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因此，天空之所以呈现蓝色，是因为入射光与空气中的气体分子相互作用，从而使光谱中更多蓝色部分的光被散射，最终进入到在地球表面上生活的人类眼中。入射光的所有频率都是以这样的方式散射的，但高频（短波）蓝色光比低频率散射得更多，这种过程被称为“瑞利散射”（Rayleigh scattering），该解释于19世纪70年代被首次提出。约翰·威廉·斯特拉特（John William Strutt）——瑞利勋爵，因发现氩而在1904年获得了诺贝尔物理学奖。他证明了，当光的波长与气体分子大小相等时，散射光的强度与其波长的4次方成反比。波长较短的蓝色和紫色光，比波长较长的光，会散射更多。所以看上去空气中所有分子都会发出蓝光，于是我们身边的蓝色无时无刻都随处可见。
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然而，天空看上去应该是紫色的才对，因为紫色光的散射比蓝色光还要多。但天空看起来不是紫色，原因就在于这个难题的最后一道关卡：生物因素，即我们人类眼睛的设计方式：我们的肉眼对蓝光比对紫光更为敏感。
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天空为什么呈现蓝色，对此的解释涉及了众多自然科学：可见光谱的颜色、光波的性质、阳光照射大气层的角度、散射的数学模式、氮和氧分子的大小，甚至是人类眼睛感知颜色的方式。童言稚语中的一个问题，蕴含了绝大部分的科学。
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注：本文作者尼古拉斯·克里斯塔基斯的《大连接》已由湛庐文化策划，中国人民大学出版社出版。
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世界因何美妙而优雅地运行 103THE BEAUTY IN A SUNRISE瑰丽日出
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菲利普·坎贝尔（Philip Campbell）
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《自然》杂志主编。
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我 第一次因物理学而激动万分，是在一个极为晦涩难懂的情形下，物理学的阐释令我大加叹服。比如，物质的组成、能量和广义相对论的时空，都是极为深邃、美妙又优雅的阐释。
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如今，那些围绕我们身边、被视为理所当然的事物背后，隐藏着强大的阐释，这点更让我深深折服。与此同时，一个日常所见且关乎每一个人的现象，让我更为痴迷。
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太阳，它，如此慷慨
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——赤诚地给予，忠诚地离去
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（从未停下开启眼中之谜的时刻）
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诗人卡明斯（Cummings）在他的抒情诗的开端，歌颂了我们的恒星。这些诗句强调了每天的短暂景象，日出，并将我们人类有意或无意的感觉，和一些可能通过领会经验背后至少三种伟大阐释反而变得更加神秘的谜题，彼此联结在一起。这其中的每一个阐释，都有着本书Edge年度问题所要求的特质：深邃、美妙又优雅。
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如果你关注这些，并像我一样住在北半球中纬度的地方，你就可以知道从家里眺望到地平线的范围，一年当中的日出地点，会在东南部和东北部之间来回移动，随着日出向北移动，白天逐渐缩短，并在冬至之后开始折返。在这个复杂行为的背后，隐藏着一个真理，即太阳是无比忠诚的：我们可以确信太阳每天早上都会在东边某个地方升起。
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就如一件伟大的艺术品一样，不管是何人沉思于伟大的科学阐释，都不会失去它激发人类再度怀有敬畏之心的能力。凭借阐释的力量，那些年复一年、日复一日的日出得以循环往复，地球围绕太阳旋转倾斜，相对于恒星，地球的平均轴向是固定的，这一点归功于仍然神秘的守恒定律。
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