牛顿微积分了光,启迪我对世界和平光亮的认识;《圣经》帮助我寻找到生命的真光。光映照出生命的特质:每个人有自己的特色、认同,如各色的光多元丰富,当这些生命特质独立照射、互不干扰、彼此尊重,那么社会将如普通「白色光」般光亮...
「神说:『要有光。』就有了光。神看光是好的。」(创世记1:3-4)
「光」是好的,神是良善的神(God is good.)―我相信,好的神一定喜欢把好东西与祂所爱的人分享,并透过分享向世人说话:俗谓「一般启示」(General revelation)。被誉为史上最伟大的科学家英国艾萨克.牛顿(Issac Newton),分享神的好东西―带世人进入近代的「光学」研究。
1670年,牛顿发明「微积分」(本专栏2022/2/16期),受聘剑桥大学,他为了教物理学,进行稜镜实验,将普通的光给「微分」,发现光竟然是由红橙黄绿青蓝紫,七种颜色组成。随后,他又将稜镜微分过的七彩光,再给予「积分」起来,居然可以将七彩光线匯集成塬来的普通白色光。牛顿依他发展的运动定律,认为光的照射是不同颜色的微粒子(本专栏2022/3/22期) 进行直射运动。
一百多年后,另外一位被誉为「世界上最后一个什么都知道的人」之英国科学家、医生、通才的汤玛斯·杨格(Thomas Young),以「双缝实验」(光同时通过双孔洞投射出的波状影像)来证明光绕射是一种波动。自此,「微粒论」与「波动论」争辩光的特质,成为近代物理研究上最有趣的一段歷史。
作为医生,杨格是生理光学创始人。他在1801年研究散光,提出色觉取决于眼睛裡叁种不同神经细胞,分别感受红色(Red),绿色(Green),和蓝色(Blue)光。
后来,德国的贺尔曼·赫姆霍兹(Hermann Helmholtz)改进此理论,指出不同颜色光照射互不干扰,但叠加在一起(「加法混合」)可以产生其他颜色光;因为这叁种色光不能再被分解成其他颜色光,便将RGB叁色光定义为「光的叁塬色」。后来的科学家将这叁塬色光依不同比例和强度混合,每种颜色光各有256阶变化,搭配组合出1,677万 (256 x 256 x 256 = 16,777,216)种光色,让电脑绘製出多变化的彩色图案。
另一方面,颜料之所以会有颜色,是因为吸收了其它颜色的光(称作「互补色」),只反射该种色光所致。
青(Cyan)、洋红(Magenta)、黄(Yellow)叁种最基本色彩是为「色料叁塬色」,可以逐之混合成各种颜色染料;若色料叁塬色一起混合,则会形成近似黑色(Block)。由于色料叁塬色无法混合出真正黑色,实际应用时,往往会加入纯黑色。于是,CMYK为染料四种「基本色」。由于色料具有吸收光线的特性,因此颜料混合后,往往显得暗浊,故称作「减法混合」。
光映照出生命的特质:每个人有自己的特色、认同,如各色的光多元丰富,当这些生命特质独立照射、互不干扰、彼此尊重,那么社会将如普通「白色光」般光亮。反之,如果我们用各式染料涂抹他人,整个社会将变得浊黑,再加上背后那个纯黑之色,这个世界就卧在黑暗之下。
《圣经》,神的「特殊启示」(Special revelation),进一步告诉我们,宇宙间有一「真光」:「主耶稣是那真光,跟从祂的,就不在黑暗裡走,必要得着生命的光。」(约翰福音8:12)。
牛顿微积分了光,启迪我对世界和平光亮的认识;《圣经》帮助我寻找到生命的真光。
(文章授权/潘荣隆)
国立清华大学生命科学系荣誉讲座教授。