天空是蓝色的，这是一个普通得不能再普通的现象。可是天空为什么是蓝色的？这个问题直到1910年才由爱因斯坦解决了。

根据记载，早在两千多年前，古希腊就有人系统对此进行过研究。由于科学手段的落后，那是对天蓝问题的研究还停留在纯思辨的阶段。近代对天蓝问题的研究始于19世纪初，最早是由丁达尔给出了解释。丁达尔认为，由于空气中存在尘埃、颗粒、水蒸气等细小微粒，这些微粒会对光线进行散射，而散射波长正好集中于光谱的蓝色区域，因此天空呈现出蓝色。这个解释持续了几十年之久，是当时的主流解释。顺便说一句，目前国内很多科普书上甚至还采用的这一解释。

然而，丁达尔的解释有一个无法解释的现象，就是不同地理环境下，天空呈现出基本一致的蓝色，比如沿海地区和沙漠地区，两者在空气湿度，尘埃微粒分布等等方面的大气条件存在重大差异，但天空的蓝色却并没有什么差别。此外，我们现在经常会遇到沙尘天气或雾霾天气，天空也并没有因此散射出蓝色。因此，丁达尔的解释是存在问题的。随着科技手段的进步，人们认识到尘埃、颗粒、水蒸气等尺寸是远大于光波波长的，事实上并不存在微粒对光线的散射，因此丁达尔的解释渐渐被抛弃了。

那么天空到底为什么是蓝色的呢？此时的科学家瑞利认为，既然微粒无法散射光线，那一定是气体分子对光波进行了散射。于是他提出了气体散射论。通过精心计算，他发现主要是空气中的氢气分子和氧气分子对光线进行了散射。理论值和实验观测吻合得非常好。于是，瑞利的解释逐步成为主流。但是，瑞利在解释中引入了一个不得不加入的假设，就是空气是理想气体。这是一个危险的行为，所谓理想气体只是一种理论抽象，现实中并不存在。因此瑞利的解释存在着理论上的天然弱点。对瑞利解释的争议始终没有停止。

就在各方意见相持不下时，最终是爱因斯坦对这个问题给出了最终的答案。爱因斯坦另辟蹊径，他抛开了传统就光学研究光学的路子，而是从更高的层面，由热力学第二定律，根据熵增原理对天蓝问题给出解释。这正是爱因斯坦天才的地方。我们知道，熵增是宇宙的一条基本定律，制约着宇宙进化的方向。具体而言，宇宙万物都是趋于混沌的。但爱因斯坦天才地发现，这种趋向宏观上表现为一种概率，也就是说，各种事物总体上是趋向混沌的，但仍有固定的概率实现熵的“涨落”，也就是按一定概率在特定阶段趋向有序。有序和无序的分布呈现一定的概率规律。爱因斯坦通过精心计算，发现，空气的这种涨落，正好符合散射出蓝光的要求。通过光学和热力学的结合，爱因斯坦抛弃了理想气体的假设，通过熵的原理给出了天蓝的解释。目前这个解释是科学届公认的合理解释。

根据爱因斯坦的理论，不光天空是蓝色的，纯净的海水也是蓝色的。这也说明海水蓝色并不是反射的天空的颜色。甚至纯净的水，纯净的玻璃，都是蓝色的。而这些都已被现代科学实验所证实。一个普通的现象，蕴含着一个深刻的真理，并且被一个伟大的科学家揭示。这正是科学的魅力。

选文：承石小编  笔者