李白與牛頓的“遇見”

紀中展

“舉杯邀明月，對影成三人。”這出自李白的五言組詩《月下獨酌》，寫他懷才不遇的心境：他一個人在月下花叢獨酌，突發奇想舉起酒杯，對著當空明月共飲。這“三人”便是李白、明月以及李白的影子。從一人到三人，場面頓時熱鬧起來，也刻畫出李白豪放樂天派的底色。

那這里的第三個人，也就是李白的影子是怎么形成的？這就要從將近1000年后的牛頓的發現講起了。

左圖：李白。右圖：牛頓。（均為畫作）

牛頓是世界級物理學家，也是光學大師。17世紀末，牛頓提出了光的微粒說：光是由一顆顆像小彈丸一樣的機械微粒所組成的粒子流，發光物體接連不斷地向周圍空間發射高速直線飛行的光粒子流，一旦這些光粒子進入人的眼睛，沖擊視網膜，就引起了視覺。

微粒說通俗易懂又影響深遠，牛頓用它解釋了常見的光學現象，比如光的直進、反射和折射，這一學說很快獲得承認和支持。在這個背景下，人們也搞清楚了影子是怎么形成的。

影子的形成需要3個條件，分別是光、遮光物體和屏幕。光沿著直線傳播，不會拐彎，所以當月光照射在詩人身上的時候，光線不會繞開，只能被詩人遮擋住。這時詩人的背后便因為沒有光而產生了陰影，也就是影子。

除了光學，許多唐詩還涉及科學常識。李白的《早發白帝城》是在流放夜郎途中所寫。他忽聞赦書，內心大喜，寫下“朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還”。短短14個字將李白興奮急切的心情展示得淋漓盡致，之所以能達到這樣的效果，也要拜科學常識所賜。這首詩藏著3個科學知識：第一是彩云，也就是日華，是由于光的衍射形成的一種自然現象。第二是彩云間，形容白帝城地勢高，我國地勢西高東低，大部分河流自西向東流，這也為后幾句的舟行之速、行期之短做了鋪墊。最后是千里和一日。白帝城位于現在的重慶奉節縣，而江陵位于如今的湖北荊州市。其間的水陸總長大約是350公里，并沒有“千里遠”，但李白的語句描述讓人仿佛置身于現場：從地勢高的白帝城出發，借由高度的落差，一路向東，順流而下;水流為船的運動提供了很大的能量，小船的行駛速度變得更快了，所以可以感受到“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”的暢快。

看到這，是不是覺得很有趣，李白的詩和牛頓的科學發現居然息息相關。老紀經常提醒大家，許多課本里、考試里膾炙人口的詩詞都藏著科學知識。比如，駱賓王經典之作《詠鵝》有一句“紅掌撥清波”，便可以用牛頓的第三運動定律“作用力和反作用力”來解釋;韋應物《滁州西澗》里有云“野渡無人舟自橫”，它得以成立的基礎是解釋流體力學的伯努利原理;李白在《望廬山瀑布》中寫道“日照香爐生紫煙，遙看瀑布掛前川”，這又應用了英國物理學家瑞利發現的瑞利散射原理。

科學家和大詩人都非常善于觀察自然，前者是觀察自然后通過實證研究找到規律，并進而提出科學發現;后者是用各種風格將觀察到的自然現象描繪成文學作品。在老紀看來，這兩種方式源于人們的好奇心。古人仰望星空、探索未知，再加上細致入微的觀察，用科學抑或文學，讓大自然的奇妙之處流傳千古。這些均是推動人類文明進步的方式。