同样是固体，为什么有些是透明的，有些是不透明的，有些是半透明的？为什么玻璃水晶和钻石是透明的，金银铜铁不透明，玉石和某些陶瓷是半透明的？

著名的Arcot II 巨钻石，设计师将光线的折射用到了极致

这些在我们身边司空见惯的现象，背后却潜藏着深奥的科学道理。今天，我将试着从“最物理”的角度、用最浅显的语言来解释这一现象。

关注我的朋友也许已经注意到，十天前我已经就玻璃透光的问题写过一篇文章，为什么半个月不到又要就同一个问题再写一篇？因为我经过两个星期的思考后发现，要想把这个问题解释透彻，量子物理是绕不过去的一个坎。为不留遗憾，决定续写文章，以使透明的问题更加透明。

本文比较长，并且涉及量子力学的知识以及基于量子场论的分析，尽管我尽力避免使用公式和专业词汇，但为了把问题交待清楚有些地方还是会显得晦涩。如果你觉得读起来太烧脑，直接看大标题、黑体字和最后的结论就好了。

讨论透明，必然先要搞清楚光是什么。学过物理的人都知道，光既是无质量粒子，同时又是电电磁波，光具有波粒二象性。

光是粒子，同时也是波

那么电磁波是由无数光子组成的吗？我们平时看到的光，是一颗一颗飞进眼球的光子吗？这个说法并不准确，严格地说，电磁波是由无穷种携带着能量的光子叠加而成的。

在量子学中，光子又被称为“光的能量子”或“能量子”。能量子的概念之所以重要，是因为量子学认为电磁场的能量是量子化的，只能一份一份地发射和吸收。而在经典物理学中会把电磁场的能量看作是连续的，不会刻意去定义“能量子”，于是统统当成光子。

“能量子”很重要，我们后面要用到。

物质大多是由原子构成的。原子都有原子核和核外电子，大部分原子的核外电子有分层，原子通过其最外层的电子相互构成共价键来进行连接。因为固体中的共价键将原子之间紧密地固定在一起，粒子之间紧紧相扣，不容易移动位置，所以它的宏观形态是相对固定的。

固体分为晶体、非晶体和准晶体三类，这三类固体都有可能透光。

冰是自然界最常见的固体之一

晶体在自然界中很广泛，许多固体物质都是晶体，比如我们常见的盐、白糖、冰、水晶、钻石、铁、铜等金属。晶体又分许多种类，其中单晶体的粒子结构很规则，内部结构中的原子、原子团、离子、分子有规则地在三维空间呈周期性重复排列，组成一定形式的晶格，因此从外形上它会显示出一定的形状。

非晶体内部的分子排列是混乱无序的，它的物理特征从各个方向上相同，所以称“各向同性”，像玻璃、沥青、珍珠、橡胶等属于非晶体。严格意义上来说由于非晶体没有固定的熔点，所以有些人并不认同玻璃是固体，只认为它属于玻璃体。