原子能階

想像一座樓梯，你只能站在這一級或那一級上，卻永遠無法懸浮在兩級之間。原子裡的電子有點像這樣：它們只被允許擁有某些特定數值的能量，稱為能階，兩級之間則什麼都沒有。這是整個物理學中最奇怪也最重要的事實之一，因為正是它使得每一種原子都帶著自己專屬的一套「臺階」。

電子能量低時靠近原子核（最底下那級，稱為基態），能量高時則離得更遠（更高的臺階，即激發態）。要往上跳一級，電子必須吸收恰好合適的能量；要往下落，則必須釋放恰好那麼多。每種元素的臺階間距是固定的——氫是一架梯子，鈉是另一架，鐵又是另一架——所以原子能吸入或放出的能量，只能是那些尺寸精確的「塊」。

這些固定的能階，正是星光得以被解讀的深層原因。當電子在兩級之間跳躍時，它處理的是一個能量精確的光子，而能量決定顏色。於是每種元素都在光上蓋下一組由自身能階梯子所設定的獨特顏色圖案。解開這圖案，你就辨認出了那種元素——隔著一百萬億公里的空蕩空間，無需觸碰那顆恆星分毫。