young)對光的波動性進行的研究；英國阿伯丁的詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(James Clerk Maxwell)和德國柏林的海因里希·赫茲(Heinrich Hertz)從這些成果中發展出了電磁場概念；並最終由德國伯爾尼大學的阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)與英國劍橋大學的保羅·狄拉克(Paul Dirac)博採眾長，通過一個新的概念——量子場——解釋了這些明顯不相容的概念，即光是如何能夠同時既是粒子又是波的。

  對光的了解每加深一步，都會帶來新的應用。例如，基於對光的折射的理解，用於矯正視力的眼鏡得以發明。在光學領域，科學發現可以很快地轉化成技術得以應用。光對現代世界的影響無疑是巨大的，但是卻沒有得到應有的重視。因此，聯合國指定2015年為國際光年(International Year of Light)，來歌頌光以及它所帶來的一切。

  我想要感謝亞歷克斯·沃爾姆斯利(Alex Walmsley)和拉莎·梅農(Latha Menon)，他們為本書的草稿提出了很多有用的評論，也要感謝我的同事們解答了一些具體技術的問題，還要感謝那些為本書提供插圖的人。愛因斯坦曾經說過，「凡事都應該儘可能簡單，但不應過分簡單」(Everything should be made as simple as possible， but no simpler)。如果在本書中出現了與這個原則相違背的地方，那一定是我沒有盡力遵從愛因斯坦規勸的緣故。

  [1]　Ted是人們對西奧·梅多曼(Theodore Maiman)的暱稱

  [2]　作者誤將奧古斯丁·菲涅耳的名寫作Joseph。