原子光譜

當你讓一團熾熱氣體發出的光穿過稜鏡，你得到的不是連續的彩虹，而是一組在極特定顏色處尖銳、分立的明亮譜線。反過來，讓白光穿過較冷的氣體，你會看到同樣的那些顏色缺失，化為暗線。每種化學元素都有自己獨一無二的譜線圖樣，是一種光學指紋，讓天文學家僅憑光就能讀出遙遠恆星的成分。

這種離散性對經典物理而言是一樁深邃的謎。倘若原子是一個微型的太陽系，電子繞原子核運行，那麼按馬克士威電磁學，運行的電子應當連續地輻射能量、向內盤旋，並在不到一秒的瞬間墜入原子核——一路上發出一片塗抹開來的、各種顏色俱全的光。原子顯然兩樣都不做：它們是穩定的，而且只發出某些尖銳的顏色。

這些譜線還遵從驚人地簡單的數字圖樣，迫切地呼喚一個解釋。當解釋到來時，它是革命性的：一個原子只能持有某些離散數額的能量，而當一個電子在兩個這樣的允許能級之間躍遷、釋放出一個其能量恰為兩者之差的光子時，便發出一條譜線。原子光譜因此是物質內部能量量子化的一份直接的、看得見的讀數。