日落之后，五彩缤纷的彩虹挂在天空，让自然美景格外美丽。人们不禁要问，“谁把色彩练成空舞了”？其实彩虹是白光色散的结果。什么是色散？原来，自发光是由红、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成的。所以白光在一定条件下会分散成七种颜色，这就叫色散。
彩虹的发生是空空气中有很多水滴，太阳的白光照射在水滴上，引起折射和反射。白光中的七色光折射程度不同，紫光最大，红光最小，天空中出现七色虹桥空。这样，彩虹就是自然界中最大的色散现象。无论在国内还是国外，对色散的研究总是从彩虹开始。
一、古代人对彩虹的观察
为了理解彩虹，科学和迷信之间展开了一场激烈的斗争。把彩虹涂上各种神秘的颜色，说它是美女，是淫荡的精灵，是天弓，甚至是能喝水挡雨的动物。它的出现象征着灾难...诸如此类。这些都是人们知识水平低，无法解释自然现象的结果。
另一方面，劳动人民长期观察和探索其规律，不断揭示其本质。中国殷墟甲骨文中有虹的记载。
在周朝前半期，也就是公元前1066-403年，我国的劳动人民就已经有了这样的经历:早晨太阳升起的时候，如果西边出现一道彩虹，就会下雨。他们还把这段经历编成了一首诗:“太阳西落，拜雨。”战国楚辞中记载，虹的颜色为“五色”。东汉蔡邕在他的《月之章句》一书中也谈到了彩虹形成的条件及其位置规律。他说:“彩虹是在太阳对面的云层中产生的。没有云，就看不到彩虹，但也不会在阴沉的天气里形成。”
这些说法虽然肤浅，但基本上是正确的。在先秦时期，有人试图用当时的阴阳哲学理论来解释虹的形成。
第二，古人对彩虹产生条件的解释
庄子说:“阴阳是彩虹。”我们知道，彩虹的条件是阳光和水滴。在阴阳理论中，太阳属于阳，水属于阴。说太阳照水滴为“阳热阴”，可以说是有道理的。当然，这并没有谈到色散的本质。但是，我们也可以看到，古人对科学问题有着独特的思考方式。
到了唐朝，人们对彩虹的理解有了很大的进步。当时已经知道雨滴是由阳光产生的。孔(公元574-648年)写的《礼记注》中，在《月令》“虹始见”篇下有记载:“云若薄，日若漏，阳中雨滴开。”彩虹的起源在这里已经大致揭示了。当然，与现代严谨完整的解释相比，还是有不小的距离。但是，我在1300多年前提出这样的解释就足够了。
在欧洲，英国科学家培根(公元1214-1294年)首先发现雨滴被太阳反射，比中国晚了600多年。至于严格的解释，直到17世纪才提出。
三、古代“人造彩虹”实验
还需要特别提到的是，我们的祖先不仅最早解释了彩虹的成因，还创造了“人造彩虹”的实验。我们知道，人们很容易发现，当山被水覆盖，水滴飞溅，阳光普照，它就变得五颜六色，甚至像一道电的彩虹。初唐诗人张九龄写下《望湖口庐山瀑布》一诗，说“阳光如虹”。受这一现象的启发，人们认为可以人为地使彩虹变宽。
唐代张所著《玄真子》一书(公元772年前完成)记载“日头背面喷之水，成彩虹状”。意思是在背后往空里喷水就能看到彩虹现象。
这个实验真的很有意义。这是人们有意识进行的白光色散实验。它直接模拟了彩虹现象，不仅可以验证对彩虹成因的解释，也对历史上各种关于彩虹的迷信和邪说给予了毁灭性的打击。
今后，人们还会继续做这个实验。如宋代蔡卞在《毛诗名物解》中记载“望水而昏如虹”。这里的“从侧面看”确实点出了观察的要点，非常正确。
第四，古人对其他分散现象的观察
除了虹，还有很多色散现象，唐宋前后都有发现和记载。这不仅丰富了人们对色散的认识，也有助于解释彩虹的成因。
首先，人们深刻地观察到了单个水滴的弥散现象。南宋的程大昌在他的《表演紫露》一书中记录了一个很有意思的现象。他说:
“凡雨初起，或露未挂，余者点于草木枝叶之端，欲落，则皆聚为点。光芒万丈，阳光灿烂，五色饱满，闪烁不定。是太阳光给水上色，而不是雨水有这五种颜色。”
也就是说，当雨水清澈或露水未干时，生活在树枝和植被末端的水滴，由于表面张力的作用，总是呈闪亮的珠子形状。仔细观察其中一个小水球，在阳光照射下可以呈现出五彩缤纷的颜色，这是白光经过水滴折射反射后的色散现象。
程大昌很少仔细观察这种现象。更重要的是，他由此得出的结论非常科学。他说，这种颜色不是水滴本身所拥有的，而是“太阳的光给水上色”。这就指出了太阳光包含了几种色光，通过水滴的作用可以表现出五种颜色。可以说是接触到了色散的本质问题。
需要指出的是，理解单个水滴的弥散现象，为解释水滴在阳光下反射彩虹的现象提供了更加坚实的基础，其意义显然是巨大的。
另一方面，自南北朝以来，我国发现了一些晶体的分散现象。当时的《金楼子》一书中记载了一种透明的天然水晶，叫王盐或玉华盐，“反射阳光如琥珀”。“琥珀”是红、黄、棕三种颜色，也就是说白光经晶体折射后呈现几种颜色。这是晶体分散的最早记录。
后来对这种现象的记载比较多，如“菩萨石”、“夜光石”，可见“日中太阳照五色”的现象。有的还直接写“阳光，五色如彩虹。”
但我对北宋以前的这种现象了解不多，所以有一些不切实际的说法。如北宋杨仪记载峨眉山“菩萨石”，“日照五色”的现象是正确的；另一方面，认为是因为峨眉山有“佛光”关系也是错误的。南宋的程大昌批评了这个错误。他根据“每天都看不到自己”的事实，指出这个决定“不是峨眉的佛造成的”。在他看来，菩萨石的作用和水滴是一样的，都是“太阳的光是有颜色的”的结果。这是正确的解释。
从上面的简介可以看出，在中国古代，对彩虹色散的本质有着深刻的认识，对色散现象也有很多发现。明代科学家方以智在《物理学小知识》中对这方面的知识做了简要的记录。他说:
“每一个表面凸起的宝石都会有一种光，而那些有几个边缘的宝石会有五种颜色。比如E光石，六面也，水制品压纸，三面也，烧料，水制品三面也五色；峡谷把飞泉射成五色；人们在后墙之间向太阳喷水，也是彩色的。故知彩虹色，星月之绿，五色之云，皆是如此。”
他不仅全面地列举了各种弥散现象，包括天然晶体的弥散(峨眉阳起石)、人工透明体的弥散(压晶纸、烧晶)、水滴的弥散(峡谷射飞泉、向太阳喷水)；更重要的是，可以指出彩虹现象与日月晕、云等现象是一样的。，都是白光的色散。
5.明代中期以后，中国的流散研究。
现代科学逐渐传入中国。比如意大利传教士利玛窦(1552-1610)带着三棱镜来到中国，进行了色散表演。后来，中国的一些学者努力翻译外国自然科学著作，包括分散的知识。但那些介绍往往并不正确，甚至清代科学家郑写的《镜中人欺愚》，其中对色散的论述也并不明确。
中国最早正确介绍近代色散知识的是张付喜(？——1862)翻译的《光的理论》(1853)。这本书讲解了棱镜的分光、折射、光合成和色轮，根据白光在水滴中的折射和反射引起色散的原理解释了彩虹的成因。书中还以彩虹为例，证明白光可以分为七种颜色。这样，人们的分散知识就更完整了。
