亚里斯多德(11)〈学问之父〉 江铭辉  五梦网

十六、声音是空气的振动引起、彩虹是光的反射造成

亚理斯多德在声学及光学也有正确的见解。他认为人之所以听得到声音是因为发声体引起空气的振动，所产生的振动波再经由空气传到耳朵，回声则是声音的反射。

事实上，今日的科学家已证实在没有空气的真空中，声音是不会传播的。声音需要靠介质来传播，在空气中声音大约以每秒330公尺的速度传播，若在水中声速可达1400公尺，如由钢铁来传播甚至高达6000公尺。此外，他还认为人对光的感觉也一样，发光的物体借着空气将光传到人的眼睛，彩虹则是阳光被雨滴反射而产生的。这些推论，关于声音方面完全正确，但是“光”方面却有待修正，譬如发光的物体借着空气将光传到人的眼睛，是不正确的，至于彩虹是光的反射这句话，基本上大致是正确，但是正确的说应该是二次折射一次全反射（图20）。

现在我们来解释彩虹形成原理。

要了解彩虹如何形成之前，我们首先必须了解光的特性。一般我们所看到的光是阳光或日光灯的灯光，亦即「白色光」。事实上，这种白色光并非只有一色，而是由各种颜色的光汇集而成的。

为了证明这一点，我们可使用棱镜来作实验。棱镜是以玻璃制成的三棱镜，它可将光分解成各种颜色。现在（如图20）将光线投射于棱镜的一边，这时光线会在棱镜里产生折射而改变方向射出。以白纸接住射出的光，可看到紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红依序排列的光带，也就是光谱。

这些颜色为何会依序排列呢？其原因是，光随着颜色不同，折射率也会改变所致。也就是说，紫色会弯曲得最厉害，其次，紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红等色则依序减少其弯曲的程度。

图12：白光经过三棱镜产生紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红依序排列的7种光。

天上的彩虹和这种情形完全相同。雨滴就相当于棱镜，当阳光在雨滴的表面折射，便会呈现七色光映入人的眼帘。

下雨时才能产生彩虹，而且必须在太阳照射的时候（例如雨停时）才会呈现。此外，除非人在中间，太阳在正后方，而雨在前方，否则就无法看到彩虹。也就是说，太阳、人的眼睛和彩虹的圆弧中心，都必须排在一条直线上。

如果太阳的位置是在高度过高的高空，如此便不能造成一直线。彩虹只出现在早上或黄昏，因此，如果在早上看到彩虹，表示，太阳在东方照射，而西方下着骤雨。相反的，如果在黄昏看到彩虹，则表示太阳在西方照射，而东方有雨。

亚理斯多德虽然对于“光”的认识有许多尚待补充之处，但在他之前，人们对于视觉的解释实在非常荒谬，他们认为人所以看得到物体是因为物体与眼睛之间有“感觉丝”连接着。亚理斯多德驳斥这谬论，他认为如果人的视觉是靠物质与眼睛间的感觉丝，那么夜间应该也能看到物体。

十七、完成「气象通典」

气象学是研究大气的各种自然现象，气象学（Meteorology）一词系源自亚理斯多德所著「气象通典」（Meteorologica）的书名。气象通典是气象史上最伟大的著作,直到十七世纪末期,西方一切有关气象学上的著作仍然脱离不出「气象通典」的范畴。虽然它如同古代希腊许多有关自然现象的解释和理论,都是经验性科学发展出来的成果，内容有相当的错误，但无疑地它开创气象科学的新里程。