李白與牛頓的“遇見(jiàn)”

紀(jì)中展

“舉杯邀明月，對(duì)影成三人。”這出自李白的五言組詩(shī)《月下獨(dú)酌》，寫(xiě)他懷才不遇的心境：他一個(gè)人在月下花叢獨(dú)酌，突發(fā)奇想舉起酒杯，對(duì)著當(dāng)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(chǎng)面頓時(shí)熱鬧起來(lái)，也刻畫(huà)出李白豪放樂(lè)天派的底色。

那這里的第三個(gè)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(fā)現(xiàn)講起了。

左圖：李白。右圖：牛頓。（均為畫(huà)作）

牛頓是世界級(jí)物理學(xué)家，也是光學(xué)大師。17世紀(jì)末，牛頓提出了光的微粒說(shuō)：光是由一顆顆像小彈丸一樣的機(jī)械微粒所組成的粒子流，發(fā)光物體接連不斷地向周圍空間發(fā)射高速直線飛行的光粒子流，一旦這些光粒子進(jìn)入人的眼睛，沖擊視網(wǎng)膜，就引起了視覺(jué)。

微粒說(shuō)通俗易懂又影響深遠(yuǎn)，牛頓用它解釋了常見(jiàn)的光學(xué)現(xiàn)象，比如光的直進(jìn)、反射和折射，這一學(xué)說(shuō)很快獲得承認(rèn)和支持。在這個(gè)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(gè)條件，分別是光、遮光物體和屏幕。光沿著直線傳播，不會(huì)拐彎，所以當(dāng)月光照射在詩(shī)人身上的時(shí)候，光線不會(huì)繞開(kāi)，只能被詩(shī)人遮擋住。這時(shí)詩(shī)人的背后便因?yàn)闆](méi)有光而產(chǎn)生了陰影，也就是影子。

除了光學(xué)，許多唐詩(shī)還涉及科學(xué)常識(shí)。李白的《早發(fā)白帝城》是在流放夜郎途中所寫(xiě)。他忽聞赦書(shū)，內(nèi)心大喜，寫(xiě)下“朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還”。短短14個(gè)字將李白興奮急切的心情展示得淋漓盡致，之所以能達(dá)到這樣的效果，也要拜科學(xué)常識(shí)所賜。這首詩(shī)藏著3個(gè)科學(xué)知識(shí)：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(xiàn)象。第二是彩云間，形容白帝城地勢(shì)高，我國(guó)地勢(shì)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(xiàn)在的重慶奉節(jié)縣，而江陵位于如今的湖北荊州市。其間的水陸總長(zhǎng)大約是350公里，并沒(méi)有“千里遠(yuǎn)”，但李白的語(yǔ)句描述讓人仿佛置身于現(xiàn)場(chǎng)：從地勢(shì)高的白帝城出發(fā)，借由高度的落差，一路向東，順流而下;水流為船的運(yùn)動(dòng)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(guò)萬(wàn)重山”的暢快。

看到這，是不是覺(jué)得很有趣，李白的詩(shī)和牛頓的科學(xué)發(fā)現(xiàn)居然息息相關(guān)。老紀(jì)經(jīng)常提醒大家，許多課本里、考試?yán)锬捴巳丝诘脑?shī)詞都藏著科學(xué)知識(shí)。比如，駱賓王經(jīng)典之作《詠鵝》有一句“紅掌撥清波”，便可以用牛頓的第三運(yùn)動(dòng)定律“作用力和反作用力”來(lái)解釋;韋應(yīng)物《滁州西澗》里有云“野渡無(wú)人舟自橫”，它得以成立的基礎(chǔ)是解釋流體力學(xué)的伯努利原理;李白在《望廬山瀑布》中寫(xiě)道“日照香爐生紫煙，遙看瀑布掛前川”，這又應(yīng)用了英國(guó)物理學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)的瑞利散射原理。

科學(xué)家和大詩(shī)人都非常善于觀察自然，前者是觀察自然后通過(guò)實(shí)證研究找到規(guī)律，并進(jìn)而提出科學(xué)發(fā)現(xiàn);后者是用各種風(fēng)格將觀察到的自然現(xiàn)象描繪成文學(xué)作品。在老紀(jì)看來(lái)，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(xì)致入微的觀察，用科學(xué)抑或文學(xué)，讓大自然的奇妙之處流傳千古。這些均是推動(dòng)人類文明進(jìn)步的方式。