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海市蜃樓,簡稱蜃景,是一種大氣光學現象。當光線經過不同密度的空氣層,發生顯著折射或全反射時,把遠處景物映顯在空中、海面或地面,從而形成各種光怪陸離的奇異景象。對於海市蜃樓成因,現代科學已有完備解釋,但是在古代,人們對之有什麼樣的認識呢?

 

1 海蜃盛樓 -解釋

海市蜃樓,簡稱蜃景,是一種大氣光學現象。當光線經過不同密度的空氣層,發生顯著折射或全反射時,把遠處景物映顯在空中、海面或地面,從而形成各種光怪陸離的奇異景象。對於海市蜃樓成因,現代科學已有完備解釋,但是在古代,人們對之有什麼樣的認識呢?

海市蜃樓以其奇異的景觀,引人注目,因而很早就被人們所發現,並記錄了下來。《史記·天官書》說:「海旁蜃氣象樓台,廣野氣成宮闕。」《漢書·天文志》也有類似說法。後世對海市蜃樓進行觀察和記載的人員更多,有關古籍比比皆是。從而為我們得以窺視大自然昔日的風貌,留下了可信的記錄。

2 海蜃盛樓 -古人解釋

但是,我們的目的不在於此,我們所關心的是,古人究竟是如何解釋海市蜃樓的形成原因的。綜觀古人有關論述,他們的認識主要可分為五類(參見王賽時,「中國古代對海市蜃樓的記載與探索」,《中國科技史料》,1988年第4期)。

一類是蛟蜃吐氣說。蛟指傳說中的蛟龍,蜃指海中一種蚌蛤。這種說法在漢晉書中常可見到,是古代的傳統觀念,信奉者很多。例如《博物志》即曾提到,「海中有蜃,能吐氣成樓台。」後世文人引述這一說法者甚多。古人缺乏相應的科學知識,提出這種解釋是可以理解的,而且此說隱喻海市蜃樓與水有關,並非沒有一點合理成分。但無論如何,它畢竟是一種虛構的學說,經不起時間的檢驗。人們經過長期觀察與研究,逐漸對這種說法產生了懷疑。宋朝蘇軾有《登州海市》詩,內容為:

「東方雲海空復空,群山出沒空明中,盪搖浮世生萬象,豈有貝闕藏珠宮?心知所見皆幻影,敢以耳目煩神工。」

這裡描述了海市蜃樓景觀,指出它是幻景,「豈有貝闕藏珠宮」一句特別說到蜃氣不能成宮殿。沈括《夢溪筆談》也詳細記述了登州海市蜃樓情景,最後指出:「或曰蛟蜃之氣所為,疑不然也。」正是在對海市蜃樓不斷觀察和研究過程中,蛟蜃吐氣說逐漸被人們放棄了。

另一類是沉物再現說。此說依據桑田變海理論,認為由於歲月變遷,某些城池、物體沉淪於地下或海中,沒有散開,一旦遇到合適條件,它們還會在原地顯現出舊時風貌來。明代郎瑛《七修類稿》卷四十一云:

「登州海市,世以為怪,不知有可格之理。第人礙於聞見之不廣,故於理有難窮。觀其所見之地有常,而所見之物亦有常,又獨見於春夏之時,是可知也。古雲桑田變海,安知海市之地,原非城郭山林之所?春夏之時,地氣發生,則於水下積久之物而不散者,熏蒸以呈其象也。故秋冬寂然,無煙無霧之時,又不然矣。觀今所圖海市之形,不過城郭山林而已,豈有怪異也哉!」

郎瑛是從桑田變海的學說和海市蜃樓多發生於春夏之時的觀測經驗出發提出這一主張的。他認為「春夏之時,地氣發生」,把沉積於水下城池物體的像攜帶了出來。清錢泳《履園叢話》卷三談到高郵湖市,也有類似看法:「按高郵湖本宋承州城陷而為湖者,即如泗州舊城亦為洪澤湖矣,近湖人亦見有城郭樓台人馬往來之狀。因悟蓬萊之海市,又安知非上古之樓台城郭乎?則所現者,蓋其精氣雲。」這些解釋,從今天科學的觀點來看,當然是不能成立的,但它畢竟是古人為探究海市蜃樓成因所做的一種猜測,有它自己的推理依據,不可簡單視其為荒唐。

再一類是風氣凝結說。此說認為海市蜃樓是自然的風和海上的氣凝結而成。明徐應秋《玉芝堂談薈》卷二十三說:「海市,海氣所結,非蜃氣。」葉盛《水東日記》卷三十一說:「海市惟春三月微微吹東南風時為盛。……其色類水,惟青綠色,大率風水氣旋而成。」陳霆在《兩山墨談》卷十八中說:「城廓人馬之狀,疑塘水浩漫時,為陽焰與地氣蒸郁,偶爾變幻。」陽焰,指在日光中浮動的水氣和塵埃。這些說法把海市蜃樓的形成與氣的作用聯繫,擺脫了傳統神化的圈囿,向科學的邊緣邁進了一步。古人沒有空氣密度的概念,也不知道光線通過不同密度的空氣會發生折射,因而不可能提出科學的海市蜃樓成因理論。他們能提出風氣凝結說,已經不容易了。

還有一類是光氣映射說。此說主張海市蜃樓是大氣與日光映射所致。明王士性在《廣志繹》中描述了他對海市蜃樓的了解:「近看則無,止是霞光;遠看乃有,真成市肆。」他已經將海市蜃樓的形成與光的作用相聯繫了起來。而陸容在《菽園雜記》卷九中則進一步明確提出了這一學說:「登萊海市,謂之神物幻化,豈亦山川靈淑之氣致然邪?觀此,則所謂樓台、所謂海市,大抵皆山川之氣,掩映日光而成,固非蜃氣,亦非神物。」這種解釋,把氣與光聯繫了起來,比起風氣凝結說來,又前進了一步。

最後一類是水氣映照說。明末方以智在其《物理小識》卷二「海市山市」條討論過蜃景,說:「泰山之市,因霧而成,或月一見。……海市或以為蜃氣,非也。」張瑤星曰:「登州鎮城署后太平樓,其下即海也。樓前對數島,海市之起,必由於此。每春秋之際,天色微陰則見,頃刻變幻。鹿征親見之。島下先涌白氣,狀如奔潮,河亭水榭,應目而具。」揭暄在方以智、張瑤星這些描述基礎上,提出了水氣映照說。他註解《物理小識》此條說:

「氣映而物見。霧氣白涌,即水氣上升也。水能照物,故其清明上升者亦能照物。氣變幻,則所照之形亦變幻。」

揭暄提出這一見解,與他的形象信息彌散分佈說(參見本書相關篇目)分不開。他認為,「地上人物,空中無時不有」,其形象信息遍佈於空中,「空中一大鏡,水漚窗隙,則轉映之小鏡也。」即水面窗孔等,可以將散佈於空氣中的地面物體的形象映照出來,水氣與水性能一樣,因此也能照出物來。被水氣照出的物,就是海市蜃樓。揭暄、遊藝在《天經或問後集》中,對水氣映照說做了更清楚的說明:

「水在涯埃,倒照人物如鏡;水氣上升,懸照人物亦如鏡。或以為山市海市蜃氣,而不知為濕氣遙映也。」

揭暄等提出的水氣映照說,距近代科學所認識到的海市蜃樓成因理論,相去還遠。但與古代其他學說相比,則最為科學。揭暄等解釋的是上現蜃景。我們知道,在海洋上,由於海水蒸發以及冷水流經過等因素影響,會使得海面上大氣形成上暖下冷的逆溫現象,這加劇了空氣層的下密上稀,這時上面密度小的空氣層的確就像一面鏡子一樣,將遠處的景物反射出來,形成海市蜃樓。所以,揭暄等人的理論在某種程度上來說是比較接近於近代科學的認識的。

中國古代對海市蜃樓成因的解說,除此五類之外,尚有其他一些說法,但都沒有達到近代科學的認識水平。19世紀中晚期,系統的西方光學知識逐漸傳入中國,其中對海市蜃樓的解說建立在光的折射知識基礎之上,與近代科學的認識相一致,為中國科學界所接受。至此,中國傳統的海市蜃樓成因學說,也就最終只剩下其永久的歷史價值了。

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