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第四章 奇观异景（第1页）

变幻多端的海市蜃楼

人们常常把那些虚幻的东西叫作海市蜃楼，或者把一些不现实的事情称为空中楼阁。原来，海市蜃楼和空中楼阁都是一种自然现象，它既是虚幻的，又是客观事物的实际反映。

平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方，偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城廓、树木等幻景，称海市蜃楼。我国山东蓬莱海面上常出现这种幻景，古人归因于蛟龙之属的蜃，吐气而成楼台城廓，因而得名。

蜃景不仅能在海上、沙漠中产生，柏油马路上偶尔也会看到。海市蜃楼是光线在铅直方向密度不同的气层中，经过折射造成的结果。蜃景的种类很多，根据它出现的位置相对于原物的方位，可以分为上蜃、下蜃和侧蜃；根据它与原物的对称关系，可以分为正蜃、侧蜃、顺蜃和反蜃；根据颜色可以分为彩色蜃景和非彩色蜃景等等。

蜃景有两个特点：一是在同一地点重复出现，比如美国的阿拉斯加上空经常会出现蜃景；二是出现的时间一致，比如我国蓬莱的蜃景大多出现在每年的5、6月份，俄罗斯齐姆连斯克附近蜃景往往是在春天出现，而美国阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以后的20天内出现。

我国宋代著名科学家沈括在他的《梦溪笔谈》中对山东蓬莱的海市蜃楼作过比较生动的描述，说在海上云气中，对诸如宫殿、城墙、人物、车马等等，看得清清楚楚。

1934年8月2日，在江苏南通附近的长江上空也曾出现过海市蜃楼。那天酷日当空，天气异常闷热，江滨居民都到江堤上避暑。午后忽然阴云密布，只见长江中出现了一片奇景，长20多里，楼台城廓，树木房屋，分明可辨。半小时后，方见奇景向东移动。等到这片海市蜃楼消失之后，江上又出现三座高耸入云的大山。中间的一座形状像只巨大的香炉。

1957年在广东附近的海面上竟出现过长达6小时的海市蜃楼。30年代，曾经发生过一件轰动世界的“荷兰飞船”趣事。当时有一艘轮船在大西洋上碰上一条古老的帆船，正扬帆迎面驶来。船长眼看它越来越近，立即命水手改变航向。当这条帆船从船舷旁擦过去时，轮船上的几百名乘客才看清了这是一条古代的荷兰帆船，船上站着的尽是穿戴古代服装的人。原来，这也是海市蜃楼与人们开的一次玩笑。

那么，为什么会产生海市蜃楼这种现象呢？要解答这个问题，得先从光的折射谈起。　　当光线在同一密度的均匀介质内进行的时候，光的速度不变，它以直线的方向前进，可是当光线倾斜地由这一介质进入另一密度不同的介质时，光的速度就会发生改变，进行的方向也发生曲折，这种现象叫做折射。

当你用一根直杆倾斜地插入水中时，可以看到杆在水下部分与它露在水上的部分好象折断的一般，这就是光线折射所成的，有人曾利用装置，使光线从水里投射到水和空气的交界面上，就可以看到光线在这个交界面上分两部分：一部分反射到水里，一部分折射到空气中去。如果转动水中的那面镜子，使投向交界面的光线更倾斜一些，那么光线在空气中的折射现象就会显得更厉害些。当光线全部反射到水里，再没有折射到空气中去的光线了。这样的现象叫做全反射。

海市蜃楼多出现在海洋、大湖、大江和沙漠的上空，它是一种光学现象，是光线在密度不同的空气中发生折射和全反射的结果。夏天，在风平浪静的水面上，上层空气被太阳晒得很热，密度小，贴近水面的空气受水流影响，温度较低，密度大。当上下两层空气的温度相差较大，密度上稀下密时，周围地平线下的岛屿、城镇、船只等景物反射出来的光线，通过上下折射和全反射，便可出现一个正立的映像。在陆地上，尤其在沙漠中，因白天受灼热的阳光照射，地面强烈增温，贴近地面的空气热得快，密度小；相反，上层的空气热得慢，密度大，当上下空气密度相差较大，呈上密下稀时，就会出现倒立的映像。当两层密度不同的空气相平行，也可出现侧现蜃楼。很多密度不同的气层稳定而缓慢移动时，就会产生变幻多端的海市蜃楼。

多日同辉是怎么回事

中国有则很古老的神话，叫做“后羿射日”。传说在远古的尧帝当政的时候，天上一下子同时出现了10个太阳!江河枯竭，草木枯死，百姓奄奄一息。在这种危难的时刻，尧帝命神箭手后羿射下太阳，挽救万民。后羿弯弓搭箭，9个太阳纷纷坠地。不想，落在地上的竟是一只只乌鸦，他们的羽毛四散在空中，随风飞去。后来天上就只剩下一个太阳了。

这只是一个美丽的传说，无需考证真伪。如果有人问你天上有几个太阳，你一定会觉得很可笑，天上只有一个太阳，作为常识大家都知道，在太阳系中地球围绕太阳转，太阳从东升起，照耀大地，给地球带来能量。但是，却有人亲眼所见。

1933年8月24日上午9时45分，在我国四川省峨眉山的上空，出现一种奇异的景象，在太阳的左面和右面，各有一个太阳，人们惊奇不已。

1934年1月22日和23日，上午11时至下午4时，古城西安的人们目睹了3个太阳并排在天空的奇景。

1965年5月7日下午4时25分和6月2日晨6时，在南京浦口盘诚集的上空，接连两次出现了这种景观。

1981年4月18目的清晨，海南岛东方板桥的人还碰到过5个太阳同时悬在天际的胜景。那天早晨，红艳艳的太阳已升上天空，人们习惯地抬头东望，咦，东边居然有3个太阳，相隔数米的西边还有2个太阳，太阳中间还有一条绚丽的彩环相连。这一奇景让当地人们奔走相告，议论纷纷。

看来，这种现象是时有发生的。古时候科学技术不发达，人们在天空看见未曾见过的东西，只当是“天意”。当时天灾人祸又很频繁，因此，人们更加迷信这是上帝震怒的先兆。

据史料记载，公元1156年，意大利的米兰上空，太阳周围出现三个彩环，

一连数小时闪闪发光，蓝环消失时，出现了三个太阳，编年史作者认为这暗示着米兰在遭七年围攻后，末日快来临了。

历史上还记述了这样一件有趣的事实：1551年德国的马格德堡被西班牙国王卡尔拉五世的军队围攻，城中将士坚持不懈地守卫，让西班牙的围攻持续了一年多。最后，西班牙国王恼恨之下准备强攻城池。在这紧急关头，天空中出现了3个太阳，这一奇景使侵略者极端惊恐，认为苍天有意捍卫马格德堡城，于是国王慌忙下令撤军。

太阳出现的这些形状是怎么回事?太阳系中有几个不同形状的太阳吗?当然不是，太阳独一无二的地位是不容置疑的。

随着科学的进步，自然现象的谜也随之解开了。原来，这是大气变的戏法，是光学原理玩的游戏。这种现象在科学上称之为晕。日晕，是一种天文现象，它形成的原因是在5000米的高空中出现了由冰晶构成的卷层云。卷层云中的冰晶经过太阳照射后会发生折射和反射等物理变化，阳光便分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色，这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环，就是晕。晕的两侧有的时候会产生明亮的光斑，咱们老百姓观测到的时候，就感觉到上边、下边、左边、右边都有这么一种光点，就统称为几日同辉，或者是4日、3日、5日同辉。

日晕现象是非常罕见的，所以引起人们的极大兴趣。其实，晕的现象和我们日常见的彩虹现象有些类似。彩虹是因为大雨过后，天空中还残留着许多小雨珠，这些小雨珠就像一个个小三棱镜，太阳光经过三棱镜的分解，成为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七道彩光，形成了彩虹。而日晕是柱状冰晶体折射引起的。除了日晕，月光也能形成月晕。

其实，人人都见过简单的晕。在严寒的冬天，空气里充满冰晶或雪花的情况下，如果你观看街道上的路灯，很可能见到路灯周围的光晕。而彼得堡的学者洛维茨所看见的晕或许算得上最复杂的了。

请看他在1970年夏季的一次详细描述：“在太阳的周围有两个虹彩的光圈。一个大，一个小。在它们的上面和下面各有一个光亮的半弧，犹如宽大的牛角与光圈上下相连。一条与地平线平行的白色光带穿过太阳和虹彩光圈，环绕蓝天。在白色长带与小光圈交叉的地方有两个幻日光彩夺目。幻曰在它朝向太阳的一侧呈红色，而背离太阳的一侧伸展着很长的发光的尾部。在白色长带上对着太阳的地方能看见三个同样的光斑。在太阳上面的小圆环上闪烁着第六个耀眼的斑点。所有这一切在天空上持续了5个小时。”

看来，多个太阳的出现是由于六角形冰晶的缘故，只有一个是真正的太阳，其余的是太阳的孪生幻影，冒牌的“假太阳”。

宇宙中的神秘岛

晴朗的夜晚人们遥望星空，那些亮晶晶的小星星看起来没有什么个性，它们存在的惟一证明只是它们的明亮。然而还有不发出亮光的星体，它们的意义更为重大。美国宇航局曾经发射了高能的天文观测系统，研究太空中看不见的光线。在发回的X射线宇宙照片中，最惊人的一幕是那些从前认为消失了的星体依旧放出强烈的宇宙射线，远甚于太阳这样的恒星体。这证明了长久以来一个怪异的设想：宇宙中存在着看不见的“黑洞”。

与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。

在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。

黑洞的性质不能用常规的观念思考，但是它的原理中学生都能接受。黑洞形成的必要条件就是一个巨大的物体，集中在一个极小的范围。晚期的恒星恰巧具备了这个条件。当恒星能量衰竭时，高温的火焰不能抵消自身重力，逐渐向内聚合，原子收缩。牛顿法则起作用了：恒星进入白矮星阶段，体积变小，亮度惊人。白矮星进一步内聚，最后突然变成一个点，整个过程不到一秒。在我们看来，恒星消失了，一个黑洞诞生了。