長河落日是圓的嗎

王恒

“單車欲問邊，屬國過居延。征蓬出漢塞，歸雁入胡天。大漠孤煙直，長河落日圓。蕭關逢候騎，都護在燕然。”這是詩人王維寫的著名詩篇《使至塞上》。

這首詩中最精彩的句子是：“大漠孤煙直，長河落日圓。”一個“圓”字刻畫出河上落日的景色特點，使整個畫面顯得雄奇瑰麗。這兩句話不僅文字很美，而且對一些科學知識描述得也很恰當。

例如，為什么會形成一個煙柱呢？我們知道，物體在燃燒時，產生的熱量會把周圍的空氣烤熱，并使之膨脹變得稀薄。空氣密度變小，浮力增大，帶著煙的熱空氣就會徐徐上升。熱空氣上升就是因為地球引力和空氣的浮力兩種力相互作用造成的。熱空氣的密度小于冷空氣的密度，熱空氣就會受到一個向上的浮力，當浮力大于重力時，熱空氣就會向上移動，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來補充……這樣周而復始，就形成了一股上升的氣流，如果沒有風，就會形成一條白色的煙柱。

再如，很多人對“長河落日圓”有不同的看法，他們認為，落山時的太陽不是圓的而是扁圓的。落日為什么是扁圓的呢？這是光的折射現象所造成的。

不少人都有這樣的經驗：把筷子斜插入一只盛水的杯子里，筷子看起來像被折成兩段似的，這就是光的折射現象。光在密度大的物質中“跑”得慢，在密度小的物質中“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，光線會不會曲折呢？在一定條件下也會產生這樣的現象。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。太陽光在到達地面前，先要穿過大氣層，受到大氣折射的作用，會稍稍向下彎曲。由于地球表面和大氣層都是彎曲的，當太陽落山時，陽光斜著通過大氣，穿過的距離增大，產生的折射可以使人明顯地感覺到。落日的上端光線和下端光線曲折得不一樣，太陽看起來就有些扁了。

這樣一來，王維的“長河落日圓”似乎有些不正確。不過，這個結論下得還太早了。

我們的眼睛在正常的情況下，對物體形象的判斷有很高的準確度。但是在特殊的條件下，眼睛對物體形象常常會做出某種錯誤判斷，這是一些生理和心理上的現象，稱為“錯覺”或“幻覺”。很多人都知道，人的衣著會引起身材胖瘦的錯覺，比如衣服上有橫條紋可以令人產生矮胖的印象，人穿帶豎條紋的衣服就顯得瘦長，所以胖的人穿豎條紋的衣服可使人感覺不是太胖，瘦高個的人穿橫條紋的衣服又可使人覺得較為豐滿。

現在，我們再來看一看王維的詩句“大漠孤煙直，長河落日圓”。如果大漠的孤煙正好聳立在落日前面，這時被人們看扁了的落日在孤煙的襯托下又會變得圓了。

太陽是圓的，只不過因為光線的折射，我們看見的落日是扁圓的，但在孤煙的襯托下，因為我們的“視錯覺”，扁圓的落日又被“拉”成圓形。看來，王維觀察到的落日的確是圓的。

（選自2022年1月21日《科普時報》，本刊有刪改）