这事儿要从上次去泰国玩儿说起。现在泰国已经被中国人承包了，你在泰国看见的中国人，肯定要比你在三里屯看到的优衣库多多了，啊呸，是三里屯看到的中国人多多了。
我就看到一家三口来海边旅行，那个小朋友是个好奇宝宝，老是拉着他爸爸问这问那。呦，我这一听，他正问道“爸爸，爸爸，天空为啥是蓝色的”？他爸嫌烦没搭理他。
我本着多年助人为乐的优秀品质，和把每个孩子都视若己出的大爱精神，给他解释道：小朋友，那是因为瑞利散射啊。
你知道瑞利散射嘛？就是当粒子尺度远小于入射光波长时（<λ/10），其各方向上的散射光强度是不一样的，该强度与入射光波长的四次方成反比。
顺手我就在脚下的沙地上把瑞利公式写给了他，还不辞辛劳的给他解释了，式中出现的字母都有什么意义，以及这个式子有什么物理意义。
简单说就是，太阳光谱中波长较短的蓝紫光比波长较长的红光散射更明显，短波中人眼对紫光不敏感对蓝光敏感，所以最后天空呈现蓝色。
想来我这种毁人不倦（雾，划掉）的态度感动了小朋友，听完这个他一脸懵逼，整个人都不对了。
我见机又问他，你知道大海为啥是蓝色的嘛，来哥哥再给你讲一哈拉曼散射，看到他嚎啕大哭地跑远了，我终于露出了志得意满的英（wei）俊（suo）笑容。（KO熊孩子*1）
说到海洋为什么会是蓝色，1921年印度物理学家拉曼从英国坐船回来时，也在思考这个问题。
我认为，基于印度糟糕的交通系统，本来拉曼先生考虑的应该是，如果被挤落水后会有怎样的运动过程，但是这个问题已经被艾萨克·牛顿爵士很好的解决了，所以拉曼先生只好考虑海洋的颜色问题。
自这次航行起，拉曼开始了这方面的研究，促成他于 1928 年 2 月发现了新的散射效应，就是现在所知的拉曼散射。敲黑板，在物理和化学方面都很重要！
01
拉曼的全名是 Chandrasekara Venkataraman。别瞅我，我也不会读！我猜大家叫他拉曼，真的是因为，没人能读出这个印度小子的名字。
长的很印度的拉曼先生
他的成长经历和你我不一样（我们不一样~），是一个标准的天才神童的成长经历。主修光学和声学的拉曼，16岁就大学毕业，19岁就硕士毕业了。
在获得学位后，拉曼再接再厉奋发图强的考上了，呃，政府的助理会计主任。此后，他天天在腐朽堕落的殖民地政府的办公室里，悠哉悠哉地喝茶看报浪费生命，日子爽的不要不要的。（这似乎也和现在我们大多物理专业的毕业生一样，捂脸）
不一样的是拉曼先生是个爱热闹的人，经常在闹市给大伙儿讲物理、做实验（呸，恶趣味）。他的研究课题包括印度舞里常出现的：西塔尔琴（印度弦乐器）、塔不拉（印度鼓）和穿莎丽的印度姑娘。
由于老给同事们讲非线性光学、时不时还动手动脚（做实验），拉曼最终被不厌其扰的同事们集体投诉。这导致拉曼先生不得不辞去热爱的、事儿少钱多离家近的官老爷工作。
他还能干什么呢？没错，当物理学家啊，去嚯嚯那些科学呆子吧拉曼！
相爱没有那么容易，当物理学家也是。加入天地会要去总舵刻反清复明、加入纽约黑帮要和“教父”一起吃dinner、就连加入洪兴都要先到山鸡那里拜拜码头，科学界其实也差不多。
怀着对过往吹比的无限悔恨，和对未来的不安忐忑，拉曼来到了科学繁荣昌盛的英国。
02
那是1921年的夏天，伦敦的天气还是有一些闷热。马路边的咖啡店里，人们兴致勃勃地谈论着当时正要在牛津举办的英联邦的大学会议。街上的报童在大声叫卖报纸，那上面正在讨论爱尔兰与英国签定停火协议，没人注意到在遥远的中国有一个名为中国共产党的组织成立了。
街边一位绅士彬彬有礼地扶着贵妇人上了马车，赶去听普契尼的歌剧《图兰朵》。两位老太太羡慕地望着马车远去，对贵妇帽子的式样大为赞叹，但不久后，她们就找到了新的话题，开始对瑞利男爵三世的遗产案评头论足起来。看来，即使是新世纪的到来，也不能改变这个城市古老而传统的生活方式。
在英联邦大学会议上，拉曼见到了伟大的汤姆逊、伟大的卢瑟福、伟大的布拉格以及伟大的狄拉克（当然这些人都没有鸟这个浑身咖喱味的殖民地小哥）。
虽然作为一个小透明，拉曼被无视到都没人来打脸。但他发现在这里人们对物理学的兴趣简直高亢，开尔文爵士的演讲居然能吸引各种社会名流，在这里做科研的人简直不要太爽。
待了五个月之后，拉曼且悲且喜的踏上回国的船“纳昆达”号。为什么悲伤呢？因为拉曼发现，他的偶像、因研究光的散射、提出著名散射公式的瑞利已经于两年前去世了；而令拉曼先生欣喜的是，他在这个过世大佬的文章里发现了一个致命的错误。等着吧，你们这群傲慢的英国佬，我会给你们一个教训的，拉曼暗暗道。
现在我们知道，瑞利在解释完瑞利散射后，貌似有点累，于是他大失水准地告诉大家，海之所以是蓝的是因为反射天空的颜色。真的是这么简单嘛？爱做实验（爱BB）的拉曼站出来了：不！不是这样的！
作为实验狂魔，拉曼长期在头巾里包着一些简单的光学仪器，包括一个口袋大小的分光仪、几个尼科尔棱镜、一个小望远镜，甚至还有一片光栅（大雾，划掉）。在从英国驶往印度的漫长旅途上，他利用这些仪器来检查海水，终于确信水分子就像气体分子一样，也可以将光散射。
所以他一抵达孟买港口，就马上投了一篇快报式论文到Nature期刊。（哇，你也是胆子大，不先投个二区试试水？）
果不其然，这篇文章无人应答。
但是拉曼在船上所得到的洞见给了他极大的鼓舞，因此当他回到加尔各答的实验室后，他和他的小伙伴们就着手从新的方向研究光的散射效应。
与此同时，1922 年康普顿（Arthur Compton，1927年获得诺贝尔奖）发现，X 射线在和电子非弹性碰撞后，会损失能量，因此波长会变长。这给了拉曼很大的启发，他相信类似康普顿效应的情形，也可被证明出会出现在可见光与分子 的非弹性散射上。
康普顿效应
拉曼和他的研究团队在加尔各答做了一些简单的实验，来看不同液体中光的散射情形。他们用阳光作为光源，用不同的滤光器将各色光分离出来，然后让其自液体标靶中散射出去。只用如此简单的装备，就能观察到许多不同液体中光散射的颜色变化。
一束光通过棱镜
在1928 年 2 月，拉曼又通过实验观察到散射的光会极化，因此可以分辨出新的散射效应和荧光的区别。他和同事克里许南（K. S. Krishnan）合寄出一篇短论文到 Nature，标题为《一个二次辐射的新类型》，在论文中他们描述所检查过的 60 种不同的普通液体，在所有液体中都观察到，些许程度的新散射效应。
不久，拉曼用分光仪测出光与散射光的确切波长，并于3月时将此量化的结果在南印度科学协会的演讲和《印度物理期刊》（Indian Journal of Physics）中公布出来。
当时其他科学家也有在研究光的散射效应，例如俄国物理学家兰兹伯格（ Grigory Landsberg）和曼德尔斯坦（Leonid Mandelshtam） 。他们于 1925 年开始在石英中观察光散射，起初也因石英样品不良，有许多杂质而研究受阻。但之后他们设法得到了足够纯的石英样品， 因而在 1928 年 2 月也独立地观察到，与拉曼散射相同的散射效应。两个月后，他们将结果在莫斯科的会议中发表。
拉曼散射效应
物理学家很快地认识到拉曼效应的重要性，它不仅给量子理论提供了另一种确认，还在分子振动与旋转的研究方面很有用。量子领域的大佬爱因斯坦看着拉曼的论文赞不绝口时，可能不会想到这个被他夸赞年轻人，是个包着头巾、边吃咖喱边抠脚的印度小哥。
在短短几年间，化学家就都开始用拉曼光谱学作为化学分析之用。 现在拉曼光谱在日常生活中就有应用，记得地铁里安检液体的那个仪器嘛~
我们将激光聚焦在样品表面，并在样品表面收集拉曼散射信号。由于激光焦距固定，拉曼光谱可以有效分析薄透明包装材料内(如塑料样品袋或透明玻璃瓶)的样品。（真的不是那个喝一口就算过安检了~）
拉曼光谱仪
当然新型透视拉曼技术，更是能穿过不透明包装的材料，（例如塑料瓶、纤维样品袋、双层玻璃、纸张以及纤维包封等），检测包装内部的样品，是不是敲腻害~
03
拉曼因此发现而于1930年获得诺贝尔奖，此外还获得无数的其他荣誉。他于 1929 年被英国政府封以爵位（注：印度于 1947 年才脱离英国独立），现在我们要叫他拉曼爵士（Lord Raman）
再后来印度独立，拉曼先生走上人生颠覆，当上了印度科学院的院长，还在班加罗尔 （Bangalore）设立了拉曼研究所。他在印度的地位相当于当年牛顿在英国一样。他逝世于 1970 年，为了纪念拉曼和他的发现，印度将每年的2月28日订为国家科学日，以兹庆祝。
拉曼终于成为了和甘地、泰戈尔一样的伟大印度人，也和牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦等人一起成为物理学界的擎天柱。
这,告诉我们，只要爱做物理实验，即使你是个包着头巾浑身咖喱味的小哥，上帝？湿婆也会让你出名的。
作者系中科院半导体所研究生
参考文献
萧如珀等/译，《1928 年2 月：发现拉曼散射》，APS News（美国物理学会新闻）；
简趣玲，《物理实验》：喇曼效应，1985年02期；
王大明、郭振华，《自然辩证法通讯》：拉曼：土生土长的印度科学家，1994年01期
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