第一章-看不见的磷光
1.黑光的分裂
1896年，伦琴在x射线上的研究成果问世，这使我决定立即发表一篇关于某些能穿透物体的特殊辐射的笔记，以便确定出版日期的先后顺序。我研究这些辐射已有两年时间，与任何已知现象都没有联系。我称它们为“黑光”，因为它们有时表现得像光，但仍然不可见。
当时我还没有来得及把这些辐射分开，它们由三种截然不同的元素组成:(1)阴极射线家族的放射性粒子;(二)波长大的辐射;(3)不可见磷光辐射。我已经在《物质的进化》中阐述了我是如何区分这些不同元素的顺序的。
所列举的三类辐射中的第一种与阴极射线和放射性辐射是相同的，现在给它们起一个特殊的名字是没有用的。因此，我只把它命名为黑光:(1)某些磷光体发出的看不见的辐射，这在我研究之前是完全不知道的;(2)大波长的辐射，属于光谱的红外部分。这一地区早已为人所知，但其大部分性质却一直被忽视。在我研究之前，并没有想到这些辐射可以穿过大量的人体，可以在黑暗中瞬间拍照，并且具有非常特殊的生理作用。
上面列举的第一类辐射与普通光的组成相同，唯一不同的是它们的不可见性。将它们与红外线一起命名为“黑光”，就完成了不可见辐射的连续范围。
因此，黑光包括:(1)由某些磷光体发出的不可见光;(2)不可见的红外光，它在太阳光谱中可达5微米，因此其范围是可见光谱的十倍。
现在我将研究由看不见的磷光构成的黑光的划分。
2.不可见磷光的历史
当我在1899年和1900年发表本章所要描述的实验时，它们在物理学家看来是如此惊人，以致于他们宁愿不相信。然而，要验证其中最基本的东西是极其容易的，只需要50生丁的钱和几分钟的时间就可以了。然而，我现在知道，有几个人重复了这些试验，但由于对试验的成功感到惊讶，他们不愿谈论那些显然无关紧要的结果，因为官方科学并没有把它们奉为圣物。即使在今天，在一些物理学论文中，人们还是非常谨慎地注意到它们。因此，例如，一位著名的学者，巴黎医学院的物理学教授M.盖里尔在对这些现象作了总结后说:“这些影响几乎是非凡的。但是，没有理由把它们放在一边，因为与辐射有关的现象当然还不是所有人都知道”(《体质生物学》，第11卷，第261页)。这句话至少说明，如果发现新事实有时是困难的，那么让它们被承认就更难了。
我所发现的不可见的磷光具有以下现象的特点:(1)磷光体在光照射下可保持18个月左右的时间，能发射出具有折射和偏振能力的不可见辐射，并能在感光板上留下印记。这些辐射的光谱与光的光谱类似，唯一不同的是它的不可见性。在这18个月结束时，身体不再有任何明显的辐射，而是无限期地保留着一种残留物，这种残留物可以通过投射在其表面的暗红外辐射而被看到。
这些现象是完全不为人知的，没有任何理由可以预见到它们。毫无疑问，从古至今，人们都知道许多物体会因受热而发出磷光，因此，自从它们的地质形成以来，就保存了一种磷光的天赋，这种天赋一受热就会出现。但由于这些物体在被加热前在黑暗中绝对不会发出任何辐射，所以它们不会产生看不见的磷光。它们通过加热所显示的是一种非常明显的磷光。
贝克勒尔和贝克勒尔虽然对磷光进行了长期的研究，但对不可见的磷光现象却一无所知。他们从来没有想到，在漫长的几个月里，被光照射过一分钟的物体会在黑暗中自发地发出看不见的辐射。E.贝克勒尔知道，正如广顿所观察到的那样，磷光硫化物在日晒后加热一段时间，会在一瞬间再次发出微弱的光，因此他认为，自发辐射很快就会停止，必须加热才能排出存留下来的微弱磷光残留物，但据他说，这种情况不会持续太久。此外，这也是他在《光》一书(第1卷，第52 - 59页)中所说的:“当这些物质暴露在阳光下，并被置于极暗的黑暗中很短的一段时间——比如说3或4天——它们几乎完全失去了立即发光的能力。因此，辐射作用所获得的修饰只在磷光体中保留部分并在一定时间内，然后消失。”
这种不受温度影响而产生的自发的看不见的辐射就这样逃过了这位杰出的物理学家的注意。“辐射作用所获得的修饰只保留一段时间，然后最终消失”的说法是完全错误的。我们将看到，光照射在磷光体上的部分修饰被无限期地保存下来，甚至在它们停止发出任何看不见的磷光之后，但这只会在大约18个月结束时发生。
不可见的磷光有两种形式:(1)可见光磷光之后的一种;(2)在它前面的一个。它们都可以很容易地转化为可见光。
3.不可见磷光的性质
在可见光之后的不可见的磷光构成了最不为人知和最奇特的光形式之一。在我做实验之前，很难预见一个物体在阳光下暴露一分钟，然后在黑暗中放置18个月，它会不停地发出与光相同的辐射，而与光的区别只是完全不可见。
大多数被光照射的物体有时在很长一段时间内保持发出能在照相底片上留下印痕的暗辐射的特性。但只有那些能够首先获得磷光的细胞，这种现象才能得到最好的研究。
首先，我做了一些实验，通过这些实验我确定了这样发出的光的性质。
(1)辐射的持续时间和辐射强度的变化是时间的函数——将粉末中的硫化钙放在两条玻璃条之间，暴露在光下几秒钟，然后转移到放在一个柜子的抽屉里，放在一个在实验过程中没有光线穿透的黑暗房间里——也就是说，几年。24小时后，屏幕完全变黑。不用从暗室拿出来，就把它放在照相底片上，底片下面放一个明胶溴化板。仍将这样构成的体系置于黑暗之中，观察到以下情况:
在日晒三天后，底片在两小时内就能得到一张非常有力的照片。15天结束时，暴露时间必须达到12小时;25天后，30小时;6个月后，40天。18个月后，经过60天的曝光，仍然可以获得图像的痕迹。
以上证明了暴露在太阳下两秒钟所产生的剩余电荷经过18个月才逐渐消失。
(2)直线传播和折射——直线传播和剩余暗光的折射实验如下:
用溶解在copal清漆中的硫化钙涂覆的雕像暴露在光下几秒钟。在它完全变黑的三四天之后，它被放在一个地窖里的一个照相的暗室里，阳光从来没有进入过那里。聚焦已经事先安排好了。通过使用大光圈人像相机，通过8到15天的曝光，我们可以获得与日光下拍摄的照片一样完美的图像。阴影根据操作者的意愿而变化，因为它们只取决于在日晒期间给身材的位置。
(3)偏振——这种暗光的双重折射和随之而来的偏振通过以下实验表现出来:在以前使用的相机的光学系统中引入一条冰岛石，用两根十字形的玻璃管代替雕像，填充硫化物，固定在事先确定的地方，以获得良好的聚焦。通过像以前一样工作，在硫化物停止发光的几天后，我们在十字的一个前任上看到两个部分重叠的图像，其中的强度比没有复制的部分低一半-这与理论相符(图26)。
同时，这个实验也证明了不可见辐射的发射，它们的直线传播，它们的折射，以及它们的极化特性。
(4)发射光线的组成——在前面的实验中获得的图像的完美清晰度已经证明了透镜对暗光线的折射率与对可见光的折射率相同。如果不是这样，普通光对不同波长的光线的初步聚焦就不可能精确，特别是使用人像相机时，其焦距几乎为零。但这只是一个迹象。要确定活性射线的组成，就必须用棱镜把它们散射，然后给它们拍照。这个实验无法实现，因为为了获得相当清晰的棱镜光谱照片，必须使用一个非常细的狭缝，它几乎吸收了所有的光。这一困难已经通过使用人工光谱解决了，该光谱由固定在无色冠形玻璃上的彩色玻璃带组成。该光谱首先在感光板上暴露于普通光下，显影后的图像与将人工光谱插入硫化物暗屏与感光板之间的连续图像进行比较。这两种情况下的图像是相同的——也就是说，从红色到绿色的图像为零，而在蓝色玻璃下的图像则非常强烈。
从这些实验中我们可以得出这样的结论:(1)在可见的太阳光和暴露在发光辐射下的物体发出的暗光的成分是相同的。第二种电磁波与第一种电磁波的区别在于它的不可见性，这是由于发射出的电磁波的振幅很小。(2)这种残余的不可见的光会持续很长时间。
4.自发辐射停止后磷光能力的持续-不可见磷光转化为可见磷光
我们刚刚看到，某些磷光体可以连续18个月发出看不见的辐射，但当辐射完全停止的时候到来了。我们现在将看到，那些在长时间的辐射之后似乎已经失去了所有能量的暗体，却无限期地保留着某种剩余的磷光。我们可以让某些看不见的辐射落在这些物体的表面上，使它随时可见——例如，在黑暗中呆了10年之后。然后它们就会发出明亮的磷光，可以在暗室里拍几分钟。
我第一次注意到这个事实是用硫化钙滤网做的，我以前的实验用的是硫化钙滤网，在18个月结束时，即使在曝光6周后，它也不再产生照相印痕。然后，他们被抛在了黑暗中，10多年后，他们仍然处于黑暗中。
让我们在黑暗中把一个这样的屏幕装进一个底片托架里，在玻璃上盖上一张黑纸或一盘黑胶纸，这些物体对普通的光是不透明的，但对波长很大的暗辐射却是非常透明的，正如前面所展示的那样。让我们把这个盘子在石蜡灯下暴露20或25秒，然后把它放到黑暗中打开检查。我们会发现，在看不见的辐射的影响下，多年来一直黑暗的屏幕变得明亮起来。它的磷光足以在两到三分钟内通过接触产生照相印象，而在此之前，它在6周后不会产生照相印象。
这样产生的磷光很快就消失了，但是在一定的时间间隔内，用同样的萤幕可以重复实验50次以上——也就是说，在不确定的年份里。自然会有这样一个时刻，磷光的残余被这些连续的实验耗尽，黑暗的射线将不会产生任何效果，除非屏幕再次受到太阳的照射。因此，这实际上是一个有限剩余电荷的情况，它不会自发地更新自己，但我们可以无限地保留它，直到耗尽它。
许多物体都具有这样一种特性，即获得剩余的光，其中一部分会自动消失，而另一部分则无限期地保存下来。其中一些物质，如钙和硫化锶，仅仅在波长很大的暗辐射的影响下，不可见的余光就可能变为可见，即使暴露在这些辐射下的屏幕保持在非常低的温度下——例如，在两个满是冰的一厘米厚的玻璃槽之间。因此，热不能被认为是这种现象的原因。注意这一点是很重要的，因为如果我们把温度提高到30°c，热本身也可以产生同样的效果。此外，热产生的作用与暗辐射产生的作用是非常不同的，就像现在将要展示的那样。
上述实验对几种磷光硫化物，尤其是钙的磷光硫化物，均取得了很好的效果，但对硫化锌则完全没有效果。这其中的原因，我将在别的地方再说，就是大波长的辐射，虽然能够破坏这种硫化物的磷光，却完全不能激发它。硫化锌和其他硫化物一样，会无限期地保留残余电荷，但这种残余电荷只能在接近100°C的温度下排出，而暗红外线则完全不能排出。
还有许多其他的物体，例如钻石，可以无限期地保留残留的磷光，这些磷光可能是通过加热而不是红外线才可见的。一颗巴西钻石暴露在阳光下会产生磷光，但这种磷光很快就会消失;但它保留了一种看不见的磷光，几年后将其加热到200°C就可以看到。
不需要做一点准备工作就能完成前面的磷光屏实验，更简单的方法是把硫化钙放在一个管子里，在日晒后，把管子放在一个盒子里，盒子里盖上一层橡胶纸，或者更好的方法是盖上一层涂有所谓日本清漆的玻璃，厚度足够太阳透过它看不见(1)。24小时结束时，硫化钙不再发光。但如果放在黑暗中，当上面所说的看不见的辐射落在它的表面上时，它就会无限期地保持发光的能力。
(1)为了得到所需的厚度层，在玻璃周围放一点凸起的纸板边框。该层可以是任何厚度。我观察到，一厘米的厚度很容易被红外辐射穿透。太厚的衣服唯一的不便就是需要一个多星期才能干。然而，1毫米的厚度就足以给眼睛一个绝对的不透明度，可以把它放在眼睛和太阳之间来测试。]
为了证明这一点，我们只需要将装有硫化钙管的盒子暴露在石蜡灯下一分钟。之后在黑暗中打开它，就会看到管子已经变得发光。我在本章开头提到的就是这个非常简单的实验。
为了使前面的实验更有说服力，我在一个大纸箱的底部放了一些涂有一层硫化钙的浅浮雕，溶解在青铜清漆中。这个盒子被放在黑暗中。如果在以后的某段时间里，把它暴露在灯下两分钟，仍然是关闭的，然后在一个黑暗的房间里打开，雕像就会发光。该操作可在日晒几周后进行。
到目前为止，我们一直用可见的辐射穿过不透明的屏来激发熄灭的磷光，这使它们变得不可见。但是这种形式的实验允许我们假设可见光能够通过盒子上的一个缝隙照亮硫化物。我们现在要压制一切可见的光源，把观察者置于完全黑暗的环境中，在这种黑暗中，在他的眼前逐渐出现一个没有任何可见光线接触过的发光雕像。
尽管这个实验非常引人注目，但它却是最简单的，而且很容易从上面所说的推导出来。完全理解了我的解释的读者马上就会明白，如果我们把灯关在一个不透明的盒子里，而不是把雕像关起来，结果也会是一样的。具体操作如下:—
在一个黑暗的房间里，或者，如果你没有一个，在晚上，上面描述的暗灯，不允许可见光通过，被放在桌子上。在它的前面是一个涂有硫化钙的小雕像，它已经在黑暗中放置了好几天，因此没有磷光的痕迹。一切都准备好了，观察者看到，在一两分钟后，雕像从黑暗中亮了出来。
这个实验是非常奇特的，总是给观众留下生动的印象。事实上，看到灯的暗辐射，加上硫化物的暗辐射，产生可见光是非常奇怪的。这几乎与著名的菲涅尔干涉实验相反，在那个实验中，光加光产生黑暗。在我的实验中，正是黑暗加上黑暗才产生了光明。
这样得到的光不是很鲜艳。然而，这足以使一个雕像的照片曝光40分钟，并在适当的人像相机之前放置。当然，在整个操作过程中，那盏暗灯一直放在雕像附近，因为如果把它拿走，磷光会在不到一分钟内自行熄灭。图28给出了通过这些方法获得的小雕像的复制品。
以上证明了某些物体所储存的剩余光度是由一种短暂元素和一种永久元素组成的，两者都能转化为可见光。但是，当短暂元素在较长或较短的时间空间内因辐射而自动消失时，永久元素却不会自发辐射，而是无限期地存在，直到人为地通过煅烧或在不升高温度的情况下将人体暴露在某一波长的暗辐射中才被排出。
5.不可见磷光先于可见磷光
看不见的磷光，正如我们刚才所看到的，在可见的磷光之后，可能在可见的磷光之前。下面的实验证明了这一点。
让我们拿一个由磷光体(如硫化锶)慢慢受到光照射而制成的屏幕，通过加热使其失去所有残余的磷光。然后让我们把它放在一个有1/5秒时间的横膈膜的暗箱的底片托架上，把仪器指向天空，揭开横膈膜，这样底片在这段时间内就暴露在光下。在黑暗中打开框架之后，我们注意到硫化物是不发光的，但它将足以把它放在一个加热到200°C的板上照明发生。它暴露在阳光下的时间很短，因此产生了一种看不见的磷光。
用其他物体——例如冰洲石——进行实验可能会更简单。这种化合物在受热时产生非常微弱的可见磷光，在受光时不产生任何可见磷光，但如果将其暴晒，然后加热到200°C，它会发光几分钟，这证明光与它交流了一定数量的不可见磷光。这一系列的操作可以无限重复，也就是说，我们可以在光柱经过晒晒后通过加热使其恢复到相同的光度。
6.红外辐射和热辐射对磷光的比较效应
第一批观察者研究了光谱的不同部分对能发出磷光的物体的作用，很快就注意到，从蓝色到紫外线的辐射会产生磷光，而从绿色到远处的红外辐射则会使磷光熄灭。
H.贝克勒尔认为他已经找到了对红外线这种破坏性作用的解释，他说红外线只是作为一种热源，因此迫使身体迅速消耗它提供的磷光。从那时起，这一解释就在所有物理学的标准著作中重复出现。
然而，只需要非常简单的实验，就能证明它仅仅是建立在外表上的，而且，并不是所有的磷光体都存在这种现象。通过下面的实验，可以清楚地分辨出红外线和热所起作用的部分。
在同一个纸板上固定两个小屏幕，一个是硫化钙屏幕，一个是硫化锌屏幕，在经过日晒后，将它们暴露在我们的暗灯的红外辐射下。硫化钙会变得更亮，但硫化锌会直接熄灭，没有任何增加的光。
但这只是第一个迹象。我将展示发热和红外线对磷光的作用两种截然不同的作用。它们可以加在一起，由此产生上述解释的错误，但其中一个也可能与另一个相反。
我们将首先考察这样一种情况，在这种情况下，这两种效应，即某些辐射和热的特定作用，似乎是相同的。
让我们拿一块硫化钙的屏风，它已经晒了15分钟，把它暴露在暗灯的照射下，或者放在金属烟囱的前面，或者放在用橡胶纸封住的可以让红外线通过的部分。在这两种情况下，磷光首先被增强，然后熄灭。只有热的作用比红外线的作用慢，因为它只在屏幕表面有时间受热时才起作用。
如果我们使用一个晒了几天的屏幕，结果是黑暗的，也会发生同样的结果。它会在黑灯的所有部分前面发光——也就是说，通过热的作用和红外的作用。
把我们自己局限在这些实验中，我们应该得出结论，正如早期的观察者所做的那样，红外线是通过加热荧光屏作用的。
为了证明这种解释的不准确性，我们将重复前面的实验，但在硫化物屏和灯之间插入一条玻璃条，以防止磷光物质加热。这样一来，效果就会大不相同。
在硬质橡胶前面，一个温度较低，但允许许多红外线通过的区域，仍然会有照明。在灯的烟囱前面，一个相当温暖的区域，就像一个受热的物体，不再有任何照明。夹在中间的玻璃条，防止了热的作用，同样也防止了磷光。因此，很明显，热的作用和大波长辐射的作用是截然不同的。
显然有人会反对上面的观点:如果红外线具有我所认为的除了热量之外的特殊作用，那盏灯的灯罩就应该有作用，因为它发出红外线的程度和受热的物体是一样的，因为灯罩的玻璃挡住了它的作用。但由于烟囱壁的热量几乎不超过100°C，所以发出的波的长度不小于5 ~ 6微米，这对磷光没有特别的影响。它们的作用完全取决于它们在一段时间后所能产生的热量，这就是为什么插入一条玻璃会抑制所有这种作用。通过黑橡胶、黑玻璃等，可以发射约0.8至3微米的辐射，这种辐射具有一种特定的作用，不受它们在一定时间内必须产生的热效应的影响，这就是它们立即起磷光作用的原因。
为了使上述理论更有说服力，我现在将展示红外线可以在同一屏幕的两个部分产生相反的效果，一个是通过它的细节，另一个是通过它的热量作用。
对于硫化钙筛，让我们用绿色磷光代替硫化锌。让我们把它放在日光下暴晒，把一半放在灯的金属烟囱前面(也就是说，放在热源前面)，另一半放在遮光的黑檀木前面，黑檀木可以挡住火焰，让红外辐射通过。在屏幕的两半，效果将是完全相反的。在硬质橡胶的前面，屏幕将立即熄灭，没有任何磷光的初步增加。在金属烟囱的前面，它的磷光反而会明显增加。
如果硫化锌屏在暴露在灯下之前没有经过暴晒，而是在黑暗的房间里放置了一段时间，因此它不再显示任何可见的磷光，热和红外辐射之间的作用差异仍然会继续显示出来。屏幕在加热的金属壁前会再次变成磷光，在硬质橡胶前会保持黑暗，因为光线无法破坏它的可见磷光，因为它已经熄灭(1)。
[1]在所有这些比较强度不等的发光场的实验中，最好在荧光屏(对着灯的那一面)上放一块狭窄的锡纸，这样就能保持在没有受到任何辐射的情况下所应有的强度。]
这些实验证明了热的作用与某些辐射的特定作用之间存在着根本的差别。
在将荧光屏置于灯的红外辐射前之前，可以将荧光屏封闭在两个1厘米厚的冷冻水槽之间，从而完成上述演示。虽然在这些条件下，它的表面不会受热，但在氢氧化铝前面，硫化钙会受到光照的影响，硫化锌则会受到消光的影响，如前所述。
因此，很明显，红外辐射可能具有与通过提高吸收红外辐射的人体温度而产生的辐射完全无关的特定作用。
我们的实验已经证明，在某些情况下，热辐射和红外辐射能够对某些磷光硫化物产生类似的作用，特别是对钙的影响。因此，我们有兴趣探究一下，应该把这些物质加热到什么温度，才能获得与红外辐射在低温下获得的效果相同的效果。没有什么比这更容易的了，因为它足以确定硫化钙在经过几天的日晒而变黑后，在什么温度下可以恢复它的亮度。这是通过把它放在管子里，插入一个装满水的容器里，容器里有一个温度计，在黑暗中逐渐加热它来实现的。因此，我们意识到，经过8天日晒的硫化钙只有在60°C时才开始发光，而不是在55秒之前，这是加热它所需要的时间。相反，同一管硫化物在低温下暴露在红外辐射的作用下，会瞬间发光。
人们也可能希望发现，如果从发光的硫化物中去除，红外能发出多少磷光，从而固定其热量当量。这是通过在照相底片载体中引入一层薄薄的黑胶石百叶窗和一层硫化钙丝网，并将其暴露在阳光下几个小时来实现的。然后观察到，要恢复它的磷光，必须把它的温度提高到略高于100°C。因此，在常温下作用的巨大辐射带走了磷光体在加热到大约100°C时可能失去的所有残余光。
7.金属和不同非磷光体的辐射
在看不见的磷光作用下，将物体置于黑暗中，与感光版接触，就会产生明显的(但只是明显的)印痕。将一个明胶溴化板放在一个黑暗的载玻片上，置于金属条(锌、铝或铂)之下。在金属带和金属之间插入一个由各种物质组成的十字，我们通常在阳光下或强石蜡灯照射几个小时后，就能得到被插入物体的图像，即使它被云母薄板与金属隔开。
这个实验，以及前些年让我浪费了很多时间的其他同类实验，都非常不成功，几天后，金属不再能显示出任何图像。
这些效应与磷光没有任何关系，而是与金属的放射性有关，这就是为什么它们可以通过轻微的加热而增加。在金属上没有作用——如果我们可以这样称呼它的话，它的疲劳——正如我所展示的，在验电器的放电中同样可以观察到。由于金属在微热的影响下排出了放射性物质，而放射性物质没有长时间的休息就不能再生，所以它变得不活跃。
在实验之初，我把这些放射性的作用与红外和看不见的磷光的作用混淆了，在我能把它们区分开来之前，我做了许多研究。不时有不同的观察者看到我早期的实验，就像罗素博士、卡尔鲍姆博士和梅兰德教授所做的那样，重新观察这些印象。这些实验的原因既然已经确定，就不再引起多大的兴趣了，这就是我不细讲的原因。
我已经说过，不仅仅是金属会产生这种印痕，木头和动物组织也会产生这种印痕。- Ed)。轻微的加热会使它们更加活跃;但很明显，这些不同的物质也可能发生某些化学反应。
第二章红外线与透过不透明物体的摄影
1.透过不透明物体的能见度
根据兰利的研究，我们已经看到，太阳光谱的大部分是由位于红外区域的不可见射线构成的，阳光的波长可达5微米。火焰的光谱还要长得多，可达60微米。
这个非常重要的区域迄今为止几乎没有被研究过，除了从它的热性质的角度。我发现带有绿色磷光的硫化锌对其中一部分辐射的敏感度几乎与银的明胶-溴化胶对可见光的敏感度一样高，因此我能够研究它们的性质，特别是通过大量不透明物体的性质。它们让我们能够透过这些最后部分来观察和拍摄。这些现象将在这里讨论，红外线的其他作用将在以后的章节中讨论。
对于眼睛来说，要辨别放在不透明的物体后面的物体——例如一块木板或一张黑纸——显然光线必须首先穿过它。之后，必须使眼睛对这些射线敏感。
第一个条件一直被认为是不可能实现的，没有人能梦想实现第二个条件。
x射线的发现证明，不透明的物体确实可以被某些辐射穿过，但这些由仪器人工产生的辐射的性质，并不能改变关于物体不透明的旧观念。关于山猫的古老传说，它闪闪发光的眼睛能看穿墙壁，似乎注定要成为最不可实现的幻想。
然而，事实并非如此。通过对所有被称为“黑光”的辐射进行研究，我得出了以下结论:(1)发光的射线，或者无论如何，其中的某些射线，可以毫无困难地穿过大量不透明的物体;(2)穿过它们的不可见的光线很容易变得可见。
那么，如果我们的眼睛不能看穿不透明的物体，那并不是因为发光射线不能通过，而是因为我们的视网膜对这些射线不敏感。如果猞猁的眼睛并没有真正拥有古老传说中赋予它的属性，也没有科学理由说它不应该拥有。我们很容易想象，有一只眼睛和我们的眼睛没有什么不同，而且很可能是夜行动物的眼睛，它们应该具有看穿不透明物体的能力。
正是这只对人类视网膜不可见的辐射敏感的人工眼，通过下面的实验实现了这一点。
通过一个定日镜和一个透镜，一束光被引导到一个直接视觉棱镜的准直器上，光谱在黑暗中被接受在硫化锌屏上，根据所用棱镜的公式按波长分级。此屏幕以前因短时间暴露于光下而变得敏感。
在曝光之后，在使光谱作用于屏幕之前，光谱将要落在的部分的一部分被一层不透明体所覆盖，这层不透明体是用来研究透明度的——比如说一张黑纸。经过一段时间后，将光谱切断，并将不透明条移开，我们立刻就能通过下方磷光屏部分变黑的现象，看到经过它的光谱区域。它的范围从0.8微米到3微米。
现在让我们来研究一下，如何利用这些辐射的特性，使一个包裹在不透明的盒子里的物体变得可见。我们只需按照上图下面给出的解释就可以了。几秒钟后，盒子里的物体就会出现在覆盖它的屏幕上。
光线穿过不透明物体的光源是覆盖着黑纸的石蜡灯。因此，操作人员处于完全的黑暗中，屏幕上显示的是不透明盒子中所包含的物体。
在通过上述过程可实现的各种实验中，最引人注目的是盒子中物体的可见性。把它放在看不见的灯的前面，我们看到逐渐从完全的黑暗中显现出来，在黑暗中，操作者是被封闭物体的形象。当使用大尺寸的透明屏幕时，效果是令人惊讶的。
看不见的夜光比x射线的穿透力小得多，也不能声称能取代它们。
在我第一次通过不透明的物体进行摄影实验时，我并不知道硫化锌对红外线的敏感性，我使用的是对波长较大的辐射敏感的感光板，方法是事先将它们弄得浑浊。曝光时间从几秒钟变成了几个小时。我随后复制了这样获得的图像之一(图40)。
以上的实验需要一些注意和照顾，我已经设法补充了其他的实验，只需要极少的注意和不需要仪器。下面的一种可以使被封闭在不透明容器中的物体被看到:
一张黑纸被固定在玻璃板上，在它的表面固定着一个从薄锡条上剪下来的十字。这个十字架用另一张黑纸盖着，这样它就被夹在两张不透明的纸中间。我们现在必须让它可见。
纸板上的硫化锌屏被日光照射，它的表面与覆盖着黑纸的玻璃条相衬。在离石蜡灯20厘米远的地方，将靠近荧光屏的脸暴露10秒。然后，整个过程被带到黑屋子里。把荧光屏掀起来，就可以看到在它的表面上，金属十字架的图像被封在两张黑纸之间。
此外，为了立即验证物体的透明度，我使用了上面的实验，在我的实验中使用的黑纸、硬质橡胶等，其中一些样品由于含有异物而被证明是不透明的。
带有绿色磷光的硫化锌在商业上很少见到，在紧要关头，人们可以用一种硫化钙来代替它，这只是在最后一个实验的情况下。但不可缺少的是，在屏幕暴露在日光下与实验生效的时间之间应至少有24小时的间隔。如果使用最近曝晒过的、因此非常发光的屏幕，则其表面不会产生图像。
[绿色磷光ZnS是由- 0.01%铜活化剂的存在引起的。——艾德。)
当这些实验首次发表时，我把这些小材料送给了所有向我要实验结果的学者。一位著名的物理学教授伊扎恩教授在给我的信中写道:“我赶紧用你送给我的材料进行了实验，结果如此清晰，我都惊呆了。我从未想过它会如此明显和如此迅速。”然而，必须承认的是，大多数物理学家宁愿否认我的实验的准确性，也不愿重复它们。还有人在摄影师的红灯的帮助下试了试，红灯会瞬间熄灭硫化锌的磷光，很自然地，什么也没观察到。
2.透过不透明的身体摄影
上面已经解释过(图31)，不透明盒子里的物体是如何被拍摄的。我们现在将通过拍摄外部物体来改变这些实验，比如通过不透明的物体拍摄房子。
为了实现下面的实验，可以使用各种各样的对象。最方便的是日本清漆，它是倒在两到三毫米厚的活动隔膜的聚焦管，代替背面云母薄板固定在侧面强胶水。当清漆干了，把它放在太阳和眼睛之间，就会发现它是绝对不透明的。将被复制的物体聚焦在相机的磨玻璃上，并将膜片放在聚焦管的前面。因此，它构成了位于光线和毛化玻璃之间的不透明体。
然后，在日光照射下，将硫化锌屏置于相机通常黑暗的滑动片上，就像放置普通的照相板一样。然后用普通的方式掀起画框的百叶窗，在被复制对象之前，它会打开一段时间，时间会随着光线的变化而变化。
这里给出的照片(图33)是一所房子在日光下的照片，使用的物镜是人像镜头。曝光持续了一分钟。
在曝光结束时，框架被关闭，并被带入黑暗的房间，那里已经小心地消除了所有的光(特别是红光)。打开画框，我们可以在它的表面看到被放置在物镜前面的物体的图像。为了固定它，磷光屏在黑暗中放置5分钟，对着一个明胶溴化板的表面，然后用通常的方法冲洗。我们用不可见的光线获得了一幅图像。我在这里给出(图34)由此获得的图像。
清晰度的缺乏来自于(1)只有通过计算才能实现大波长的聚焦;(2)不兵磷光屏用作感光板具有粗糙的表面。
我上面说过，可以使用完全不同的物质作为不透明体，但必须指出的是，用磨砂玻璃得到的图像不会比在聚焦管前放置透明磨砂玻璃更好。未经抛光的表面起着扩散屏的作用。因此，如果我们希望使用未经抛光或抛光不良的不透明物体，就必须将其置于磷光屏的正前方，而不是物镜的正前方，也就是说，与磷光屏接触。
用硫化钙进行上述试验是徒劳的。人体对波长大的辐射非常不敏感，即使暴露一个小时也无法获得图像。
刚才所描述的一些实验——也就是将被复制的物体封闭在一个置于硫化物屏和光源之间的不透明盒子里——在石蜡灯甚至普通蜡烛的照射下和在阳光下一样成功。这不仅仅是人们可能认为的红外辐射中丰富的人造光源的结果。这主要是由于被反射的物体的亮度，就像所有在日光下观察的物体一样，远远小于光源的亮度。把一个物体放在离蜡烛很近的地方，它的光度很小，但蜡烛本身的火焰却非常明亮。
它的亮度比八月正午被太阳照亮的白墙还要亮。这可以通过将蜡烛靠墙放置，当火焰比最后一个更亮时。
一根普通的蜡烛，甚至一根普通的火柴，应该比在阳光下发光的物体更亮，这在许多人看来是不可接受的，我立即拍了几张照片(图35)，把蜡烛装在灯笼里，灯笼几乎完全把它包裹起来，在灯笼的顶部是一张被阳光照亮的白色纸板。当显影时，我们发现蜡烛的图像比纸板的图像更强烈。
这种光源的强度，尽管它们的照明能力很弱，但同样可以通过拍摄即时照片表现出来，比如在夜晚，用煤气灯照亮的街道。所有被点燃的物体都不会出现在照片中，但所有的煤气灯都会被复制。
这些观察结果使我们能够理解接下来的关于在黑暗中透过不透明物体进行瞬时摄影的实验。
3.黑暗中的瞬间摄影
即将描述的实验允许我们在1/30秒内拍摄一个光源的图像(一个不透明盒子里的蜡烛)，然后观察者自己处于完全黑暗中。
用一种配备了宽焦距管和所谓瞬时光阑的照相机，我们在磨砂玻璃上的适当位置对焦，从而得到与原始图像大小差不多的图像——实验室摄影灯中封闭的蜡烛或小石蜡灯的火焰。然后关闭灯笼，选择不透明的主体-黑色玻璃，硬质橡胶，或日本清漆-固定在两条玻璃条之间。观察者因此处于完全的黑暗中。然后，我们在照相机的黑暗载片上放上一块被日光照亮的硫化锌屏，用三十分之一秒的时间揭开物镜。在黑暗中打开载玻片时，可以看到其表面的光源图像，可将其放在感光板上保存下来。这张照片(图37)就是这样得到的。
如果观察者希望看到眼前的图像，他只需使用前面提到的透明玻璃屏幕，打开黑暗幻灯片的后快门，以便能够观察在曝光过程中屏幕上经过的东西。屏幕足够透明，可以在背面显示正面形成的图像。
本实验显示了具有绿色磷光的硫化锌对大波长辐射的惊人灵敏度，其灵敏度接近于明胶-溴化胶对可见光的灵敏度。
硫化钙不允许前面的实验实现，带黄色或红色磷光的锌的硫化物也不允许实现。
4.不同物体对红外辐射的透明度
同一物体对大波长辐射的透明是不完全的。我们在可见的光谱中所观察到的，在不可见的光谱中也同样正确。透明度对于每一种物质总是有选择性的。透明波段总是与不透明波段相邻。
要确定哪些区域对每个被检查的机构都是透明的，并不会引起多大的兴趣，而且会花费极长的时间。可测定硫化物的透明区域从可见光谱的极端(即0.8微米)到3微米左右。
一般地说，红外辐射比可见光谱的辐射更具穿透力。虽然绝不是一个恒定的规律，但我们注意到，透明度似乎随着波长的减少而减少。众所周知，光线越接近紫外线，其穿透力就越弱。在这一区域的末端，所有物体，即使是1/10毫米厚的玻璃板，都变得不透明;对于0.1微米长的波，1厘米厚的空气层就像铅一样不透明。
但是，我再说一遍，这条法律里没有绝对的东西。透明度还取决于所穿越机构的结构。有些在波长很大的时候是不透明的。例如，正是由于这个原因，大气吸收所有高于5微米的辐射，这就是为什么后者没有出现在太阳光谱中。更高量级的辐射- -即5至60微米的辐射- -只能在火焰中观察到，而且大多数物体对它们的透明度相当低。赫兹波，被认为是类似于光，相反地，很容易穿过那些大光波不能穿透的物体。
被加热到不是很高的温度的物体，也就是说，在100°C以下的物体，其辐射的长度几乎不超过5到6微米。他们的渗透率也很低。梅洛伊在他的实验过程中观察到一个事实，这在他的时代是非常难以解释的，那就是透明的物体，如玻璃或石英，对于加热到100°C的物体发出的波来说是不透明的。
需要记住的是，这种不透明被用在温室中，其中的玻璃钟罩遮蔽了某些植物。可见的光波非常自由地穿过玻璃，给里面的物体加热。后者立即成为辐射热的来源;但由于它们的长度，发射的波无法通过玻璃逃逸。它们就这样被囚禁起来，植物就不会被冻坏。
大波长的辐射似乎只作用在3微米左右的磷光屏上。的确，在更远的距离上，也就是在6微米及以上的距离上，可以对屏幕进行印模，但所采用的作用模式与目前所使用的完全不同。然后，光线只根据它们的热性质发挥作用，这就是为什么它们的作用只在大约30秒结束时显现出来。产生的效果可以用一条玻璃条覆盖屏幕的一部分来观察，这条玻璃条对这些辐射是不透明的，这样就有了一个可以比较的场。微发光的硫化锌屏幕暴露在50°C的物体发出的辐射下30秒，会产生轻微的印痕。这里的辐射，我再说一遍，是通过它们的热作用，而不是通过前面实验中使用的磷光的特定作用。
我用磷光观察物体透明度的方法很简单。在透明的硫化锌和玻璃屏的一半上放置主体作为比较单位-例如，1毫米厚的绿泥石条-而在另一半上放置不透明的主体，以确定其相对透明度。
然后，我在一间黑漆漆的房间里，在一盏石蜡灯的固定距离处找了个位置，硫化锌的屏风已经被日光隔绝了。它的表面被一块金属板保护着，当我与灯保持适当的距离时——比如1米——未被橡胶覆盖的那一半就会被揭开，让光在一定的时间内——比如说，5秒钟——作用在它上面。然后把这部分盖上，再把要确定透明度的不透明物体上面的那部分揭开，我们让光线发挥作用，直到两个表面的强度相等为止。如果需要20秒才能获得这个身份，我的结论是，实验中的物体是标准硬质橡胶的两倍透明。由于磷光硫化物累积印模，透明度成为时间的函数。然后我们必须将时间作为它的比率——这就是刚才方法所指出的。
各种不透明物体对不超过8微米的不可见辐射的透明度表
日本黑色清漆:即使在1厘米厚的情况下，它也是透明的，光线穿过它在2秒内就能在磷光屏上留下深刻的印象。即使不到1厘米厚，也能在2 - 3秒内产生印痕。
纯硬质橡胶:几乎和清漆一样透明，可达1厘米
硬质橡胶:半毫米厚，含1%灯黑或金属氧化物;几乎完全不透明。
黑纸:非常透明，但只有纯硬质橡胶的一半。
红磷在1毫米厚的板:透明如硬质橡胶。
木材，石头，大理石，灰色硬纸板，黑色布料:透明，但远不如硬质橡胶透明。
彩色玻璃:非常透明，但红色最不透明，橙色最透明，红外线也是如此。
溴和碘:比硬质橡胶更透明。
熔融氯化银:切成厚度小于1毫米的板;比硬质橡胶的透明度稍低。
锑、灯黑和砷:非常不透明。
氨化硫酸铜，重铬酸钾(饱和溶液)，水玻璃，明矾(1毫米厚):透明，但不如硬质橡胶透明。
硫酸铁(饱和溶液，1cm厚):透明度为硬质橡胶的四分之一。
以上表明，以前认为不透明的物体，如明矾，黑纸，水玻璃等，相反，具有很大的透明度。
当我们想要非常迅速地比较某些物体的相对透明度时，可以采用以下的方法:把要检查的物质切成条状，固定在玻璃板上，然后放在由明亮的硫化锌制成的磷光屏上。它们在黑暗中暴露在石蜡灯的辐射下3到3秒。这些带下的硫的阴影越深，尸体的透明度就越高。
在以上列举的所有物质中，最不透明的是油灯黑或含有油灯黑的物质。含有这种物质的黑纸和橡胶纸——这种情况经常发生——立刻变得不透明。因此，在实验中使用它们之前，必须检查它们的透明度，这只需要几秒钟。
灯黑的不透明使我们能够很容易地实现下面的实验，虽然乍一看有些矛盾，但它是通过接触或利用照相机来再现一幅印刷品，把它放在一个黑纸信封里，然后关在一个黑胶纸盒子里。含有油灯黑的油墨没有穿过，而它的周围是这样的，我在图34中给出了由此获得的一张照片。
这种灯黑的不透明度允许部分光线通过，但不能让全部光线通过，因为它阻挡了0.6到3微米之间的所有光线。我经常重申，在可见光谱和不可见光谱中，透明度总是有选择性的，也就是说，不透明的物体像有色玻璃一样，只对某些辐射透明。
6.用不可见的光线渲染远距离可见的暗体
当我第一次发表本章中有关的一些实验时，当时的海军部部长问我，是否有可能用不透明的身体来掩盖军舰或灯塔，使敌人看不见它们，而自己船上装有适当设备的人却能看见它们。
这个问题的解决办法很简单，但由于无线电报技术的发展，使遥远的船只能够相互通信，目前它已失去了一切实际意义。因此，我认为公布我的实验细节没有坏处。概括这个问题，我想弄清楚，一艘船是否能投射到港口、堡垒或城镇中，发出被围困者看不见而围困者却看得见的光线，从而在不让炮手看见的情况下，对敌人进行精确的瞄准。
因此，他们提出了以下问题来解决:在不使任何模糊的物体发光的情况下使它可见——例如，在黑暗的路边，一艘熄灭了灯的船只。
我们必须首先考虑到，当我们把一支可见光的铅笔投射到一个黑暗的物体上时，这个物体只有通过它反射的光线才显得可见。另一方面，我们知道，最好的光源投射出的辐射中，大约99%是不可见的，因此是不可用的。因此，当我们找到将可见辐射与不可见辐射分开的方法时，我们只需剥夺光总辐射的1%。因此，它的大部分仍将存在。
上面提到的屏风具有这样一种特性，它能消除可见的光线，让不可见的光线通过。如果一支不可见光的铅笔投射到一个黑暗的物体上，这个物体就会像反射普通光一样反射它。因此，对于能够感知它反射的不可见辐射的眼睛来说，它看起来是发光的。这样的眼睛是不存在的，但是磷光硫化锌屏可以代替它。
我们不用照相机的磨砂玻璃，它的物镜是小焦距的，可以覆盖广阔的地平线，而是用以前用克罗克斯管的x射线照射的镁带发出磷光的硫化锌屏;然后，在它的表面就会出现黑暗中身体的图像，上面投射着一支看不见的辐射的铅笔。
这种看不见的光，不过是所有战舰上所携带的探照灯发出的光的反射，以前我们已经用一块不透明的板遮住了可见的光。
这个盘子不能像我们前面的实验中使用的那样，是用硬质橡胶或黑纸做的，因为它们会很快被热破坏。唯一可用的物体是黑玻璃，这种玻璃有好几种，当它插在太阳球和眼睛之间时，不透明得足以遮住太阳的光斑。并不是说所有的黑眼镜对不可见的辐射都是透明的，但有一些在商业上很容易获得。只需要用我所描述的方法来确定它们的透明度。
本章所述的所有实验都是以使用对大波长辐射敏感的物体为基础的，但这种灵敏度只有在几乎不超过3微米的辐射时才非常高。现在，由温度相对较低的物体(例如人体)发出的光波长要大得多，不会引起磷光物质的注意。如果我们能发现一个对这些辐射敏感的物体，那么没有什么比在黑暗中拍摄一个没有任何其他光源的活体更容易的了，只有它不断发出的不可见的光。
正如我们所看到的，在温度降到绝对零度的时候，所有的物体都在不停地放射出光波，我们的眼睛是看不见的，但是夜行动物很可能觉察得到，它们能在黑暗中找到路。
在他们看来，一个温度约为37°C的生物的身体，应该被一圈发光的光晕所包围，而光因为我们的眼睛不够敏锐，我们就无法辨别。在自然界中，在现实中，没有任何黑暗的身体，只有不完美的眼睛。所有的物体，无论什么，都是可见或不可见的辐射的恒定来源，无论这种或那种辐射，始终都是光的辐射。
第三章:各种发光辐射在生命现象中的作用
1.光在生命现象中的作用
由于不可见的红外线构成了太阳光谱的大部分，可以想象，它们在气象学和植物生理学中起着相当大的作用。它们在这方面的特性很少为人所知。到目前为止，人们早已观察到它们的热量作用，以及它们通过我的研究所发现的大量不透明物体的能力，只进行了研究。
我突然想到也要研究一下红外线的一些生理作用——也就是说，它们对蔬菜生命的影响，并特别询问一下它们是否会发挥一些在磷光研究中建立的拮抗作用，这将在下一章详细研究。由于缺乏资料，我在这些研究中未能取得很大进展。
我们知道可见光对蔬菜的生命有两种相反的作用——一种是氧化或呼吸功能，另一种是减少或叶绿素功能。
第一种可能是在黑暗中完成的。通过呼吸吸收氧气并呼出碳酸，就像动物一样。
叶绿素的功能，与上述相反，只能在光中发生，而且完全是由于吸收。因此，植物分解碳酸并将碳固定在其组织中。叶绿素所储存的光能使植物的原生质把矿物质转化成那些复杂而充满能量的有机产物，没有这些有机产物，高等动物的生命就不可能存在。因此，蔬菜在矿物质和动物世界之间建立了永久的联系。由于有了它们，物质可以不停地通过不同形式的生命，逐步从矿物上升到更高的动物。
在这个永恒的循环中，两种转化元素，细菌和叶绿素，起着主要作用。细菌将高等生命的功能所使用的产物带回矿物状态，叶绿素将矿物物质提高到有组织的状态。
细菌能够在完全黑暗的环境中进行破坏活动。叶绿素在发挥作用之前必须吸收光振动。因此，蔬菜世界代表了光的转变。它是发光的以太，被植物吸收和转化，使我们的收成成熟，使森林变绿。生命代表着它的一种转变。
然而，不能说植物所储存的巨大能量完全是由于叶绿素吸收发光射线所产生的极微小的能量。吸收的射线无疑是激发原子内部能量的释放，其机制尚不清楚。以太的振动可能释放出几千年过去在原子中积累的力。
各种可见或不可见的辐射对植物的生命有什么影响?第一个名字所起的作用已经被几代探索者研究过了。由于用于确定其作用的方法不充分，第二种方法的作用迄今在很大程度上是未知的。
2.太阳光谱对植物生命作用的观测方法
实验的价值总是取决于方法的选择。不幸的是，那些用来研究太阳光谱各个部分，特别是红外线对植物生命的作用的人，由于误差的原因而受到损害，使迄今得到的许多结果失去了全部价值——尽管这些结果是矛盾的。把这些证据拿出来很容易。
为了观察各种辐射的性质，人们很自然地想到用棱镜把光分解，然后把植物放在这样分开的各种辐射下。例如，通过将树叶置于棱镜分离的不同光束下，就可以测量树叶对碳酸的分解。
这种方法，表面上看起来很简单，却会产生相当大的误差。第一个也是最严重的一个问题是，当光线充分分散到某一表面时，它的强度会在很大程度上下降。现在，化学反应中强度的影响，已经被证明是非常重要的。在使用棱镜时，人们不可避免地要从光线的颜色中寻找实际上由于亮度不同而产生效果的原因。人们早就知道，在房间里微弱的光线下，植物很少分解碳酸，甚至根本不分解碳酸。然而，这种光包含了分解所必需的光线。光由于强度不足而不能产生这种效果。
这第一个错误的原因本身就足以使从观察到的事实中得出的所有结果都化为乌有。此外，它并不是唯一的一个。棱镜，尤其是燧石制成的棱镜，之所以选用它们，一般是因为它们的分散能力很强，能吸收几乎所有的紫外线，而紫外线的作用是非常重要的，还能吸收大部分红外线。
毫无疑问，这两个缺点在理论上可以通过使用石英或岩盐棱镜加以弥补，事实上已经有人这样做了。但是这些物质的色散功率很小，因此它们的光谱范围也很小。
上述错误的原因，以及更多的数字的原因(其中的详细资料由于过于技术性而无法在此给出)足以解释以前的观察员所得结果的分歧。根据一些人的说法，植物对碳酸的分解——也就是说，它最重要的功能——在红色区域是零，而在绿色区域是相当多的。根据另一些人的说法，情况恰恰相反——绿色区域的动作为零，红色区域的动作达到最大值。然而，最后这个结果是最有可能的，因为在红色及其邻近区域可以发现叶绿素的吸收带。总之，从使用棱镜影响的研究中获得的确切信息很少。
用彩色玻璃代替棱镜的效果也不佳。这是一个遗憾，因为这个过程实际上非常简单，因为人们所要做的就是用不同颜色的玻璃片覆盖进行实验的温室。
这种方法是许多实验者都犯过的错误的结果。因为眼睛在彩色屏幕上只能看到一种颜色，比如蓝色玻璃，所以可以想象这种屏幕只允许视网膜所能感知的一种颜色通过。但事实并非如此。除了红色玻璃，没有一种玻璃是单色的。它们都允许整个光谱通过。这很容易通过将彩色玻璃放在天空和一个小型直接视觉分光镜的狭缝之间来验证。我曾经检查过相当数量的有色眼镜，发现除了红色的眼镜外，其余的都能透过整个光谱，而只减弱了不同部分的相对强度。
因此，用彩色玻璃覆盖温室，除了不均匀地降低各种光线的强度之外，我们几乎没有做什么。当一株植物被放置在彩色玻璃下时，它几乎和放在一个光线不好的房间里是一样的。
使用有色眼镜来分离各种辐射还带来了其他的误差来源。由于它们对红外线的吸收非常不均匀，我们可以将其归因于光的影响，而不是归因于热的影响。在一杯和另一杯之间，热量作用的差异是相当大的。我把一个温度计放在一个容量约为1立方分米的盒子里，每个盒子用不同颜色的玻璃覆盖，形成一个小的玻璃屋。我观察到，在太阳下30°C的内部温度，在10分钟内根据玻璃的温度从10°C上升到15°C。
唯一能用有色玻璃做的实验是用红色玻璃做的。如前所述，这几乎是单色的。
在Juvisy天文台用这种玻璃覆盖的温室里进行的实验似乎证明，某些植物在红光下比在普通光下得到更可观的生长。例如，敏感植物，如莴苣、剑兰、天竺葵、秋海棠、土豆、雄性蕨类植物等。相反，有些植物(甜菜根、三色堇、壁花等)在树下生长较少。
如果我们承认某些植物在红光下比在白光下长得好得多，那么我们自然就可以得出这样的结论:就像磷光一样，某些光线与其他光线的效果相反。在白光下，植物接收到的红光显然和在红色玻璃下接收到的红光一样多，因为红色玻璃会把光中除红光外的所有光线都排除掉。如果这种消除本身的事实在很大程度上有利于植物的生长，那是因为被消除的光线的作用削弱了红色的作用。正如我们将在下一章中看到的，这将完全是对照相版所观察到的。当我们从照射它的光线中去除某些拮抗射线时，这个光板就会变得明亮得多。
因此，在磷光方面观察到的拮抗作用在植物生命中也存在。格林已经观察到，紫色和紫外线倾向于破坏舒张酶，而舒张酶的产生在红色的影响下增加。在我所做的实验中可以进一步看到，红外线破坏了植物中的绿色物质以及在光谱发光部分形成的其他物质。
3.研究红外线生理作用的新方法及结果
在以往的研究中，除了光谱中的可见光外，几乎没有涉及到任何东西。在过去，研究红外线的唯一方法是用棱镜分离，因为棱镜在一个非常有限的表面上收集光谱的这一端的辐射，我们几乎无法确定它们的作用。
在我的研究中发现，黑纸、硬质橡胶等材料对波长很大的光线具有非常高的透明度，这使它们能够很容易地与可见光分开。温室只是用这些物质中的一种覆盖——如果可以选择，就用黑纸。它就这样陷入了完全的黑暗中，但沐浴在看不见的光中。实际上，通过这种方式，温室只被剥夺了大约十分之一的总光(可见光和不可见光)，而这些光本来是可以从太阳光中获得的。
大概不需要说明的是，一个只有大波长黑暗辐射穿透的封闭场所和一个研究黑暗对植物作用的地窖是无法相提并论的。温室里的黑暗和地窖里的黑暗是一样的，但产生的效果必然是截然不同的，因为温室沐浴在一种看不见的光的波动中，而地窖里却没有这种光。
不幸的是，我很长一段时间都没能在这个问题上进行我的实验，进行实验的花园只供我使用了一个季节。也许，它们可以为园艺家提供改变某些植物的颜色和不同水果的味道的方法。
一般地说，2 ~ 3微米的红外线破坏了在光作用下形成的绿色物质和某些色素，同时减少了糖的含量，抑制了有味物质，从而改变了植物不同部位的味道。
然而，以下是我的试验总结:-
(1)各种植物的种子，如莴苣、黄瓜、谷物等，放在玻璃钟罩下发芽，盖上黑纸，红外线是透明的，所有种子的发芽速度都比阳光下快，然后在大约两周内枯萎死亡。
(2)植物在日光下生长，然后暴露在黑光下-各种植物的表现非常不同。这里有一些例子:Reine玛格丽特不开花。海棠大约10天就枯萎了。草莓没有经过改良，熟得很好。黄瓜和榛子因叶子枯萎而死。
(3)水果和蔬菜的不同部位——洋蓟的顶部用黑纸包裹，对长时间的辐射是透明的，几天后完全变白，但比其他植物在日光下生长得更好，质量也提高很多。梨子、桃子和葡萄有些发白，但发育得很好。它们一形成就被盖住了。这三种水果的特点是它们失去了部分甜味和香气。西红柿失去了红色，完全变成白色。
我再说一遍，我只把这些实验作为一般的指示。事实上，如果我能够重复这些批评的话，这些批评是可以避免的。比较法是从可能有几个因素作用的实验中得出结论所不可缺少的方法，它要求在不同的实验中，只有一个条件是不同的，这样才能将结果的差异单独归因于条件的差异。现在，在这些实验中，我们并不总是考虑到通气量、热量等因素。
由于光的不同部分，正如我们将要看到的，具有强烈的对抗作用，因此，无论是在目前广泛用于医学的光浴中，还是在生物学研究中，如果能够将光线分离开来，以便研究它们各自所起的作用，那将是非常有用的。
就目前的科学水平而言，在不严重降低可见光或不可见光的强度的情况下，可以对其作用进行的比较研究，仅限于使用下列屏幕
(1)完全没有屏幕——起作用的部分(整个太阳光谱)从5微米到0.295微米。
(2)用厚窗玻璃制成的纱窗——大部分2微米以下的紫外线和红外线都被抑制了。
(3)用红色玻璃制成的屏蔽屏——完全抑制所有紫外线和所有可见光谱，直到红色为止。根据玻璃的质量，唯一起作用的光线是2微米或3微米的红光和红外线。
(4)黑纸或硬质橡胶制成的屏蔽屏-屏蔽所有可见光谱。有效射线是红外线。
(5)金属条形成的屏幕——没有射线穿过金属，但它会受热，并从它的底部发出6微米或以上的辐射，根据其温度。这些辐射不存在于太阳光谱中，但是确定它们的作用，并发现它是否仅仅是热量是很有意义的。
尽管这些研究有不足之处，但它们使我们预感到，由于缺乏适当的实验室和充足的手段，我只能粗略地描述一下这些研究的意义。
第四章谱中某些区域的拮抗性质
1.照亮和熄灭的光线
对红外的研究使我们观察到，它的作用往往与光谱的另一端截然相反，例如，破坏在光谱的最后一端影响下产生的作用。
光谱两端的这种对抗性作用的发现与摄影术的起源是同时的;但是，我们不得不设想，为了证明这一现象而进行的实验并没有得到充分的证明，因为它们的解释一直受到争议，而且最近在《体质法》的一次长期讨论中又受到了挑战。事实上，在摄影印象中，一个接一个的缓慢反转动作似乎给自己提供了各种各样的解释。显然，要想完全阐明这个问题，就必须设法使这些对立的作用立即显现出来。正是这些瞬间的效果在接下来的实验中得到了实现。
第一次对磷光的观察表明，包括蓝光、紫外光和紫外线在内的光谱的一端照亮了从黑暗中取出的磷光屏。相反，光谱的另一端(绿色、红色和红外线)会熄灭磷光，永远不会产生磷光。因此，某些射线起照明作用，而其他射线起熄灭作用。这两种作用显然是对立的，但由于它们在大多数磷光体中非常缓慢，因此它们可以得到各种各样的解释。为了让它们成为证据，我们需要一个对能熄灭磷光的辐射极其敏感的身体。具有绿色磷光的硫化锌是唯一一种具有这种性质的物质，我所有的实验都是用前一章中描述的方式涂上这种硫化锌的屏幕进行的。
如果某些射线确实会产生磷光，而相反方向作用的其他射线则会使磷光熄灭，那么就有证据表明，通过插入适当的荧光屏来剥夺这些灭光射线，我们就可以增加荧光屏上磷光的亮度。我们将看到确实如此，例如，一个物体在用硫酸奎宁制成的玻璃槽后不被照亮，如果我们用适当的屏障，不改变槽的位置，挡住某些光线，它就会被照亮。
E. Becquerel曾经指出，在一槽硫酸奎宁的后面，一屏磷光硫化物暴露在光下，不会被照亮，他把这一现象归因于硫酸奎宁吸收了紫外线——根据他的说法，紫外线“是激发磷光的主要射线”。这种解释是完全不充分的，因为即使紫外线能够激发磷光，它们也绝不是最能激发磷光的。发出磷光的物体被蓝光和紫外光照亮得更好，也就是说，被G线和h线之间的那部分光谱照亮得更好。这一点必须牢记在心，以便彻底理解接下来的实验。
通过改变荧光屏的暴露时间，我们可以很容易地注意到光谱不同区域的硫化物的敏感性。使用上述的投影分光镜和聚光镜(图21)，在G和H之间的四秒内形成一个硫化钙或硫化锌的屏，而在紫外线中完全没有。在这最后一个部位，必须经过几分钟的曝光才能产生印象。在蓝色的一侧，曝光的延伸几乎延伸到F线，但没有更远。
现在让我们看一个硫化锌的屏风，这是一种对紫外线非常不敏感的物体，在硫酸奎宁的槽后面根本不发光。现在，我们将通过简单地将另一个槽叠加在后者上，迫使它在这个槽后面被明亮地照亮，这个槽不阻止蓝光，但阻止了熄灭的绿色、黄色、红色和红外线。
这个实验，以及其他同样级别的实验，清楚地显示了熄灭射线和照亮射线的瞬时作用，是决定性的。为了讲课的目的，它们可以这样简化。
我们把(1)一个硫化锌屏，(2)在它旁边另一个类似的屏，但放在一个扁平的烧瓶后面，烧瓶里装满了饱和的氨化硫酸铜溶液。这种溶液在2厘米深的地层中几乎不透明。把烧瓶留在筛子里，把它和另一个一起带到黑暗中去，然后把硫酸铜烧瓶取出来，我们就可以观察到，放在硫酸铜烧瓶后面的硫化物屏，尽管它对光线的通过有明显的障碍，却比直接暴露在外面的屏要亮得多。这种差异仅仅是由于硫酸铜吸收了熄灭射线，而只让照明射线起作用。在直接暴露在太阳下的屏幕上，磷光的亮度要小得多，因为部分照明射线的效果已经被混杂在其中的熄灭射线破坏了。
现在我们可以回到用硫酸奎宁槽的实验描述，在这个槽后面我们可以随意点亮或不点亮磷光硫化物的屏幕。没有任何实验能比这更显著地显示出熄灭射线和照亮射线所起的作用。
在一个装有10%纯度的硫酸奎宁水溶液的平烧瓶后面，我们放置一层硫化锌，并将其全部暴露在阳光下。尽管硫酸奎宁对眼睛是完全透明的，无论暴露时间有多长，当我们把烧瓶和荧光屏重新放入黑暗中时，我们观察到硫化锌没有显示出任何磷光的痕迹。这种没有磷光的现象完全是由于硫酸奎宁保留了一部分照明光线，并允许所有熄灭的光线通过，所以是最后的光线占主导地位。
为了证明这是真的，我们将再次把硫化锌屏暴露在阳光下，放置在硫酸奎宁槽的后面;但在后者前面，我们将再次放置氨态硫酸铜槽。然后，把槽回到黑暗中，我们观察到我们的硫化物屏是明亮的照明，尽管它只是通过一种几乎不透明的液体接受光。
这很容易解释。硫酸奎宁挡住了，我说过，一部分光照射线让所有熄灭射线通过;因此，它防止了所有的磷光。通过在它前面放置一个硫酸铜槽，我们可以抑制绝大多数的熄灭射线(红色和红外)，从而使蓝色和紫色的照明射线发挥作用。当照明的功率之和超过熄灭射线的功率之和时，屏幕就会变成磷光。
如果我们把硫酸铜槽换成放在硫酸奎宁前面的蓝色玻璃，我们仍然会有照明，但比硫酸铜的照明要弱，因为蓝色玻璃对熄灭射线的阻挡非常不足，尤其是红外区域的射线。
刚才所讲的关于灭光射线和照亮射线对磷光体的作用，使我们现在可以理解插在磷光体和光源之间的荧光屏所起的作用。
光是一种能够向相反方向作用的辐射的混合物，它的成分随所使用的光源或在光和磷光体之间插入的滤光屏而有很大的差别，因此我将要列举的事实很容易得到解释。
(1)硫化锌屏在黑暗中比在阳光下亮得多。
(2)同样的屏幕在黑暗中在蓝色玻璃下比在阳光下更容易发光。
(3)在一个从后往前2厘米的槽后面，里面有硫酸铜的氨化溶液，屏幕的光照仍然更强，但在这种情况下，它在阳光下比在阴凉处更亮。
(4)在明矾或硫酸铁槽后，磷光体的照度没有增加，反而降低了。
(5)在石蜡灯或蜡烛的照射下，硫化锌屏的照度几乎为零，在日光下暴晒的屏在这些光源面前立即熄灭。同样的现象在硫化钙筛上观察不到。
这里有几张图，显示在我们刚才检查的大多数条件下，硫化锌屏的发光强度。
在没有任何遮挡的情况下，硫化物在太阳照射下的亮度约为0.002 B(1/5000蜡烛功率)，立方英尺。以这个强度为单位，我们可以在下表中看到，在光源和硫化物之间插入不同的屏风所产生的亮度增加，例如，硫化锌在硫酸铜槽后面的亮度是在阳光下照射而不插入任何屏风时的14倍(3/100立方厘米)。
硫化锌丝网在阳光下的发光强度-相对强度(RI) = 1
同一屏幕在阴影处照明的强度- RI = 2
钴蓝玻璃下同一屏幕在阳光下的强度- RI = 7
同样屏幕在钴蓝玻璃的阴影下曝光的强度- RI = 9
同一屏在阳光下暴露在2厘米饱和氨化硫酸铜溶液铜槽后的强度- RI = 11
与其他硫化物相比没有观察到这些差异，因为它们对大波长辐射的熄灭作用的敏感度较低。为了观察它们，就需要一种像硫化锌这样对熄灭射线和照明射线同时敏感的物质。它在光的影响下的亮度总是代表第一种光线和第二种光线的作用之间的差异。
因此，我们看到，磷光体的照明完全取决于构成光源的各种辐射之间存在的关系。通过改变这种关系，我们可以改变亮度。
这就解释了钴蓝色玻璃屏的作用。它减弱了灭火辐射，从而增加了照度。硫酸铜在很大程度上阻止了辐射的熄灭，同样也大大增加了照度。硫酸铁和明矾的作用很小，因为尽管它们能阻挡一部分红外线，也能阻挡一部分紫外线，紫外线是一种光源，但它们既不能阻挡红光，也不能阻挡绿光，而红光和绿光是一种熄灭剂。
至于硫化锌在黑暗中比在阳光下的亮度大——这是一个非常奇怪的事实，其他所有的观察者都没有注意到——解释是完全一样的。漫射光是天空反射的蓝光。从远古时代的光谱观察来看，与太阳的直接光相比，它含有相对较少的红光——可能也更少的红外线。尽管如此，太阳的发光强度越高，硫化物在阴暗处的发光强度就越高。这种解释确实是正确的，因为如果我们用硫酸铜溶液作为熄灭剂，把太阳光线从太阳光中吸走，在阳光下的光照就会立刻比在阴凉处的光照强得多。
同样的推理也解释了为什么硫化锌不仅在强光下不发光，而且在之前被照射过的情况下会熄灭。在我们的人工照明系统中，十分之九的射线是熄灭红外线。于是，光线的作用就被它们破坏了。即使插上一层厚厚的硫酸铜槽，也只能得到非常微弱的光照，因为红外线占主导地位，不可能以足够的比例阻挡它们。此外，这个波谷的插入大大降低了照明光线的强度。在一定的范围内，硫化物的磷光程度与照射它的光源的强度成正比。在微弱的光源下，磷光硫化物无论暴露多长时间都不会饱和。
我重复一遍，我刚才所说的关于硫化锌的一切并不适用于其他磷光硫化物，因为它们对大辐射，特别是对红外辐射的轻微敏感，这就是为什么硫化钙的屏在阻止熄灭辐射的槽后不会明显变亮的原因。后者的作用太慢，无法与已经有时间起作用的照明辐射相抗衡。
眼睛对红外辐射甚至比除锌以外的磷光硫化物更不敏感。如果视网膜的敏感度和这最后一个身体一样，是相反方向的辐射所产生的效应的总和，那就足以在眼睛和风景之间设置适当的屏障，使风景的表面亮度大大增加。到那时，就完全没有必要用电来照明我们的街道了。
仅在磷光的情况下，没有观察到光谱两端如此不同的作用。它们也存在于摄影中，我将继续展示。
2.光谱各区域的相反性质及其在摄影中的作用
如果照相底片对红外线的破坏作用具有与硫化锌相同的灵敏度，那么就有可能像我们对硫化锌所做的那样，把它放在阻止熄灭射线的照相机屏幕前面，从而大大提高印模的速度。
但在这种情况下，因为感光板虽然对可见的光线很敏感，但对不可见的光线就不那么敏感，因此不可见的光线就不能起作用。然而，通过引入时间的作用，我们很容易就能证明，熄灭射线可以破坏照亮射线在印版上产生的印痕。
让我们把一块厚度可达1毫米的硬质橡胶片放在照相用的黑暗底片上，但最好将其减少到1 / 2毫米，以便获得清晰的轮廓。在这个盘子上或下面，我们将用胶水从锡纸上剪出一个十字。在硬质橡胶板后面，我将在黑暗中引入一个极细颗粒的明胶溴化板，之前将其暴露在蜡烛光下2秒钟后变得浑浊。我合上镜框，把它暴露在阳光下一个小时。红外线穿过硬质橡胶，破坏了之前曝光在印版上产生的云。在金属十字架保护的部分，它们不会发生作用，这就是为什么，在显影时，我们会在一个很轻的地面上发现金属十字架的再现。硬质橡胶板也可以用两张或三张叠加的黑纸代替。
这个实验和我们通过在蓝光或紫光照射下对底片过度曝光所得到的研究结果没有相似之处。红外线只会破坏照相印象，而不会产生照相印象。这种特性仅限于红外线，因为在足够长时间的曝光下，红光可以在底片上留下深刻的印记。事实上，如果我们延长在红色玻璃下的曝光时间，底片首先变得浑浊，然后自动澄清。但在这个实验中，在所有辐射中观测到的反演现象，构成了一个非常不同的现象秩序，开始发挥作用。在光谱的可见部分，任何破坏长时间曝光所产生的印象的辐射——这一事实很容易用分光镜加以证实。
我们将在下表中总结光谱两端的拮抗性质。
谱两端的拮抗作用表
光谱可见区-红外不可见区
A.不能通过不透明的物体。能穿透大多数物体，肉眼不可见，金属除外。
B.印版- B '。破坏印版上产生的印痕
C’产生磷光。匮乏压抑了磷光
D.产生植物生命所依赖的大部分反应。破坏大量由可见光产生的反应。尤其破坏植物的色素。
E.能量解离物质，特别是在整个紫外线端- E '。对物质没有解离作用。
造成这些差异的原因还没有找到;如果说事物的“如何”有时是容易理解的，那么他们的“为什么”还不容易理解。
