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楚国天文学探索:虹霓观测与战国时楚人的认知

时间:2023-09-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:西周以后,人们对虹霓现象的观测更加注意。西周统治者以天人感应的宗教迷信为据,把包括虹霓在内的各种天文大气现象都视为天意的体现。另外,战国时的楚人对主虹和副虹已经有了明确的区分,他们把主虹视为雄性,把副虹视为雌性,并给副虹取名为蜺。楚人还认为,虹霓是云中发生的现象,所以又把虹霓称作云霓。关于虹霓是阳光照射雨滴所产生的现象,大概到晋代才为人们所认识。

楚国天文学探索:虹霓观测与战国时楚人的认知

夏天,有时大雨刚刚下过,云雾散开,太阳对面的天空就会出现一道半圆形的艳丽彩带,它就是虹。据现代气象学研究,虹是大气中的一种光学现象,是太阳光经过雨滴的折射和反射作用而形成的。因为,阵雨过后不久,天空中还会漂浮着无数直径在1 毫米左右的雨滴。这时,照射在雨滴表面的太阳光,有一部分会经过折射进入雨滴(图6-8)。太阳光虽然看起来是白色的,实际上却是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色混合而成的。不同颜色的光进入雨滴后,折射率各不相同:紫光的折射率最大,红光的折射率最小,其他各色光的折射率介于紫光和红光之间。这样,它们就会在雨滴的内表面B1B2 弧上形成一条彩带,然后经过反射,再从C1C2 等处折射出雨滴。由于各色光的折射率不同,这样,某一雨滴折射出的各色光中,只有一种颜色能够射向背对着太阳的观测者的眼睛,其他各色光都不能被观测者看见。然而,空中的雨滴是无数的,处于同一圆弧上的各个雨滴都会把同一种颜色的光折射到观测者的眼中;处于不同层次圆弧上的雨滴,将会分别把不同颜色的光折射到观测者眼中(图6-9),从而使观测者看到一条由不同颜色组成的弧形光带。其中,紫色光因折射率最大而处于光带的内侧,红色光因折射率最小而处于光带的外侧。

图6-8 形成虹的时候阳光在雨滴中的折射情况

图6-9 形成虹的时候的光线路径

虹的色彩和宽度,跟雨滴的大小有关。雨滴越大,虹的色带越窄,色彩越鲜艳;雨滴越小,虹的色带越宽,色彩越淡。当雨滴的直径小至0.05 毫米时,虹就会完全失去彩色,变成一条宽大的白色弧圈。

有时,在虹的上方还能见到一条颜色的排列次序与虹相反,而色彩稍淡的另一彩带。这条彩带就是副虹,我国古代称为霓。霓的成因与虹稍有差别,它是太阳光在雨滴中经过两次折射(图6-10)而形成的。因为多了一次折射,各色光折射出雨滴的角度就发生了倒换,从而导致霓的色序正好与虹相反。因为多了一次折射,也使光能多了一些损失,从而导致霓的颜色要比虹稍淡。

我国古代最早的观虹记载见于殷墟卜辞。例如:

图6-10 形成霓的时候阳光在雨滴中的折射情况

九日辛亥,日,大雨自东……虹西。(《乙编》8503)(www.xing528.com)

昃亦有出虹,自北饮于河。(《菁华》4)

这说明,楚人先民至迟在殷代就已注意对虹的观察,并且可能发现虹有常出现于大雨之后的规律。不过,如果从战国楚人著作所记载的关于尧时“十日并出”以及尧命羿射九日的传说看,楚人先民很可能在帝尧时代就已经观看到了美丽的虹霓现象。因为,《庄子·齐物论》提到了尧和舜的一段对话,其中舜曰:“昔者十日并出,万物皆照。”而屈原的《天问》则云:“羿焉彃日?乌焉解羽?”王逸注曰:“《淮南》言,尧时十日并出,草木焦枯,尧命羿仰射十日,中其九日,日中九乌皆死,坠其羽翼。故留其一日也。”

本章上一节曾经指出,所谓“十日并出”的传说,很可能是楚人先民在尧时曾经经历过一段较长时期的炎热干旱天气,并且见到过一次“多日并出”的假日现象[19] 。而所谓羿射落九日的传说,则很可能是在假日现象发生之后下过一场大暴雨,暴雨不仅使旱情得到了解除,使假日现象消失,而且使雨后的天空出现了一道弯弓一样的彩虹。这一系列在久旱之后所产生的罕见的自然现象,在楚人先民的心目中留下了深刻的印象。在当时还不能正确认识这些现象的自然本质时,人们便借助神话来进行解释,把雨后九个假日的消失和一道彩虹的出现,想象成是英雄羿使用彩虹这只天弓射杀了九个多余的太阳;而那场自天而降的暴雨,则被想象成日中九乌被射死后坠落的羽毛。关于降雨和乌羽之间的神话关系,正如东汉刘熙《释名·释天》所说:“雨,羽也,如乌羽动则散也。”所以,如果当时没有假日现象和雨后彩虹的出现,人们后来大概也不一定能编写出羿射九日的故事情节来。

西周以后,人们对虹霓现象的观测更加注意。西周统治者以天人感应的宗教迷信为据,把包括虹霓在内的各种天文大气现象都视为天意的体现。据《周礼·春官》记载,周王室设立的视祲一职,其职责就是“掌十煇之法,以观妖祥、辨吉凶”。在所谓的“十煇”当中,第九种现象叫作“”,郑玄注云:“虹也。”在民间诗歌当中,虹霓现象也常被人们用来抒发思想情感。如,《诗经·鄘风·蝃》云:“蝃在东,莫之敢指……朝于西,崇朝其雨。”毛传:“蝃,虹也。”

东周开始,诸侯各国纷纷自己开展星气占卜活动。据《开元占经》卷九十八记载,楚国星占家甘德就开展了根据虹霓占卜吉凶的活动。如:

甘氏曰:赤虹出日左,大凶。

甘氏曰:虹出牵牛之度,必有坏城,期二年。

长沙马王堆汉墓帛书《天文气象杂占》是由楚国星占家所编写,其中亦有关于虹霓的占词。如:“赤虹冬出,主□□,不利人主。白虹出,邦君死亡。”另外,战国时的楚人对主虹和副虹已经有了明确的区分,他们把主虹视为雄性,把副虹视为雌性,并给副虹取名为蜺。如,《楚辞·九章·悲回风》云:“上高岩之峭岸兮,处雌蜺之标颠,据青冥而摅虹兮,遂倏忽而扪天。”楚人还认为,虹霓是云中发生的现象,所以又把虹霓称作云霓。如,《离骚》云:“飘风屯其相离兮,帅云霓而来御。”又云:“扬云霓之唵蔼兮,鸣玉鸾之啾啾。”

关于虹霓是阳光照射雨滴所产生的现象,大概到晋代才为人们所认识。唐代孔颖达在注疏《礼记·月令》时,引晋代郭璞云:“雄者曰虹,雌者曰蜺。雄谓明盛者,雌为暗微者……若薄云漏日,日照雨滴则虹生也。”

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