光譜學

把一塊玻璃稜鏡舉到陽光下，白色的光束就會鋪展成一道彩虹，把一束光分成它所含的眾多顏色。光譜學正是建立在這種「分光」之上的學問：把光按其組成的顏色——它的光譜——加以分揀，看材料吸收或發出哪些顏色，我們就讀到了一種條碼，它揭示出這材料由甚麼構成、內部又如何排佈。

關鍵的事實是：原子、分子，以及固體中的電子，只能持有某些特定數額的能量，而它們與光交換能量時，也只按相匹配的「跳躍」來進行。於是，材料恰好吸收那些能量正好對得上它某個允許跳躍的顏色，並在回落時發出同樣的那些顏色。因此每一種物質都會在光譜中留下一組與眾不同的暗線或亮線。通過選用從無線電波直到 X 射線的光，光譜學能探測從輕柔的分子振動，到原子深處的內層電子的種種情形。

它之所以重要，是因為它是全部科學中觸及面最廣的工具之一：它告訴化學家樣品裡含有甚麼，告訴物理學家固體內部的能級，甚至告訴天文學家遙遠的恆星由甚麼構成，而這一切都無需觸碰所研究的對象。誠實的提醒是：光譜是一種間接的指紋：正確地讀懂它，依賴於知道或建模出那些譜線意味著甚麼，而相互重疊或發生移動的譜線則可能被誤讀。