近日，多個網友拍攝到奇妙一幕：陽光照射熏香的煙霧，出現夢幻的紫色。這幕「生紫煙」景象是千多年前「詩仙」李白詩句「 日照香爐生紫煙 」（【望廬山瀑布】）的生動體現。【望廬山瀑布】是小學學生必學必背的古詩之一，詩中關於「生紫煙」的原因，由於涉及較深的傳統文化知識和物理知識，老師教學時往往跳過，甚至有老師解釋應該是白煙，李白可能因為欣賞瀑布太久眼花看成紫色的緣故。
網友實拍「生紫煙」現象（影片截圖，圖源見浮水印）
其實，此詩是李白細心觀察後所寫，詩中「生紫煙」景象不但合乎科學事實，還有深刻的文化內涵。 要解釋這一切，得先從光的傳播說起。
瑞立散射 藍色天空
學過初中物理的人都知道，太陽光透過同種均勻介質時沿直線傳播，反之傳播方向就會發生改變。由此，太陽光進入成分復雜且不均勻的大氣層後，會跟空氣分子、塵埃、氣溶膠等介質相撞，從而產生散射。與直射、反射、折射、繞射等一樣，散射也是一種光學現象。
太陽光在大氣層中的散射分為兩種情況：當它遇到直徑比太陽光波長小的空氣分子時，會進行選擇性散射，其散射強度與波長相關，這種散射叫分子散射；當它遇到直徑比波長大的塵埃、氣溶膠（大氣中懸浮的固態或液態微粒的總稱，如霧、煙、霾）等物質時，一定範圍的光波會全部被散射（即無選擇性散射），這種散射叫米氏散射。
光的散射示意圖（影片截圖）
分子散射裏，散射強度和光波長的四次方成反比關系。換言之， 光的波長越短，散射越強，反之亦然。 這個規律是二十世紀初英國物理學家瑞立發現的，所以分子散射又叫瑞立散射。
瑞立散射可以讓天空呈現出不同的顏色。眾所周知，太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光混合而成的復色光。其中波長最長的是紅光，通常約650nm（納米）；波長最短的是紫光，通常約400nm（納米），藍光次之，通常為450nm（納米）。由於瑞立散射的影響，太陽光經過大氣層時，其中的紅光由於波長較長，散射較少，因此穿透力更強，通常能夠穿透大氣抵達地面；而紫光和藍光由於波長較短，散射較多，穿透力很弱。秋高氣爽或雨過天晴，大氣中的塵埃和氣溶膠較少，陽光在大氣分子強烈的瑞立散射下，藍光和紫光散射到四周甚至布滿天空，而人眼對藍色更加敏感，對紫色感覺次之，所以天空看起來呈蔚藍色。
太陽光光譜 （圖源：中國科普網）
舉個例子來形象地解釋紅光和藍紫光的瑞立散射。假設身高2.0米的紅光和身高1.5米的藍紫光同時從太空出發，向地球上跑，經過到處都是高約0.5米「石頭」的大氣層時，紅光腿長，可以輕松跳過；紅紫光腿短，只能改變方向跑。由於「石頭」太多，紅紫光要多次改變方向，最終讓人感覺布滿天空。
光的散射強度曲線圖（圖源：中國科普網）
值得一提的是，瑞立散射也被運用到交通指示燈上。用紅光作指示燈，是因為大霧彌漫的天氣裏，紅光可穿透霧氣，更容易被司機或行人看見，從而減少事故的發生。
詩中原由 據實分析
瑞立散射讓天空看起來很藍，這種現象是否與「日照香爐生紫煙」有關呢？
這得結合【望廬山瀑布】所描述的景象來解釋。
詩中的「香爐」是指廬山西北的香爐峰，因峰頂尖而圓，形似巨大的香爐而得名。清晨時分，在金色陽光的照耀下，香爐峰升起陣陣紫霞，如同煙霧一般，甚是美觀。
由此可得出以下三條結論：一是「紫煙」不是煙，而是紫色的光霞，與網友拍攝的熏香紫煙如出一轍；二是當天天氣很好，少雲少霧，空氣中顆粒狀介質少，所以發生的是瑞立散射，如果當天有霧或多雲，空氣中有較多較大的顆粒狀介質，那麽陽光會因米氏散射呈現出白色，詩句也只能是「日照香爐生白煙」；三是由於香爐峰高聳入雲，地形復雜，氣流易形成渦旋或亂流，陽光照進它們時，不斷產生散射，紫煙效果進一步加強，容易被人觀察到。
水墨畫【望廬山瀑布】（圖源：中國風動畫網）
有人會問，既然瑞立散射讓香爐峰上呈現波長較短的藍光和紫光，而人眼更易感受到藍光，那李白為何不寫成「日照香爐生藍煙」呢？答案主要有兩方面。一是很可能是李白觀看瀑布時，由於特殊的地理環境和氣候條件，香爐峰上氣流分子的直徑和紫光的波長差不多，所以散射光中紫光最強，散射最多，很易被人看到。二是相對天空而言，香爐峰距離觀察者更近，更易看到紫光。網友近距離拍攝到紫色為主的熏香煙霧，也是這個道理。
傳承文化 情感交融
盡管「日照香爐生紫煙」有合理的科學解釋，也有網友攝影佐證，但很多去過廬山和看過廬山瀑布的人都沒見過「生紫煙」的景象。那為什麽李白要把極難看到的景象寫進詩裏呢？
這得從李白的個性及中華傳統文化說起。李白被譽為「詩仙」的原因之一，就是他是個修道之人，追求像神仙一樣的生活。這種追求體現在諸多詩歌之中。紫色是道家最推崇的祥瑞之色，成語「紫氣東來」就是明證。相傳，春秋時，函谷關令尹尹喜夜觀天象，見有紫氣從東而來，不久，道家創始人老子（李耳）果然騎著青牛到函谷關。後來，人們便用「紫氣東來」比喻吉祥的征兆，沿用至今；用「紫煙」表示紫色瑞雲之意，比如著名的【遊仙詩】（東晉·郭璞）裏就有「赤松臨上遊，駕鴻乘紫煙」的句子。
老子「紫氣東來」到函谷關（圖源：國畫網）
追求仙道的李白遙望廬山瀑布，見香爐峰頂煙霧繚繞，恍如仙境，詩興大發。對他而言，不管是藍煙、青煙還是其它煙，既然是仙氣，那用「紫煙」自是恰當，更何況他細心觀察後還真看到紫色的煙霞。
由此可知，「日照香爐生紫煙」巧妙借用自然現象來解釋傳統文化，使這一景象成為科學和文學相結合的典範。這也告訴我們，科學不一定是枯燥的，同樣充滿詩意和美感。
才華橫溢的李白不但沒眼花，反而觀察得很仔細，用心地寫進詩裏。一千多年後，透過網友近距離拍攝紫色熏香煙霧的事實，我們不僅更深入理解「日照香爐生紫煙」的本質，還從中感受到科學與藝術的交融之美。
作者：魏德勇
廣東深圳市作家協會會員
