微知百科■十个科学关键词与科学的历程( 五 )

早期的科学研究有不少围绕太阳进行，包括太阳光、太阳风、太阳黑子、太阳辐射等。如1870年《自然》杂志第2卷的一篇涉及太阳的文章—天空为何是蓝色的，引发了广泛而持续的研究。

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作者认为也许因为太阳光是橙色的，所以天空中阳光照不到的地方自然会显现出橙色的互补色—蓝色。英国物理学家廷德尔则用“廷德尔散射模型”来解释，即波长较短的蓝色光容易被悬浮在空气中的微粒阻挡，从而散射向四方。但是，如果由水滴冰晶等微粒的散射造成天空的蓝色，那么天空的颜色和颜色的深浅应随着空气湿度的变化而变化，事实上没有。
1899年，物理学家瑞利发表一篇《关于光通过包含悬浮小颗粒的大气的传输以及天空蓝色的起源》的文章，指出“即使没有外来的微粒，我们依旧会有蓝天” 。因为，根本不必求助尘埃、水滴、冰晶等空气中的微粒，空气本身的氧和氮等分子对阳光就有散射，而且也是蓝色光容易被散射。所以，空气分子的散射就可以让天空是蓝色的。但是，瑞利散射的条件是，假定空气是理想气体，空气中的分子都是自由和随机分布的，但事实上空气并非自由的气体。
1910年，爱因斯坦以当时刚刚发展的熵的统计热力学理论证明，哪怕最纯净的空气，也有密度的涨落起伏，而且还有不可消除的杂质。但是，空气本身的密度涨落也能散射，也是蓝色光容易被散射。而且，密度涨落的散射，不多也不少，正好能产生人们看到的蓝天。
所以，由《自然》杂志的文章提出的问题通过科学家们的接力，最终完成了对涉及阳光的蓝天的科学解释。诺贝尔物理学奖也有关于太阳研究的成果， 1967年的诺贝尔物理学奖授予对核反应理论的贡献，特别是关于恒星中能源的产生的研究发现；1983年的诺贝尔物理学奖授予有关恒星结构及其演化的重要物理过程的理论研究。