拉曼：探索蓝色大海的奥秘（上）

大海是无色透明的，而大海是蓝色的，为什么？这个问题对现代人来说很简单，并被列在“10万个为什么”中。一个世纪前，科学家还不清楚这个问题，直到一位印度科学家进行了深入研究并给出了完美的答案，他因此获得了诺贝尔奖...

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1921年夏天，在欧亚大陆和非洲之间的地中海上，一艘豪华的船正在缓缓行驶。蓝色无边的大海是平静的。在船尾甲板上，一个89岁的男孩和他的母亲在看大海。“为什么大海是蓝色的？”男孩突然问道。慈爱的母亲沉默了一会儿，然后向她旁边的一个中年印度人投去求助的目光。中年人蹲下来，拉着小男孩的手，犹豫了一会儿说:“这是因为大海反射了天空的蓝色。”

蓝色地中海(网络图)

这个中年人犹豫的原因是他已经注意这个男孩问的问题很多年了。他计划这次返回印度，并将尽最大努力研究这个问题。

他的名字叫拉曼，33岁，是印度最高学府加尔各答大学的物理学教授。在加尔各答大学，除了他的普通讲座，拉曼还花时间学习声学和力学。他的研究成果引起了英国科学界的注意。当时印度是英国的殖民地，拉曼的心中燃烧着强烈的爱国热情。他认为欧洲人能做印度人能做的事。

经过多年的科学研究，拉曼对英国物理学家瑞利的光散射理论提出了质疑。瑞利通过实验得出结论，当阳光遇到大气分子时，大部分红光被吸收，大部分蓝光被散射，因此天空通常是蓝色的。他进一步得出结论，海水没有颜色并且看起来是蓝色的原因是因为它反映了天空的颜色。

天空中的蓝色就是这样形成的(网络图)

我不知道这是由于早期形成的探索自然奥秘的习惯，还是由于研究光散射问题时在文献中的深入思考，拉曼一直怀疑瑞利的推论，即海洋反射天空的颜色并变成蓝色。这种怀疑一直持续到他在英国牛津的一次英国大学会议上代表印度科学界。他横渡地中海，遇到了这个好奇的男孩。为了不让男孩失望，他“借用”了莱利的话来回答。

在拉曼回答了男孩的问题后，他总是感到不安。他很快回到船舱，阅读相关信息。看到没有结果，他拿出妮可棱镜，来到甲板上仔细观察海面。之所以选择这种镜子，是因为当观察海面反射的光线时，可以消除来自天空的蓝光，这样所看到的光线就是海洋本身的颜色。

尼科尔棱镜图(网络图)

“哦，我的上帝，海洋的颜色甚至比天空的蓝色还要深，”拉曼低声咕哝道。“原来，蓝色的大海根本不反映蓝天。瑞利的话是错误的。”

眼见为实·拉曼证实瑞利的第二个问题是错误的。然而，由于缺乏更多的实验设备，他只能抑制住好奇心，准备返回印度做进一步的研究。一路上，男孩的问题一直萦绕在他的脑海里。

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那年9月，当他回到加尔各答大学时，拉曼和他的助手们探索了蓝色海洋的奥秘。他用光栅分析海水的颜色，发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更蓝。这进一步表明，大海的颜色不是由天空的颜色引起的，而是它自身的一个特征。之后，拉曼通过观察光通过纯水和冰时的散射实验获得了许多有力的证据，并最终取得了令人满意的结果。但是...科学从未如此容易地结束。为了实现未来，请密切关注“拉曼:探索蓝色海洋的奥秘(2)”。