文／胡妙芬

美麗的彩虹是什麼？北歐人相信，彩虹是人間通往神的住所的橋；希臘神話則認為，彩虹是人與天神溝通的使者，當彩虹的化身伊麗絲（Iris）突然出現，背後就會顯現亮麗的七彩虹光。

彩虹為什麼在古代這麼「仙氣」，好像不難推測：因為它形象美麗卻又來去無蹤，古人難以理解，只好編織神話解釋彩虹形成的原因；這種神話一般老百姓很容易買單，但是老愛打破砂鍋問到底的那一群自然哲學家們，當然不會輕易相信。

要是彩虹可以像蘋果或石頭一樣拿在手上，相信科學家們一定老早就細細研究，可惜的是，絢麗的虹光瞬間即逝；所以古代的科學家們只能推想──白光是一種「沒有顏色」的、正常的光；而彩虹呢？雖然耀眼奪目，卻是「不知為何發生變化」、「不正常」的光。

直到14世紀初，德國修士迪特里希．馮．弗賴貝格（Dietrich von Freiberg）才正式找到了彩虹的成因。他把裝滿水的玻璃瓶當成「放大的水滴」，在陽光中上上下下的移動位置，並透過幾何學，說明彩虹是陽光進入水滴後折射、反射、再折射後所形成的。

不過至於彩虹的顏色，他認為是光受到不同的「阻礙」所形成的；他把彩虹分成紅、黃、綠、藍4種顏色。

色光原理　各自表述



三百多年後，笛卡兒（Descartes）做研究反駁了弗賴貝格的論點。他讓陽光通過三稜鏡（prism，三角柱形的透明體，又稱為稜鏡），然後投射在屏幕上；結果笛卡兒認為：

彩光跟光線進入介質的深淺沒有關係，因為不管光是透過稜鏡的「淺處」或「深處」，在屏幕上出現的圖像都是一樣的！

接下來，幾位科學家包括馬爾西（Johannes Marci）、虎克（Robert Hooke）、波以耳（Robert Boyle），做出相關的實驗，並提出各自的解釋理論：

約翰尼斯．馬爾西

1595～1667

捷克物理學家、醫生

色光的產生是因為光受到不同物質的作用；比方說，紅色是濃縮的光，藍色是被稀釋的光。

羅伯特．虎克

1635～1703

英國博物學家、發明家、

物理學家

不同的顏色是光在視網膜上留下的不同印象。紅和藍是原色，其他顏色都是紅和藍混合或沖淡而成。

羅伯特．波以耳

1627～1691

愛爾蘭自然哲學家

光是許多小粒子。光粒子撞擊視網膜的速度不同，就會看到不同的顏色。

福報小學堂

同學問

光的三原色是「紅、藍、綠」，「紅」加「綠」會變成「黃」。但是我用水彩調色，紅加綠卻變成「褐」色！為什麼呢？

老師答：

嘿嘿，同學搞混了喔。「紅、藍、綠」是「光的三原色」，我們人眼可以區分的各種顏色，都可以由這3種色光依不同的亮度混合而成。但是畫畫時是根據「色彩的三原色」，混色效果跟光完全不一樣。而且光的三原色，是愈多的色光加起來愈亮，屬於「疊加型原色」；色彩的三原色卻是愈多顏色加起來愈暗，屬於「消減型原色」，以後別再弄錯囉。

本文摘自《科學史上最有梗的20堂物理課》親子天下出版

科學界對於光的組成和彩虹現象，一直沒有得到共識。但是這個時代，正是望遠鏡與顯微鏡問世的時代。人們用望遠鏡觀察天體、用顯微鏡觀察細胞時，影像的邊緣經常出現雜亂的彩色光影；這種惱人的現象刺激17世紀的科學家比幾世紀前的前輩們，更想知道色光出現的原理是什麼。它和彩虹一不一樣？有沒有辦法可以消除呢？ （待續）