古人怎样理解“彩虹”,们对彩虹的认识是愚昧,还是科学？

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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。

其他观点：

《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“……

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其他观点：

在古代的认知中。西方和东方的对于彩虹的认知基本是相同的。不过西方少数人认为彩虹是光的一种折射。但是对于当时的老百姓并没有什么说服能力。因为在当时宗教是主流。控制着人民的思想。在阿拉伯人民的传说当中。彩虹是光明神哥沙赫的弓。当哥沙赫休息的时候。就把自己的弓挂在了另一边。这就形成了彩虹。这就是阿拉伯人民对于彩虹的理解。回归东方。在中国有着科学和宗教的两面探讨。在北宋期间。沈括的《梦溪笔谈》中说到：“虹。日中水影也。日照雨。则有之”简单概括了彩虹的形成。还有的就是在宗教记载。彩虹是双头蛇。是不祥之兆。对江山不稳。所以把彩虹又叫做龙吸水。其实彩虹的名字叫做天虹。简称为虹。是气象学中一种光学现象。当太阳光照在空气中的水滴。光线被折射及反射。就会形成咱们雨后看到的彩虹了。

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