
雨后斜阳,七彩环虹在天际一挂,使自然美景分外增妍。
人们不禁要问:“谁持彩练当空舞”?事实上,虹是白光色散的结果。
什么叫色散呢?原来自光是由红、程、黄绿、蓝、靛、紫七样色光组成的。
所以白光在一定条件下会分散成七色光,这就叫色散。
彩虹的发生,就是当空气里存在许许多多水滴,太阳白光射在水滴上,发生折射和反射,而白光中的七色光折射程度不同,紫光最大,红光最小,天空中就出现了七色的虹桥。
这样说来,彩虹是自然界最大规模的色散现象了。
不管我国还是外国,研究色散总是从彩虹开始的。
一、古人对彩虹的观察对于虹的认识,科学和迷信一直进行着尖锐的斗争。
迷信给虹涂上种种神秘的色彩,说它是美人,是淫气,是天弓,甚至是能饮水止雨的动物,它的出现象征着灾难……等等。
这些都是人们认识水平低下,无法解释自然现象的一种结果。
另一方面,劳动人民长期以来观察和探索它的规律,不断揭示它的本质。
我国在殷代甲骨文里就有了虹的记载。
在周代的上半期,即公元前1066-403年间,我国劳动人民已经有了这样一条经验:早晨太阳升起时,如西方出现了彩虹,天就要下雨了。
他们还把这一经验编成诗歌:“朝降于西,崇朝其雨。
”战国时期的《楚辞》里,记载虹的颜色为“五色”。
东汉蔡邕在《月令章句》一书中,也说到虹的生成条件及其位置规律。
他说:虹是生成于和太阳相对方向的云气之中,没有云就不会见到虹,但阴沉天气也不会形成虹。
这些说法,尽管是十分表面的,但基本上是正确的。
先秦时代,还有人企图以当时的阴阳哲学理论去解释虹的生成。
二、古人对虹生成条件的解释《庄子》里说:“阳多阴为虹。
”我们知道,虹的生成条件是阳光和水滴群。
在阴阳理论里,太阳属阳,水属阴,把阳光照射水滴,说作是“阳炙阴”,是能够自圆其说的。
当然,这并没有说到色散的本质上来。
不过也可以看到,古人对待科学问题具有独特的思想方法。
到了唐代,人们对于虹的认识就大大前进了一步。
那时已经知道虹是太阳光照射雨滴而生成的。
孔颖达(公元574-648年)写的《礼记注疏》中,在《月令》“虹始见”条下就记载说:“若云薄漏日,日照雨滴则虹生。
”这里已粗略地揭示出虹的成因。
当然,跟现代严密而完整的解释相比,尚有较大的距离。
但在1300多年前就能提出这样的解释,实在是足以自的。
在欧洲,英国科学家培根(公元1214-1294年)最先发现虹是由太阳照射雨滴反射而成的,比起我国来迟了600多年。
至于比较严密的解释,直到十七世纪才提出来。
三、古人“人造虹”实验还应特别提到的是,我们祖先非但最早对虹的成因作出了解释,而且创造过一个“人造虹”的实验。
我们知道,当山间布下泄,水珠四溅,日光照射,即成七彩,犹似虹電之状,这是人们所容易发现的。
唐初诗人张九龄的《湖口望庐山瀑布》诗中就有“日照虹霓似”之句。
在这种现象启发之下,使人们想到能不能人为地造成虹宽之状呢?唐代张志和写的《玄真子》(公元772年前成书)一书中就记载说:“背日喷乎水成虹霓之状”。
意思是说,背着太阳向空中喷水,就可以看到虹霓现象。
这个实验确实是很有意义的。
这是人们有意识进行的一次白光色散实验,它直接模拟了虹霓现象,不但可以验证关于虹的成因的解释,而且给了历史上关于虹的种种迷信邪说以毁灭性打击。
唐以后,不断有人做这个实验。
比如宋代蔡卞,他在《毛诗名物解》里记载说:“以水日,自侧视之,则晕为虹霓”。
这里的“自侧视之”,确实指出了观察要领,是很正确的。
四、古人对其他色散现象的观察除了虹霓以外,还有许多色散现象,在唐宋前后不断被发现并记载下来。
这不但丰富了人们对色散的认识,而且有助于对虹成因的解释。
首先,人们深入观察了单独一个水滴的色散现象。
南宋时代程大昌在《演紫露》一书中记载着一个很有趣的现象。
他说:“凡雨初霁,或露之未睎,其余点缀于草木枝叶之末,欲坠不坠,则皆聚为圆点,光莹可喜,日光入之,五色具足,闪烁不定,是乃日之光品著色于水,而非雨露有此五色也。
”就是说,当雨过天晴或露水未干的时候,活于树枝草木之端的水滴,由于表面张力的作用,总是结为亮晶晶的圆珠之状。
仔细观察其中一个小水球,在日光照射之下,可以显出五颜六色,这就是白光经过水珠折射反射之后的色散现象。
程大昌能够仔细地深入观察这种现象,是很难得的。
更重要的是,他从中得出的结论是很科学的。
他说这种颜色,不是水珠本身所有,而是“日之光品著色于水”。
这就指出了太阳光之中包含有数种色光,经过水珠的作用可以显出五色来。
这可以说接触到了色散的本质问题。
应当指出,搞清楚单个水滴的色散现象,为解释水滴群映日成虹现象提供了更扎实的基础,其意义显然是很大的。
另一方面,我国从南北朝时代开始,就发现了某些结晶体的色散现象。
那时的著作《金楼子》里记载着一种叫君王盐或玉华盐的透明自然晶体,“及其映日,光似琥珀”。
“琥珀”颜色呈红、黄、褐诸色,就是说白光通过晶体折射后呈现出几种色光来。
这是关于晶体色散的最早记录。
后来记载这种现象的就更多了,什么“菩萨石”、“放光石”之类,都能够看到“日中照出五色光”的现象;有的还直接写作“日照之,成五色,如虹。
”但在北宋以前对这种现象不大了解,所以有一些不切实际的说法,例如北宋的杨亿,方面记录了峨帽山的“菩萨石”,“日射之,有五色”的现象是正确的;另一方面却又认为那是因为峨眉山有“佛光”的关系,这又是不对的。
南宋的程大昌批判了这个错误。
他根据“此之五色,无日不能自见”的事实,指出这决“非因峨嵋有佛所致也”。
依他的看法,菩萨石的作用与小水珠的作用是一码事,同是“日之光品著色”的结果。
这才是正确的解释。
从上面简单的介绍可以看到,我国古代对于虹的色散本质有相当深刻的认识,对于色散的现象有很多发现。
明代科学家方以智在《物理小识》里,对这许多知识作了总结性记载。
他说:“凡宝石面凸则光成一条,有数棱者,则必一面五色。
如峨放光石,六面也,水品压纸,三面也,烧料三面水品亦五色;峡目射飞泉成五色;人于回墙间向日喷水,亦成五色。
故知虹霓之彩,星月之绿,五色之云,皆同此理。
”他不但全面罗列了各种各样的色散现象,包括自然晶体的色散(峨嵋放光石),人造透明体的色散(水晶压纸和烧料水晶),水滴群的色散(峡日射飞泉与向日喷水);更重要的是能够指出虹现象和日月晕、云彩等现象是相同的道理,都是白光的色散。
五、明代中期以后,我国对于色散的研究西方近代科学渐渐输入,比如意大利传教士利玛窦(1552-1610年)来华,就带有三棱镜,并作过色散表演。
后来我国一些学者努力翻译外国自然科学著作,其中也有色散方面的知识。
但那些介绍往往不很正确,甚至清代的科学家郑复光著的《镜镜詅痴》,其中对色散的论述也是不大明白的。
我国最早正确介绍近代色散知识的是张福僖(?-1862年)翻译的《光论》(1853年)。
这本书对于棱镜的分光、折光、光的合成和色盘等均有所阐述,并以白光在水滴中的折射、反射发生色散的道理,去解释虹的成因,书中又以虹为实例来证明白光可分为七色。
这样,使得人们的色散知识更加完整了。
《知史以明鉴·查故以至今》在雨过天晴之后,若天空中悄然出现一道彩虹,想必你会驻足观看,并为这难得的美景情不自禁掏出手机;尤其是在今天高楼林立的城市中,如此童话般的自然景象,肯定会刷爆朋友圈。
然而你知道吗,在春秋战国以前,甚至迟至汉代,古人往往将彩虹视作不吉利的预兆。
来看《周易》第三十卦“离卦”的九三爻,其爻辞云:“日昃之离,不鼓缶而歌,则大耋之嗟,凶。
”按照高亨先生在《周易大传今注·离卦九三爻辞》中说:“离借为螭,龙也,谓云气似龙形者,虹之类也,音转而谓之霓。
”据此,则该爻的意思是:下午至傍晚时分,有虹霓出现在天空,这是一种凶兆,如果不击缶唱歌以禳解之,则有老人悲伤忧叹之凶。
又如《诗经·蝃蝀》云:“蝃蝀在东,莫之敢指。
女子有行,远父母兄弟;朝隮于西,崇朝其雨。
女子有行,远兄弟父母;乃如之人也,怀昏姻也。
大无信也,不知命也!”“蝃蝀”,就是我们今天的彩虹。
全诗翻译成白话文,大意是:彩虹出现在东方,不可用手去指它,女子出嫁,远离家人;彩虹早晨映西边,整个上午都下雨,女子出嫁,远离家人;这个女子思婚姻,没有贞信惹人怨,婚姻应待父母命。
可见,在古人看来,彩虹不仅不能用手去指它(否则不吉利),而且形象也不太好,古人把虹想象成了一条雌雄同体的“双头虫”或“双头蛇”(现在你知道,为什么“虹”是虫字旁了吧),并以之作比兴,来讽刺一个“失德”的女子与男子私奔。
及至《汉书·五行志》引《京房易传》说:“霓,日旁气也。
”并列出十四种关于霓出现的占测,全部都是凶兆。
(“霓”,通“蜺”。
古人认为彩虹成双出现,雄的叫“虹”,雌的叫“蜺”。
)美丽的彩虹,怎么就变成了“双头虫”呢?是不是很崩溃?又为什么彩虹的出现,会被古人认为不吉利,是凶兆呢?首先,恐怕由于古人对这种“奇异”的自然现象不理解。
正如在西方神话中,海市蜃楼常常被描绘成魔鬼的化身,是死亡和不幸的凶兆,我们的古人对偶尔出现在天空的彩虹,想必也是惊恐大于审美,所以会认为它不吉利,连手都不能指。
其次,七彩虹霓悬挂天际,颜色鲜艳,光彩夺目;而在人们的印象中,自然界中色彩鲜艳的东西往往有毒,比如色彩鲜艳的毒蛇、色彩鲜艳的毒蘑菇,等等。
再次,由于彩虹通常出现于雨后的日光中,所以古人认为“虹霓,阴阳之精”,“虹霓之现,阴阳交”。
而阴阳交接,在古人看来是禁忌最多的时候,比如晚上11点到凌晨1点,是古代的子时,即十二时辰的第一个时辰,也是阴阳交接之时。
古代民间认为,夜半子时是一天中阴气最重的时候,鬼魅魍魉常常在这个时候出来活动,人最好是上床睡觉。
当然,随着人们认识的进步,对彩虹的偏见也就慢慢消除了。
到了唐代,人们已开始对彩虹作出较为科学的解释。
比如著名经学家孔颖达在《礼记注疏·月令》中,就提出了“日照雨滴则虹生”的观点;著名道士兼诗人张志和还进行了人工造虹试验;在大诗人李白的诗作中,彩虹作为一种美丽的意象,更是频频出现:“两水夹明镜,双桥落彩虹”、“安得五彩虹,驾天作长桥”、“祖席留丹景,征麾拂彩虹“……知晓更多历史人物、历史事件,欢迎关注道人,为你带来不一样的历史解答
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