原計(jì)劃給大家直播月球，可是剛升級(jí)的拍攝軟件只要一連接到QHY485C相機(jī)就退出，無(wú)奈放棄了。但我腦袋里突然冒出來(lái)一個(gè)問(wèn)題：我為什么對(duì)黑夜這么有興趣？聯(lián)想我的物理專(zhuān)業(yè)，突然發(fā)現(xiàn)，原來(lái)喜歡黑的不止我一個(gè)，隨著科學(xué)的發(fā)展，物理學(xué)已經(jīng)在“黑暗”中越走越遠(yuǎn)。

在黑暗成為科學(xué)的研究對(duì)象之前，它一直都以邪惡、孤獨(dú)、死亡等負(fù)面形式出現(xiàn)在宗教和文學(xué)作品里?！妒ソ?jīng)》舊約·創(chuàng)世紀(jì)篇記述：……上帝說(shuō)：“要有光！”于是，就有了光。上帝把光和暗分開(kāi)，把光稱(chēng)為白晝，把暗稱(chēng)為黑夜。

我所說(shuō)的“黑暗”當(dāng)然不是文學(xué)筆下的黑暗，而是物理學(xué)上那些看不到或者看不清的東西。在物理學(xué)中，黑暗代表抵抗探測(cè)的物質(zhì)，不會(huì)和電磁波相互影響的物質(zhì)，或者這種物質(zhì)與電磁波以某種方式發(fā)生互動(dòng)，但靠我們目前的技術(shù)手段無(wú)法接收到相關(guān)信息。

黑暗第一次與科學(xué)擦肩是發(fā)生在18世紀(jì)，法國(guó)數(shù)學(xué)家拉普拉斯在牛頓運(yùn)用萬(wàn)有引力公式計(jì)算出來(lái)的逃逸速度的啟發(fā)下，想象在宇宙當(dāng)中有可能會(huì)存在著一種天體，它非常致密，以至于從它自身發(fā)出的光都不能夠從它周?chē)用摮鰜?lái)，他稱(chēng)這種星叫做暗星。

可是就連拉普拉斯自己都不相信暗星的存在，黑暗剛剛走進(jìn)了科學(xué)，就這樣停滯了，而這一停滯就是100年。1862年，物理學(xué)家基爾霍夫將黑體一詞引入熱力學(xué)，黑暗再次走進(jìn)了物理學(xué)。他假想了一種理想物體，這種物體它能夠吸收外來(lái)的全部電磁輻射，并且不會(huì)有任何的反射與透射。

基爾霍夫

物理學(xué)家以此作為熱輻射研究的標(biāo)準(zhǔn)物體。黑體不一定是黑色的（例如太陽(yáng)在某種情況下就可以看做黑體），即使它沒(méi)辦法反射任何的電磁波，它也可以放出電磁波來(lái)，而這些電磁波的波長(zhǎng)和能量則完全取決于黑體的溫度，不因其他因素而改變。

沒(méi)有人能想到，就在“黑”走進(jìn)科學(xué)還不到50年，它就摧毀了經(jīng)典物理的大廈，一門(mén)新的物理學(xué)——量子力學(xué)在“黑暗”中誕生。一場(chǎng)近年來(lái)為大眾所熟知的思想認(rèn)知的巨大震蕩，正是因?yàn)閷?duì)“黑暗”的全新理解，讓人類(lèi)的思想在20世紀(jì)突然加速。

薛定諤方程

從經(jīng)典物理學(xué)出發(fā)推導(dǎo)出的維恩定律在低頻區(qū)域與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不相符，而在高頻區(qū)域，從經(jīng)典物理學(xué)的能量均分定理推導(dǎo)出瑞利-金斯定律又與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不相符，在輻射頻率趨向無(wú)窮大時(shí)，能量也會(huì)變得無(wú)窮大，這種結(jié)果被稱(chēng)作為“紫外災(zāi)變”。

1900年10月，馬克斯·普朗克將維恩定律加以改良，又將玻爾茲曼熵公式重新詮釋?zhuān)贸隽艘粋€(gè)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全吻合的普朗克公式來(lái)描述黑體輻射。但是在詮釋這個(gè)公式時(shí)，通過(guò)將物體中的原子看作微小的量子諧振子，他不得不假設(shè)這些量子諧振子的總能量不是連續(xù)的，即總能量只能是離散的數(shù)值（經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)恰好相反）。

維恩位移定律

生來(lái)就與黑暗緊密相連的黑體逐漸離經(jīng)叛道，普朗克進(jìn)一步假設(shè)單獨(dú)量子諧振子吸收和放射的輻射能是量子化的。愛(ài)因斯坦受到普朗克量子化假說(shuō)的啟發(fā)，提出了光量子，完美地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象。德布羅意在愛(ài)因斯坦的啟發(fā)下，提出了物質(zhì)波……

20世紀(jì)的20年代，是量子力學(xué)一騎絕塵的時(shí)代，我們今天對(duì)于恒星的理解、信息化革命，都發(fā)端于量子力學(xué)。而這一切都源自1862年，基爾霍夫?qū)ⅰ昂凇币肓宋锢韺W(xué)。

關(guān)于“黑暗”科學(xué)的上篇就寫(xiě)到這里，中篇預(yù)告：暗星的正式命名——黑洞，這是20世紀(jì)下半葉科學(xué)競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的一個(gè)領(lǐng)域，敬請(qǐng)期待。

相似的靈魂總會(huì)相遇，我是@郭哥聊科學(xué)，歡迎您點(diǎn)贊、轉(zhuǎn)發(fā)、留言和關(guān)注支持。