海水是無色透明的，而大海是藍色的，為什麼呢？這個在現代人看來頗為簡單、被列入《十萬個為什麼》的問題，在一個世紀以前，科學家們卻搞不清楚，直到一位印度科學家進行深入研究，給出完美答案，他也因此獲得諾貝爾獎……
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1921年夏天，在歐亞大陸與非洲大陸之間的地中海上，一艘豪華輪船緩緩行駛著。蔚藍蒼茫的海面風平浪靜。船尾的甲板上，一個八九歲的男孩與母親正在看海。
「大海為什麼是藍色的？」男孩突然發問。慈愛的母親一時語塞，便向旁邊的一位印度籍中年人投去求援的目光。
中年人蹲下來，牽著小男孩的手，猶豫了一會兒說：「這是因為海水反射了天空的藍色。」
藍色的地中海(網絡圖)
中年人之所以猶豫，是因為男孩所問的問題，他已經關注有些年頭。他計劃本次返航回到印度，便全力研究這個問題。
他叫拉曼，33歲，時任印度的最高學府——加爾各答大學物理學教授。
在加爾各答大學，拉曼正常授課外，抓緊時間進行聲學和力學研究。他的研究成果引起了英國科學界的注意。
當時的印度屬於英國的殖民地，拉曼心中燃燒著熾熱的愛國主義情懷。他認為歐洲人能辦到的事兒，印度人也能辦到。
多年的科學研究中，拉曼對英國物理學家瑞利（注一）關於光的散射（注二）的理論產生了懷疑。
瑞利通過實驗得出一個結論，即太陽光遇到大氣分子後，紅色光大部分被吸收，藍色光大部分被散射，所以天空一般呈藍色；他進一步推斷說，之所以海水沒有顏色，看起來是藍色，是因為反射了天空的顏色。
天空中的藍色是這樣形成的(網絡圖)
不知道是由於從小就養成的對自然奧秘刨根問底的習慣，還是由於研究光散射問題時查閱文獻中的深入思考，拉曼一直對瑞利的推斷——大海反射了天空的顏色而變藍感到懷疑。
這種懷疑，一直持續到他代表印度科學界出席在英國牛津召開的英國大學會議，乘船經過地中海，遇到這位好奇的男孩。為了不讓男孩失望，他便「借」瑞利的話進行回答。
話說拉曼答完男孩的問題後，內心總感覺不踏實。他快步回到船艙，翻閱了相關資料；見沒有結果，便拿出一臺尼科爾稜鏡（注三），來到甲板上，仔細觀察海面。
之所以選用這種鏡子，是因為觀察從海面反射的光線時，可以消去來自天空的藍光，這樣看到的光就是海水自身的顏色。
尼科爾稜鏡示意圖（網絡圖）
「天啊，海水的顏色居然比天空的藍色更深，」拉曼小聲嘀咕著，「原來，藍色的大海根本不是反射藍色的天空，瑞利的話不對。」
眼見為實，拉曼確認瑞利的第二個問題是錯的。可是，由於缺乏更多的實驗設備，他只能按捺住好奇心，準備回到印度再研究。
一路上，男孩的問題一直縈繞在他腦海，揮之不去。
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當年9月，剛剛回到加爾各答大學，拉曼便與助手一起探索藍色大海的奧秘。他用光柵分析海水的顏色，發現海水光譜的最大值比天空光譜的最大值更藍。這進一步說明大海的顏色並非由天空的顏色引起，而是其本身的一種特性。
接著，拉曼通過觀察光線穿過純淨水及冰塊時的散射的實驗，得到許多有力的證據，最終取得可喜的成果。
1922年《英國皇家學會會報》發表了拉曼的一篇論文。文中細緻分析了水分子對光線的散射使海水顯出藍色的原理：太陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光複合而成，從紅光到紫光，波長由長漸短，其中波長較長的紅光、橙光、黃光穿透能力強，最易被水分子所吸收；波長較短的藍光穿透能力弱，遇到純淨海水時，最易被水分子散射，這就是藍色大海的真正奧秘。
論文最後表示，瑞利關於藍色天空的結論是正確的，但對藍色海水的解釋不合理。
探索藍色天空奧秘的瑞利（網絡圖）
拉曼終於用行動告訴世人：歐洲人不一定能辦到的事兒，印度人也能辦到。
讓拉曼更激動喜的是，他在實驗中發現，光的散射這一課題的研究意義遠遠超出了課題本身：它很可能把光學帶到深奧的物理化學領域。
這種信念對拉曼的後期工作帶來兩方面影響：一是把光的散射問題作為加爾各答大學科研活動的主題之一；二是通過各種精巧的實驗研究光的散射，並歸納成一種物理現象。
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此後5年多時間，拉曼與助手一起，全力研究光經過固體、液體和氣體物質時發生的散射現象。實驗中，他們多次改變光源、透鏡、檢測器等，只為證明數據的準確。
1928年2月28日下午，拉曼與助手做了一個在光學上具有重要意義的實驗。他從目測分光鏡裡看到在藍光和綠光的區域裡，有兩根以上的尖銳亮線；這兩根線的波長比入射光頻率更低。
綜合之前實驗，拉曼得出一個結論：光線照射到樣品表面時，物質中的分子吸收了部分能量，發生不同方式和程度的振動，然後散射出較低頻率的光。
拉曼實驗簡圖（網絡圖）
半個月後的3月16日，拉曼在南印度科學協會成立大會上，作了以《一種新的輻射》為題的報告，報告中詳細介紹了實驗過程及理論解釋。不久，英國物理學家普林賽姆提議把拉曼關於光散射的結論稱為「拉曼效應」。這一稱法很快被各國科學家接受。
一石激起千層浪。拉曼效應傳遍全世界，引起國際科學界的高度評價和極大關注。英國皇家學家將之稱為「（十九世紀）二十年代實驗物理學最卓越的三四個發現之一（《今日科學》雜誌）」，美國光譜學權威伍德則認為「拉曼教授為分子結構的研究開闢了全新的領域……」
1928—1937年間，世界上發表了1785篇關於拉曼效應的論文，研究成功了2500種以上的化合物。
拉曼效應的發現，不但為研究物理結構提供了一種有效的手段，也為全世界科學研究開闢了一條新的道路。拉曼因此獲得1930年度諾貝爾物理學獎，成為第一個榮獲諾貝爾科學獎的亞洲人。
據說，獲獎消息是加爾各答一家新聞機構進行電話通知的。當時，拉曼正在實驗室裡專心工作，他的學生接到電話後，衝進實驗室，激動地報告這一消息。
拉曼反應很平靜，只問了一句話：「是我獨享，還是必須與陌生人分享？」
或許，他的思維已經跳到水平如鏡的地中海上，自己正用尼科爾稜鏡觀察蔚藍色的大海……
拉曼像(網絡圖)
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【人物檔案】
拉曼（1888—1970），印度物理學家，因光散射方面的研究工作和喇曼效應的發現，獲得了1930年度的諾貝爾物理學獎，是為第一位獲得諾貝爾物理學獎的亞洲科學家。他也教育家，從事研究生的培養工作，並將其中很多優秀人材輸送到印度的許多重要崗位。1934年，拉曼和其他學者一起創建了印度科學院，並親任院長。
【注釋】
1、 瑞利（1842—1919）：英國物理學家，世界上第一個用科學詮釋「天空為什麼是藍色」的人。原名約翰·威廉·斯特拉特，尊稱瑞利男爵三世。1892年瑞利從密度的測量中發現了第一個惰性氣體——氬；1904年因發明「瑞利散射」而獲得諾貝爾物理學獎。
2、 光的散射：光在傳播過程中，會不斷遇到障礙物，當障礙物的大小和波長差不多的時候，障礙物會有選擇性得透光光線，而使得另一些光的傳播方向發生偏轉，就好像三稜鏡能讓光散開一樣，這個現象叫光的散射。
3、 尼科爾稜鏡：利用光的全反射原理與晶體的雙折射現象製成的一種偏振儀器。