中国古代物理学 作者:戴念祖·张蔚河


第七节 峨眉宝光

  “峨眉宝光”、“峨眉佛光”或“金顶祥光”都是在高山顶上见到的光学奇景。在我国四川峨眉山上所见居多,故而如此称之。它又称五彩光环、布罗肯光环(Brocken bow)或山地宝光。西方人所说的“布罗肯光环”,是以德国哈尔兹山脉的最高峰布罗肯命名的,其海拔为1142米。四川峨眉山主峰万佛顶的海拔为3099米。在许多高山顶上都能见此奇景,甚至于在云层上空飞行的飞机上也偶有所见。实际上,它就是射进云雾表层的太阳光的衍射光环。它的产生必须有两个物理条件:一是太阳光;二是在观察者的脚下有云雾。

  当山顶或观察者头部的影子既落在距离较近的下方云层或雾带上,又恰好落在衍射光环的中心时,观察者将见到令人兴奋而惊讶的奇观:这山顶或观察者头部的影子披上了一层层彩色光环。此刻,不少观察者联想到祖宗荫德、苍天赐福,“天将降大任于斯人也”。“佛光”、“宝光”、“祥光”之说便由此而生。说穿了,至多只能说那个人或那些人巧逢形成光环的物理条件罢了。更现实一点的是,赶紧取出照相机摄下自己影子的照片,倒是大自然赐予的一件极为珍贵的光学纪念品。

  其实,古代人早已观察到宝光。宋代范成大于公元1177年在峨眉僧人陪同下游峨眉时曾作了详细记录:某日,登山至光明岩,“忽云出岩下旁谷中”,“云行勃勃如队仗”,刚到岩石处便稍稍停留了片刻。此时,“云头现大圆光,杂色之晕数重,倚立相对,中有水墨影,若仙圣跨象者。碗茶顷,光没,而其旁复现一光如前。有顷亦没。云中复有金光两道,横射岩腹。”日暮,云物皆散,山野静寂。次日,又登岩。上及一山顶,忽大雨倾注。僧人说:“洗岩雨也,佛将大现。”雨毕,云雾复布岩下,“纷郁而上,将至岩数丈辄止,云平如玉地。时雨点犹余飞,俯视岩腹,有大圆光,偃卧平云之上,外晕三重,每重有青黄红绿之色光。至正中,虚明凝湛。”此时,每一个观察者都见到自己形体影子,“现于虚明之处,毫厘无隐,一如对镜。举手动作,影皆随形,而不见旁人,僧云此乃‘摄身光也’。凡佛光欲现,必先布云。”(《吴船录》卷上)

  我们只是引述其中的一小部分。若能读其原著,更令人激动不已。范成大正确地记下了峨眉宝光所以形成的两个必要的物理条件,对衍射光环及其色彩变化也描写得清清楚楚。“至正中,虚明凝湛”,是指衍射光环中心的暗影;现于虚明之处的“摄身光”是观察者本身在衍射环中心的投影。通篇记述,唯一遗憾的是衍射这一近代光学道理未曾言明而已。然而,我们不应苛求于古人。这一记载,表明古代中国人不仅最早观察到所谓布罗肯光环,而且观察得仔细、记述得详尽也是令世人惊叹的。

  范成大之后还有许多观察记载。如明代陆深在其观察日记中,将宝光出现的条件概括为“见于云日映射之际”,真是太简洁明了了。
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