王恒
“單車欲問(wèn)邊,屬國(guó)過(guò)居延。征蓬出漢塞,歸雁入胡天。大漠孤煙直,長(zhǎng)河落日?qǐng)A。蕭關(guān)逢候騎,都護(hù)在燕然。”這是詩(shī)人王維寫的著名詩(shī)篇《使至塞上》。
這首詩(shī)中最精彩的句子是:“大漠孤煙直,長(zhǎng)河落日?qǐng)A?!币粋€(gè)“圓”字刻畫(huà)出河上落日的景色特點(diǎn),使整個(gè)畫(huà)面顯得雄奇瑰麗。這兩句話不僅文字很美,而且對(duì)一些科學(xué)知識(shí)描述得也很恰當(dāng)。
例如,為什么會(huì)形成一個(gè)煙柱呢?我們知道,物體在燃燒時(shí),產(chǎn)生的熱量會(huì)把周圍的空氣烤熱,并使之膨脹變得稀薄??諝饷芏茸冃。×υ龃?,帶著煙的熱空氣就會(huì)徐徐上升。熱空氣上升就是因?yàn)榈厍蛞涂諝獾母×煞N力相互作用造成的。熱空氣的密度小于冷空氣的密度,熱空氣就會(huì)受到一個(gè)向上的浮力,當(dāng)浮力大于重力時(shí),熱空氣就會(huì)向上移動(dòng),形成上升氣流。熱空氣上升后留下了空缺,冷空氣就從四面八方不斷地流過(guò)來(lái)補(bǔ)充……這樣周而復(fù)始,就形成了一股上升的氣流,如果沒(méi)有風(fēng),就會(huì)形成一條白色的煙柱。
再如,很多人對(duì)“長(zhǎng)河落日?qǐng)A”有不同的看法,他們認(rèn)為,落山時(shí)的太陽(yáng)不是圓的而是扁圓的。落日為什么是扁圓的呢?這是光的折射現(xiàn)象所造成的。
不少人都有這樣的經(jīng)驗(yàn):把筷子斜插入一只盛水的杯子里,筷子看起來(lái)像被折成兩段似的,這就是光的折射現(xiàn)象。光在密度大的物質(zhì)中“跑”得慢,在密度小的物質(zhì)中“跑”得快。水的密度比空氣大,于是,光在水和空氣的界面上傳播速度突然改變,造成光線曲折。
那么在空氣中,光線會(huì)不會(huì)曲折呢?在一定條件下也會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象。由于地心引力的作用,空氣的密度不是均勻的。地球表面大氣密度大,越往高處,空氣越稀薄,密度越小。太陽(yáng)光在到達(dá)地面前,先要穿過(guò)大氣層,受到大氣折射的作用,會(huì)稍稍向下彎曲。由于地球表面和大氣層都是彎曲的,當(dāng)太陽(yáng)落山時(shí),陽(yáng)光斜著通過(guò)大氣,穿過(guò)的距離增大,產(chǎn)生的折射可以使人明顯地感覺(jué)到。落日的上端光線和下端光線曲折得不一樣,太陽(yáng)看起來(lái)就有些扁了。
這樣一來(lái),王維的“長(zhǎng)河落日?qǐng)A”似乎有些不正確。不過(guò),這個(gè)結(jié)論下得還太早了。
我們的眼睛在正常的情況下,對(duì)物體形象的判斷有很高的準(zhǔn)確度。但是在特殊的條件下,眼睛對(duì)物體形象常常會(huì)做出某種錯(cuò)誤判斷,這是一些生理和心理上的現(xiàn)象,稱為“錯(cuò)覺(jué)”或“幻覺(jué)”。很多人都知道,人的衣著會(huì)引起身材胖瘦的錯(cuò)覺(jué),比如衣服上有橫條紋可以令人產(chǎn)生矮胖的印象,人穿帶豎條紋的衣服就顯得瘦長(zhǎng),所以胖的人穿豎條紋的衣服可使人感覺(jué)不是太胖,瘦高個(gè)的人穿橫條紋的衣服又可使人覺(jué)得較為豐滿。
現(xiàn)在,我們?cè)賮?lái)看一看王維的詩(shī)句“大漠孤煙直,長(zhǎng)河落日?qǐng)A”。如果大漠的孤煙正好聳立在落日前面,這時(shí)被人們看扁了的落日在孤煙的襯托下又會(huì)變得圓了。
太陽(yáng)是圓的,只不過(guò)因?yàn)楣饩€的折射,我們看見(jiàn)的落日是扁圓的,但在孤煙的襯托下,因?yàn)槲覀兊摹耙曞e(cuò)覺(jué)”,扁圓的落日又被“拉”成圓形。看來(lái),王維觀察到的落日的確是圓的。
(選自2022年1月21日《科普時(shí)報(bào)》,本刊有刪改)