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在高海拔地区，思考是极其困难的。位于智利的阿塔卡马沙漠海拔近3000米，甚大望远镜（Very Large Telescope）的控制室就位于此地。如果你坐在屋内，稀薄的空气会让你昏沉，仿佛长久宿醉。这是没办法的，从进化角度看，人体实在无法胜任类似高山顶峰的工作环境。而2021年的春天，我就是在此地忍受着模糊的神志和剧烈的头痛，尽力完成一系列精心计划好的观测任务。好在计划是很久前在山脚富氧环境下制定好的。
忍受头痛的折磨还是物有所值的，这也很好理解，展现在我面前电脑屏幕上的是人类从未见过的画面：古老的黑暗中，浮现出原始宇宙的遗迹。而仅仅看着图像，我仿佛就已经跨越了宇宙时间的鸿沟，穿过数十亿年的时间，窥视地球形成前宇宙的奇妙。如果你感觉这一切听起来有些超现实，这也不怪你：不久前，如果有人敢这么描述宇宙，肯定会被认为是巫术而非科学。事实上，即使现在，在有天文学背景的我看来，也感觉一半是魔法，一半是科学。这种跨越时空之旅的把戏本质上是如何实现的呢？
要找到答案就要看光的属性了。光以不可思议的速度在宇宙中飞驰，既承载来自过去的信息，又成为我们了解宇宙的工具。人类对自己在宇宙地位的认知，几乎都建立在光的基础上。
鉴于本书承诺要指引大家认识“看不见的宇宙”，在一开始赞颂光的重要性似乎有些奇怪，毕竟，单从字面上来看，“光”不就是用来照亮并展示“有形宇宙”的吗？但我们不应该过于局限，认为可见光就是一切。著名诗人托马斯·斯特尔纳斯·艾略特（T.S. Eliot）说过——“有形之光”是“无形之光”的可见提示。这句诗很好地描述了现代天文学的观点。上文中提到的我在处于反应神经错乱下所观察的远古星系，是由红外光捕捉到的一张远古宇宙的快照，如果没有现代技术的加持，肉眼完全看不到。本书之后会介绍，我们周边的宇宙充满了“无形之光”，向天文学家揭露千奇百怪的宏伟奇观，而这一切对于我们的祖先来说都是超乎想象的。
本章将交代一些背景知识，我想借此机会和读者讨论光。光无疑是宇宙众多奇迹之一，然而在日常生活中，正因其随处可见，我们往往会忽略光的奇妙。除此之外，我还想为大家介绍一些理论，关于光的特性和机理，这样能构建一个“概念工具箱”，让我们更好地探索看不见的宇宙。