羅見今，王 南

（內蒙古師范大學 科學技術史研究院，內蒙古 呼和浩特 010022）

氣象現(xiàn)象在早期文明中即已引起普遍關注，而保留有觀測記錄的并不多見。暈（halo）是一種光學現(xiàn)象，冰晶產生的大氣光效應。戰(zhàn)國末《呂氏春秋·明理》中提出了“日……有暈珥”的論斷。高誘注“暈珥，日旁之危氣也。在上兩旁，內向為珥，氣圍繞日周匝，有似軍營相圍守，故曰暈也”，描述了暈的形態(tài)，圍繞太陽一圈（即為同心圓），由于古代軍營多為圓形，所以按形態(tài)命名為“暈”；同時記載了兩珥的現(xiàn)象。中國先人在出土簡牘、古代史料中對暈就有較詳細的觀察和記載[1-2]，但在近代光學出現(xiàn)之前，對暈的成因多為聯(lián)想或猜測。

在兩次西學東漸中，近代西方氣象學知識陸續(xù)傳入中國。有研究表明，明末高一志（Alfonso Vagnone，1566—1640）和清初南懷仁（Ferdinand Verbiest，1623—1688）等介紹過近代氣象學知識[3]。但這些工作基本上是零星的、局部的。

辛亥革命之后，國民政府成立中央觀象臺，蔣丙然（圖1）被聘為首任氣象科長，1915年他在《觀象叢報》分三次發(fā)表《說暈》12千字，首次系統(tǒng)講解近代氣象學中關于“暈”的光學知識。

1蔣丙然是中國現(xiàn)代氣象事業(yè)的奠基人

圖1蔣丙然（1883—1966）

蔣丙然（1883—1966），原名幼聰，字右滄，福建閩侯人，氣象學家，天文學家，中國現(xiàn)代氣象事業(yè)奠基人，中國氣象學會創(chuàng)建人之一。父蔣仁，光緒癸巳年（1893）舉人，曾任福建大學堂教務長，提倡西學，注重實業(yè)。蔣丙然自幼聰穎，刻苦學習，入上海震旦大學物理科，受教于馬相伯，1908年畢業(yè)，赴比利時雙卜羅大學留學，獲農業(yè)氣象學博士學位。

1913年蔣丙然應北京中央觀象臺高魯臺長之邀任氣象科長兼管航空氣象，開我國現(xiàn)代氣象觀測之先河，并在北京大學和北京師范大學等校講授氣象學。1914年蔣丙然創(chuàng)辦《氣象叢報》，翌年增天文、地磁、地震、歷象等欄目，擴充為《觀象叢報》?！墩f暈》[4]3部分就發(fā)表在第1卷第1、2、5期中①本文記出處為《觀象叢報》第1卷的期數-頁數，例如“1-61”指第1期61頁。。

1924年蔣丙然任青島觀象臺臺長（原青島測候所，日本管理），注重天文儀器引進，在我國現(xiàn)代天文、氣象、地震、地磁的研究中均有開創(chuàng)性貢獻。后歷任中國氣象學會1～5屆會長、6～13屆副會長，中央研究院氣象研究所及天文研究所特約研究員，中國海洋研究所籌備組常委等。1932年為國際天文聯(lián)合會委員，并被意大利氣象學會聘為名譽副會長。1928年在青島觀象臺內設海洋科，進行大量海洋觀測研究，為我國海洋學奠定基礎。1938年任淪陷區(qū)“北京大學”農學院農藝系主任、教授。1946年赴臺至去世，任臺灣大學農學院教授，講授氣象學。1958年臺灣氣象學會和天文學會成立，蔣丙然被選為首屆理事長。著作有《氣象器械及其觀測法》[5]、《應用氣象學》[6]、《農業(yè)氣象》[7]、《氣候學》[8]（圖2）等，另有譯著《生與死》行世。

2《說暈》中暈的類型和名稱

蔣丙然在《說暈》第一部分開宗明義，說：“考今之科學界所記載之暈不僅種類未詳，即其性質亦未備?！睍灥默F(xiàn)象非常復雜，許多人都見過其中一部分，但要列舉全部不同形態(tài)的暈，就十分困難，因觀察者地理位置、氣象條件、觀察時間之不同，光暈會出現(xiàn)多種形態(tài)，例如46°暈的旁切弧，其切點依太陽高度而隨時改變，須據原有記錄、按照目擊者的記述進行補充，對學者亦屬不易。

各種暈之間差異細微，要用不同的術語準確表達，并譯成現(xiàn)代漢語，困難重重；對暈的專題研究更是罕見，故蔣丙然的《說暈》是非常難得的專題著作。

該文列出21個條目，用法文（以下除個別印刷錯誤外照錄）注明，并逐一解說。這21個條目是：

（1）二十二度之常暈；（2）二十二度巴厄力：parhélie ordinaire de 22°；（3）二十二度暈能切?。篴rcs tangents du halo de 22°；（4）四十六度暈：halo de 46°；（5）天頂切?。篴rc circumzenital；（6）地平切?。篴rc circumhorizontal；（7）四十六度暈下端旁切?。篴rcs tangents infralateraux de halo de 46°；（8）下端雙切?。篴rc bitangent inférieur；（9）上端雙切?。篴rc bitangent supérieur；（10）四十六度巴厄力：parhélie de 46°；（11）巴厄力克光環(huán)：cercle de parhelique；（12）恩得力及恩得力斜?。篴nthélie et arc oblique de anthélie；（13）巴郎得力：paranthélie；（14）光柱及光十字：colonne lumieux et croix；（15）白璽得力及假太陽：pseudhèlie et faux soleil；（16）特別半徑諸暈：halos de royon anormal；（17）二十二度暈上下端之特別切 弧 ：arcs tangents xetraordinaire supérieur ou inférieur de halos de 22°；（18）二十二度暈上下側切?。篴rcsinfra et supra-lateraux du halosde 22°；（19）巴厄力克斜曲線：courbes parheliques obliques；（20）特別 天 頂 切 弧 ：arcs circum zérnitaux extraordinaire；（21）第二重光線：lueux secondaire。

另有以日、月為中心的“小橢圓形暈”“五彩巴厄力”等5種，由于僅有一次記錄，僅列出名稱、觀察者、時間，未及詳論。

圖2蔣丙然著《氣候學》

近代西方對暈研究較多，對暈的命名多樣化。例如1895年荷蘭人科恩（Kern H FA，原譯格納）在樂農（Lonen）觀察地平切弧，即命名為“科恩弧”。不排除同一事物有不同名稱。因此，研究暈，“必先正名歟”，要厘清《說暈》引用法文所指的氣象現(xiàn)象究為何物。

3《說暈》暈圖中的各種暈

在漢語中，“暈”“幻日”“假日”為等價的命名方式，譯成英文，“暈”為 halo，“假日”為parhelion，“假日環(huán)”為white horizontal circle；“幻日”為parhelion，sun dog，mock sun，false sun，“幻日環(huán)”為 parhelic ring（circle）。說明在中、英語中，同一事物均有多種術語來定義，保留了不同民族不同時代的命名習慣。同樣的現(xiàn)象也出現(xiàn)在法語中。

在《說暈》第一部分第61頁中，蔣丙然繪有上下兩幅“暈圖”（圖3）。半球大圓為地平線，圖中除O為觀測點、S為太陽外，各種暈的名目見表1。

表1中列出暈的15種名目，相比而言是較為常見，也是較主要的，其中有10條在《說暈》中給予詳細的說明。由于原文中不少用法文音譯，需要找出對應的英譯，本文依據現(xiàn)在使用的《英漢漢英大氣科學詞匯》[9]，查出相應的漢譯，以便增進對《說暈》的理解。

圖3 蔣丙然《說暈》1-61插圖

表1中有的條目尚不能確定，例如“光柱”，只是據法文之意轉譯成英文（the light like a column），至于它是否是大氣光現(xiàn)象中的“日柱”（sun pillar），即在地面上觀測到的太陽正上方或正下方的一種間斷或連續(xù)的白色、橙色或紅色的光柱，作者尚不能斷定；另外像“盧維藉弧”，遍查工具書而不得其解，需要求教于大方。

本文關注類似術語的鑒別。例如在《說暈》文中，“二十二度之常暈”與“二十二度巴厄力”是兩個有區(qū)別的基本概念，但法文中所使用的詞語均為parhélie，翻譯成中文為“22°常暈”或“22°幻日”，字面上雖有區(qū)別，但“暈”和“幻日”實際上是同一事物的兩個名稱，這就需要考慮在漢語術語中如何將兩者區(qū)別開來。

4《說暈》描述的幾類暈的形態(tài)

本文列舉《說暈》對幾類暈的解說，以加深對蔣丙然所譯術語的理解。

（1）22°常暈（parhélie ordinaire de 22°）：22°常暈是以日、月為圓心，視角半徑約為22°的一種內圈呈淡紅色的白色光環(huán)。這是一種常見的氣象現(xiàn)象，色序內紫外紅，與虹相反，也稱小暈或內暈。一般紅色清晰，紫色不明顯。22°暈是日光水平入射六棱柱冰晶經過折射和反射形成的（圖4）。

圖4六棱柱冰晶光路圖（最小偏向角D為22°的折射）

《說暈》指出它的形態(tài)：“諸暈之中以是為最常見……大抵日暈最多之時，必天空遍布卷層云，形如細幕，而甚透明……二十二度之暈，形如圓環(huán)，以日或月為心，此環(huán)色相之分配，大類于虹，但不及其明晰耳。內緣最亮，系屬紅色……若光線不甚明亮，則所見者僅一白色圓環(huán)，內緣帶褐色，月光所成，多屬此類。至于環(huán)內之天色，則微黯焉。”（《說暈》1-60）

（2）22°巴厄力（parhélie ordinaire de 22°）：當日暈環(huán)出現(xiàn)時，真太陽的兩側（即位于與太陽同一高度角）?？煽吹江h(huán)上兩個耀眼的彩色或白色光斑，并有通過太陽的圓弧相連，在北方如中國內蒙古（圖5）、俄羅斯所見，這兩個光斑變大、非常明顯，通常被稱為三個太陽，“假日”或“幻日”的名稱由此而來。

表1蔣丙然《說暈》1-61插圖中各種暈名對照表

圖5 內蒙古赤峰幻日（可見22°暈、46°暈、22°暈上切弧、環(huán)天頂弧及穿日的圓?。?/p>

《說暈》指出：“巴厄力為兩點，生于太陽之左右，而與之等高?！赵律仙?，環(huán)亦逐漸增高；若巴厄力與暈同現(xiàn)，當在太陽初升或將入時。兩點照耀于環(huán)上，太陽漸高，則離于環(huán)外。惟太陽高入二十五度或三十度時，其分離之點，始瞭然也。巴厄力之色相，較之暈為明顯，其層疊暈次序則相同?！保ā墩f暈》1-62）“太陽愈高，巴厄力光彩愈減?！柛邥r，巴厄力有時成鉤曲之形，其在右者，形如（ノ），在左者形如（乀）。……實測所得，太陽僅至五十度或五十一度，已不能見之矣?！保ā墩f暈》1-63）該文對巴厄力還有長篇論述。

由此可知，在蔣丙然看來，“22°常暈”與“22°巴厄力”有區(qū)別：前者主要指圍繞日月的圓環(huán)，后者特指暈環(huán)上的亮斑；這提醒人們，幻日有“暈環(huán)”和“假日”兩個要點，“巴厄力”在這里理解為“假日”最恰當。

（3）天頂切?。╝rc circumzenital）：今稱環(huán)天頂?。╟ircumzenithal arc），又稱“日載”，系由以天頂為中心，位于一水平面上的發(fā)光圓弧構成的大氣光學現(xiàn)象，其位置高于太陽約46°，是低太陽高度角（一般小于32°）時的大氣光象，在高緯度地帶容易見到。

太陽麗空時，有光弧現(xiàn)于其上，色相鮮明，光彩純凈，凡分光儀所得之太陽光線，此弧無不具備。其距離太陽，等于四十六度，有時而強，弧線平橫，以天頂為心點，測其原形，系一圓環(huán)；但目力所見者，僅四分之一，至多亦只有三分之一耳。（《說暈》2-63）

《說暈》稱其為天頂切?。ǚㄎ囊嘧鱱n arc tangent au zénith，英文an arc tangent to the zenith），即因一般看不到全圓。我們在圖5中清楚看到天頂約有三分之一的彩弧，它與46°暈相切，故名“切弧”。

在《說暈》5-49有一詳圖（圖6），描繪天頂切弧（環(huán)天頂?。┡c22°暈及其外切暈、46°暈及若干切弧、下文所提到的恩得力（反日）的位置關系。在前文中提到的22°常暈中的“巴厄力”即兩假日，在圖3中表現(xiàn)為太陽S兩旁標以e和e'的兩點；而在圖6中則繪成兩小圓圈，標以L。

圖6《說暈》5-49中 22?暈、46?暈及若干切弧

（4）恩得力（anthélie）：今稱“反日”（anthelion），是太陽所在高度上，與太陽相對處出現(xiàn)的彩色或白色光斑?！岸鞯昧Τ，F(xiàn)于距太陽百八十度，形為圓光點，色純白，然有時亦光彩混茫，而繞以光環(huán)?！保ā墩f暈》5-44）《說暈》指出：常見太陽反向適與眼光線成一直線處，現(xiàn)一光環(huán)，蓋系對日光環(huán)，而非反日；另有太陽出入地平時往往于與太陽對向現(xiàn)霞光，亦非反日，不得混而為一?！胺慈铡爆F(xiàn)象的要點一是與日相對，二是與日等高。

“有時有斜弧貫恩得力，形如斜十字，即所謂‘恩得力斜弧’（arc obligue de l’authélie），此現(xiàn)象至為稀少，而學說尚未確定?！保▓D6天頂兩旁標以g，h的兩支斜?。?/p>

（5）巴郎得力（paranthélie）：今稱為“遠幻日”（paranthelion）是與太陽高度角相同但方位角相差等于或大于90°的白色光點，其直徑稍大于太陽的視直徑。普通的遠幻日位于太陽120°方位角處，而特殊的位于90°方位角處。《說暈》指出：“巴郎得力，有謂之尋?；蛞话俣劝屠傻昧φ撸F(xiàn)于太陽兩旁，距度各百二十度；而距恩得力則六十度，其色常為純白。有時亦見巴郎得力方向線，與太陽方向線成一直角。其距太陽頂點之度，適為九十度。然其距太陽弧度，為定數抑為變數，尚屬一大疑問，蓋無精確之測量也。”（《說暈》5-44）

對于學術界尚未確認的現(xiàn)象，蔣丙然重復前人的記錄，很謹慎地指出存在的疑問。

此外還有一批名詞術語：黑弗留暈：halo de Hévèliu，科恩?。篴rc de Kern等；以下三項是月暈中相應的術語：（a）巴拉色勒尼克光環(huán)：cercle parasélènigue，（b）恩得色勒尼：antisélène，（c）巴郎得色勒尼：parantisélène，都需要研究。

5 16世紀以來西方氣象學者對暈的研究

《說暈》一文介紹幾十位西方氣象研究者的工作，按照該書提供的線索，回顧16世紀以來的幾位科學家對大氣研究的簡況，可以粗現(xiàn)氣象學這部分歷史的輪廓。

16世紀，第谷·布拉赫（Tycho Brahe，1546—1601），丹麥天文學家和占星學家。他在望遠鏡使用前觀察天象最為詳盡，成就卓著，在天文史上占有重要地位?！墩f暈》沒有詳述關于他對大氣現(xiàn)象的研究，一般天文史著作也未見這方面的介紹，尚為缺憾。

17世紀，馬略特（Edme Mariotte，1602—1684，《說暈》作“馬利奧特”），法國植物學家、物理學家，以波義耳-馬略特定理著稱于世。他深入研究光現(xiàn)象，著《論顏色的本性》，提出角半徑23°暈（即現(xiàn)在說的22°暈）產生的原因，基本上為今天學界所公認，解釋日暈、月暈、虹、幻日、幻月、衍射等現(xiàn)象，對大氣光學做出了貢獻。

18世紀，奧古斯特·布拉維（Auguste Bravais，1811—1863），法國物理學家，《說暈》作“帕渭”，主要從事晶體結構幾何理論方面的研究。對日暈、月暈的變化及特征，有詳盡的說明?，F(xiàn)在人們知道，暈的產生，是光線在七八千米高空六棱冰柱里折射的結果；而早期結晶體內光路圖，布拉維有詳細解釋。

19～20世紀，奧地利物理學家朋特（Pernter J M），《說暈》譯作“帕納德”，說他“辟帕（渭）氏之說而獨創(chuàng)新例”。作者從網上查出朋特1906年在《自然》上發(fā)表《顯著的彩虹現(xiàn)象》[10]；對暈的研究，蔣丙然多次提及帕渭和帕納德的成果。

《說暈》中還記有多位西方學者：“黑佛留（Heveliu）氏”（有“黑佛留暈”）、“盧維藉（Lomitz）”（有“盧維藉弧”）、“楊克（Yang）”、“加爾（Calle）”、“法國氣象名家黑納（Renou）氏”，所給姓氏尚難以確切指認學者之名，例如“楊克”可能是 James Young（1811—1883），需要進一步考證。

除此之外，《說暈》記錄了以下多人的觀察情況：1763年白克特爾（Beckerstedt）氏觀察到上端雙切弧，西瞿爾得（Shulte）看到暈之投影，波特林格（Bottlinger，原譯蒲的林茲）見白璽得力（太陽之影）和假太陽，海軍副提督加爾瑪（Kalmar）氏觀察到22°暈上下端之特別切弧，1898年呂意德（Ruijter）和1901年馬納華（Monois）見22°暈上下側切弧。

1904年麥勒瑪（Mellema）見到巴厄力克斜曲線。

《說暈》后篇在47頁列出一表（表2），記載哈爾（Hall）、阿克托夫斯基（Actowski，原譯“亞克讬西基”）、喜辛克（Hissink）等20余位氣象學者觀察“特別半徑諸暈”，列有從1607—1907共300年間測得角度、觀察時間、西文名、中譯名，其中喜氏的記錄就有4次。

各國民眾和學者對暈的觀察記述形成一部有趣的氣象史話，也是各個文化中引人入勝的篇章，蔣丙然《說暈》提供了難得的史料，供后人研究參考。

6結語

“以光學原理解釋暈、珥、虹、霓等現(xiàn)象的成因，自希臘天文學家亞里士多德（Aristotle）首創(chuàng)，后經17、18世紀牛頓、惠更斯（Huyghens）、菲涅爾（Fresnel）、哀里（Airy）和楊（Young）等物理學家的研究，其原理才逐漸清楚?！盵11]

特別需要指出1637年法國哲學家、科學家、數學家笛卡爾（Rene Descartes，1596—1650）在他著名的《方法論》的一個附錄《氣象學》的第10章“太陽的幻影”中，提出了19個與幻日相關的問題，已有中譯本《笛卡爾論氣象》[12]，對于法國學者對暈的研究影響很大。

到20世紀，研究氣象現(xiàn)象西方蔚成風氣，主要是得益于光學的重大進步，例如英國著名物理學家丁鐸爾（John Tyndall，1820—1893），解說了虹霓及暈的形成原理。

表2《說暈》所列300年間觀察特別半徑諸暈的記錄

我國先民對暈的現(xiàn)象早有記載[13]，對于歷史上的觀察也很豐富。古人占卜，根據日光以分辨人妖，預測吉兇。《周禮·春官·眡祲》有“十輝”的提法，一種解釋，“輝”就是“暈”：“眡祲掌十煇之灋，以觀妖祥，辨吉兇，一曰祲，二曰象，三曰鑴，四曰監(jiān)，五曰闇，六曰瞢，七曰彌，八曰敘，九曰隮，十曰想。”《晉書·天文志·十輝》中解釋道：“《周禮》眡昆氏掌十輝之法……一曰祲，謂陰陽五色之氣……如虹而短是也。二曰象，謂云氣成形，象如赤鳥，夾日以飛之類是也。三曰鑴，日傍氣，刺日……四曰監(jiān)，謂云氣臨在日上也。五曰闇，謂日月濁，或曰脫光也。六曰瞢，謂瞢瞢不光明也。七曰彌，謂白虹彌天而貫日也。八曰敘，謂氣若山而在日上。九曰隮，謂暈氣也，或曰，虹也。十曰想，謂氣五色有形想也……”

這里我們不去逐一分析這10種天象的具體意義，只是想要說明，《十輝》確切表明我國先民對天象——古時包括天文和氣象現(xiàn)象——早有觀察，關于暈的細微變化，應當包含在這“十輝”之中。應用于軍事，兩軍對壘時，暈象逐漸改變，如何影響軍情，亦有生動記述：

兩軍相當，順抱擊逆者勝。日抱且兩珥，一虹貫抱至日，順虹擊者勝，殺將。

這里“兩珥”即與暈環(huán)相切的左右兩弧，并有通過太陽的圓弧相連，就是“22°常暈”。這段文字是說，當戰(zhàn)場上出現(xiàn)日暈時，如果按照貫日白虹的方向出擊，就會獲得戰(zhàn)斗的勝利。對天象的觀察深深植根于中國傳統(tǒng)文化，因此中國氣象史不僅時代非常悠久，而且充滿引人入勝的內容。

蔣丙然《說暈》提醒我們注意學習大氣科學專業(yè)術語，深入理解氣象名詞，以便提高認知水平。其實，在這方面漢語里已經有不少積累，例如《晉書·天文志》中記有十九種暈的名稱：頭、戴、冠、纓、紐、負、戟、珥、搶、背、鐍、直、提、格、承、承福、履、破走、員暈[2]116，每一個名稱究竟指哪一種暈，需要有專家討論確定，然后將其與現(xiàn)代西文暈名建立對應，構建暈象中文術語體系，豐富氣象文化，這也是氣象史一項有益的研究工作。

近來對《觀象叢報》研究增多[14]，主要是從天文學史[15-16]的角度，而該刊原系《氣象叢報》，對氣象史的研究理所當然應當成為重心之一。

蔣丙然寫《說暈》的時代距今已有百余年，當時他說對暈的研究“種類未詳，性質未備”。事實上，他對于暈的每種已知形態(tài)，都搜集了歷史上的觀察記錄，指出觀察的方法要點，包括測暈須知、弧度之計算以及六分儀使用法等，然后進行分類和科學的分析，詳解成因，這就給后人指出了科學研究的方向和方法。時至今日，對暈的氣象史研究仍然是既有學術價值，又饒有興味的一項工作。

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