中国古代物理学-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。