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第33章 第七節峨眉寶光

中國古代物理學 戴念祖 1109 2018-03-20
“峨眉寶光”、“峨眉佛光”或“金頂祥光”都是在高山頂上見到的光學奇景。在我國四川峨眉山上所見居多,故而如此稱之。它又稱五彩光環、布羅肯光環(Brocken bow)或山地寶光。西方人所說的“布羅肯光環”,是以德國哈爾茲山脈的最高峰布羅肯命名的,其海拔為1142米。四川峨眉山主峰萬佛頂的海拔為3099米。在許多高山頂上都能見此奇景,甚至於在雲層上空飛行的飛機上也偶有所見。實際上,它就是射進云霧表層的太陽光的衍射光環。它的產生必須有兩個物理條件:一是太陽光;二是在觀察者的腳下有云霧。 當山頂或觀察者頭部的影子既落在距離較近的下方雲層或霧帶上,又恰好落在衍射光環的中心時,觀察者將見到令人興奮而驚訝的奇觀:這山頂或觀察者頭部的影子披上了一層層彩色光環。此刻,不少觀察者聯想到祖宗蔭德、蒼天賜福,“天將降大任於斯人也”。 “佛光”、“寶光”、“祥光”之說便由此而生。說穿了,至多只能說那個人或那些人巧逢形成光環的物理條件罷了。更現實一點的是,趕緊取出照相機攝下自己影子的照片,倒是大自然賜予的一件極為珍貴的光學紀念品。

其實,古代人早已觀察到寶光。宋代范成大於公元1177年在峨眉僧人陪同下游峨眉時曾作了詳細記錄:某日,登山至光明岩,“忽雲出岩下旁谷中”,“雲行勃勃如隊仗”,剛到岩石處便稍稍停留了片刻。此時,“雲頭現大圓光,雜色之暈數重,倚立相對,中有水墨影,若仙聖跨象者。碗茶頃,光沒,而其旁復現一光如前。有頃亦沒。雲中復有金光兩道,橫射岩腹。”日暮,雲物皆散,山野靜寂。次日,又登岩。上及一山頂,忽大雨傾注。僧人說:“洗岩雨也,佛將大現。”雨畢,雲霧复布岩下,“紛鬱而上,將至岩數丈輒止,雲平如玉地。時雨點猶余飛,俯視岩腹,有大圓光,偃臥平雲之上,外暈三重,每重有青黃紅綠之色光。至正中,虛明凝湛。”此時,每一個觀察者都見到自己形體影子,“現於虛明之處,毫釐無隱,一如對鏡。舉手動作,影皆隨形,而不見旁人,僧云此乃'攝身光也'。凡佛光欲現,必先布雲。”(《吳船錄》卷上)

我們只是引述其中的一小部分。若能讀其原著,更令人激動不已。范成大正確地記下了峨眉寶光所以形成的兩個必要的物理條件,對衍射光環及其色彩變化也描寫得清清楚楚。 “至正中,虛明凝湛”,是指衍射光環中心的暗影;現於虛明之處的“攝身光”是觀察者本身在衍射環中心的投影。通篇記述,唯一遺憾的是衍射這一近代光學道理未曾言明而已。然而,我們不應苛求於古人。這一記載,表明古代中國人不僅最早觀察到所謂布羅肯光環,而且觀察得仔細、記述得詳盡也是令世人驚嘆的。 范成大之後還有許多觀察記載。如明代陸深在其觀察日記中,將寶光出現的條件概括為“見於雲日映射之際”,真是太簡潔明了了。
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