在麻省理工学院的一项开创性研究中，一个由Gang Chen教授领导的团队揭示了一项变革性发现，该发现重新定义了对水如何蒸发的基本理解。传统上，蒸发主要被认为是由热量驱动的热过程。新研究引入了一个新概念：“光分子效应(photomolecular effect)”，在该效应中可见光，而不是热，在蒸发中起着至关重要的作用。这一发现可能会显著影响从气候科学到工业过程的一切，并代表着我们对自然世界的理解的根本转变。

对蒸发的新理解

几个世纪以来，人们认为水的蒸发几乎完全由热量驱动。无论是观察晨露的干燥还是工业干燥的复杂过程，科学家和工程师都基于这一原则进行理解和设计。然而，麻省理工学院最近的发现挑战了这一长期持有的信念，认为光子——特别是那些横向磁偏振的光子——可以直接从空气-水界面中分离水分子，导致它们蒸发。

观察到这种光分子效应取决于几个因素：波长、入射角和光的偏振。研究人员发现，当水几乎透明的绿光以45度角撞击水面表面时，效果达到顶峰。这违背了之前的科学共识，即可见光与水的相互作用最小。

对气候科学的影响

这一发现的最重要影响之一是它有可能解开气候科学中一个有80年历史的谜团。传统模型一直难以准确解释云层吸收阳光的程度。观测结果通常表明，云层吸收的阳光比基于散装水光学特性的现有理论所能解释的要多。光分子效应可以解释这种差异，可能导致更准确的气候模型。

Gang Chen教授说，这一发现不仅要挑战现有的范式，还要增强它们。了解光在分子水平上如何与水相互作用，使我们能够重新审视和完善从气候变化模型到水资源短缺方法的一切。

技术突破

麻省理工学院的团队采用了细致而强大的实验装置，涉及14种不同的实验，以确认光分子效应的存在。通过使用激光来操作和测量光对单个空气-水界面的影响，他们证明了光本身可以在受控条件下诱导蒸发。拉曼和红外吸收光谱等技术对于在光照下观察水簇（water clusters）的形成和行为至关重要。

此外，温度测量起着举足轻重的作用。在实验期间，水面上方的温度稳定甚至降低，而不是原来认为的由于加热而导致温度上升，这突显热能不是观测到的蒸发背后的驱动力。

工业和环境应用

光分子效应的潜在应用是广泛而多样的。在干燥是该过程关键部分的行业中，例如造纸或从海水生产盐，这一发现可以通过利用光而不是热的特定特性来提高能效的方法。

此外，这些发现直接应用于太阳能海水淡化系统，这些系统可以提高效率和成本效益，从而以可持续的方式解决严重的缺水问题。

具有广泛影响的范式转变

光分子效应的发现生动地提醒了日常现象中仍然存在的未知因素。相关研究人员指出的，“这项研究是罕见的一组真正革命性发现之一，不仅邀请我们重新思考既有知识，还为技术创新打开了新的大门。”

有些公司已经开始联系麻省理工学院团队，希望将光分子效应用于商业应用。兴趣跨越各个行业，表明这一发现的广泛潜在影响。

随着科学界继续消化和借鉴这些发现，光分子发现的影响预计将波及多个科学和工业领域。从更好地了解地球的气候系统到彻底改变工业过程，证明光可以直接导致水蒸发的影响既深刻又广泛。