光是一道提問，顏色是它的回答
白光，比如陽光，是各種顏色一齊調和而成的——紅、橙、黃，一路到紫。當這光落在一件物體上，調和裡的每一種顏色都可能遭遇三種命運：被吸收掉、被彈回來（反射），或被放過去（透射）。你最終看到的顏色，就是劫後餘生的那一種。一片葉子看上去是綠的，是因為它喝下了紅光和藍光，把綠光拋回你的眼睛。
所以顏色從來都不是單單*在*光裡，也不是單單*在*物體裡。它是光與物體之間一場談判留下的記錄。要理解任何一種顏色，我們只需問：這種材料的電子答應吸收了哪些顏色，又拒絕了哪些？一切都從這一個問題裡流淌出來。
為何玻璃透明，寶石卻發出光彩
一個電子要想吸下一份光，前提是有一級更高的能量台階正等著它跳上去。在像純淨玻璃這樣透明的絕緣體裡，電子被鎖在各自的座位上，而最近的那級空台階高高在上——隔著一道寬寬的能隙。可見光所攜帶的能量，根本不夠它跨過去。於是電子原封不動地把光打發走，光便徑直穿了過去。正是這份「拒絕吸收」，使玻璃透明。
現在想像一種能隙更窄的半導體。這裡要跳的台階更矮，於是某些顏色的光*確實*正好攜帶著足以把電子托過去的能量。這些顏色便被喝掉，其餘的或透過、或彈回。能隙的大小，調出了顏色：能隙正好卡在紫光邊緣時，只吸收能量最高的紫光，看上去微微泛黃；能隙再寬一些，便吸收不了任何可見光，保持透明；而窄能隙則吞掉可見光裡的大半，看上去發暗。一種材料的顏色，是它光吸收的直接讀數，而光吸收又是它能隙的直接讀數。
紅寶石在這上頭玩了一個美麗的花樣。它大體上是透明的晶體，但摻進去的少量鉻原子，添上了一套私有的能量台階，恰好吸收綠光和黃綠光，卻放深紅光過去。喝掉綠、放過紅——於是這顆石頭便發出那著名的、溫暖的紅光。絕大多數豔麗的寶石與染料的顏色，正是如此：幾個特殊的原子，帶著位置擺得恰到好處、專吃某些顏色的能量台階。
金屬為何閃亮——金子又為何是黃的
金屬玩的是另一套遊戲。它的電子海可以自由晃蕩，沒有什麼能隙要跳。於是當一道光波到來，這片海便隨著它前後搖擺、與之同步，再把光原樣輻射回去。金屬便像一面近乎完美的鏡子——這「彈回」就是它高高的反射率，也正是為什麼拋光的銀、鋼、鋁對所有顏色都明亮如鏡，因而看上去是銀白色。
可金子和銅並不是銀白的——它們是暖色的。原因藏在一處微妙的量子細節裡：在金裡，來自更深一層、已被填滿的電子，能吸收高能量的藍光和紫光，從而躍入電子海。於是金子悄悄吃掉光譜裡藍的那一端，反射出來的主要是紅、橙、黃。一面會吞掉藍光的鏡子，反射出來的必然是金色。婚戒的那抹黃，正是金子那一套獨特電子能量的指紋。
彎折光、放慢光
吸收並不是故事的全部。即便一種材料放光通過，它也會讓光慢下來。光在玻璃或水裡爬行，比在真空裡慢，因為內部的電子會被它帶動而搖擺，溫和地拖拽這道路過的波。一種材料把光放慢了多少，由它的折射率來概括——折射率越高，光被拖得越厲害。
當光斜著進入一種材料、慢下來時，它會彎折——就像一根吸管在水面處看起來折斷了一樣。正是這種彎折，讓透鏡得以聚焦、讓稜鏡把白光扇成一道彩虹、讓鑽石迸出點點彩色火花。不同顏色被放慢的幅度略有差異，這正是稜鏡能把它們分開的原因。折射率與吸收合在一起——一道波在物質內部的全部作為——就是一種材料如何對待光的完整說明。
憑顏色讀懂這個世界
- 寬能隙的絕緣體（玻璃）：可見光無法被吸收，於是穿過——材料透明。
- 中等能隙的半導體，或一點特殊原子：某些顏色被吃掉，其餘反射——一種確定的顏色便顯現。
- 金屬：自由的電子海把幾乎全部的光彈回——明亮如鏡。
正因如此，「把光照在材料上、讀出它吸收了哪些顏色」，是我們在完全不觸碰物質的情況下研究它的最有力手段之一。被吸收顏色的圖樣，是這種材料能量台階的一張條形碼——它告訴我們某種半導體能隙的大小、一塊晶體裡潛伏著什麼雜質，甚至一千光年外一顆恆星的化學成分。顏色，就是資料。
我們一直把光當作電子一份一份地吸收或彈回的東西。但電子是一群，而一群東西可以以出人意料的方式*一齊*行動。在最後一篇裡，我們將見到其中兩個集體把戲——整片整片的電子之洋如同一體地晃蕩，以及捕住光、與一位夥伴結成對的電子。它們帶來的顏色與行為，是任何單個電子都做不到的。