虹

熙宁八年（1075），沈括奉诏出使辽国。在使辽途中，他注意观测和考察了所遇见的种种自然奇观。本则笔记记述的就是他在北方见到的虹这一光折射现象。

虹是空气中水珠对日光折射的结果。雨过天晴，阳光照射到空中的水珠上，由于太阳光包含了七种不同频率的光波，这些光波折射的方向不同，从而形成了七色的光环，这就是虹。沈括引用孙彦先的话解释了虹的成因：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之。”这一见解无疑是正确的。

另外，他还观测到虹在天空的位置及运动方向。沈括发现，虹与太阳的位置是相对的。当傍晚太阳偏西的时候，虹就出现在东方，人“自西望东则见”。同时，傍晚的太阳在天空运行的轨迹是向西北运行，因此虹相应地向东运动。

沈括的观察极为细致，而他的观察结果也是符合科学原理的，因而代表了宋代天象观测的最高水平。

世传虹能入溪涧饮水，信然。熙宁中，予使契丹[1]，至其极北黑水境永安山下卓帐[2]。是时新雨霁[3]，见虹下帐前涧中，予与同职扣涧观之，虹两头皆垂涧中。使人过涧，隔虹对立，相去数丈，中间如隔绡縠[4]。自西望东则见（盖夕虹也）。立涧之东西望，则为日所烁，都无所睹。久之，稍稍正东，逾山而去。次日行一程，又复见之（孙彦先云[5]：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之。”）。

【翻译】

世人传说虹能够进溪涧饮水，确实如此。熙宁年间，我出使契丹，到达他们最北边黑水境地永安山下设帐宿营。那时刚刚雨过天晴，看见一道虹下到营帐前边的溪涧中，我和同僚走近涧边观看，虹的两端都垂到溪涧里面。派人过涧，隔着虹与我们相对站立，相距几丈，中间像隔着一层薄纱。从西朝东望，就看见虹了（因为这是傍晚的虹）；站在涧的东边向西望，就被太阳照耀，什么都看不见了。很久，虹逐渐移向正东方，越过山岭而消失。第二天，走了一段路，又重新看见了它（孙彦先说：“虹乃是雨中的日光影像，日光照在雨珠上就有虹出现。”）。

[1] 契丹：我国古代北方少数民族名，五代时创建契丹国，又改国号为辽，至北宋末为金所灭。其余部西迁，建立西辽国，后为蒙古军攻灭。

[2] 黑水：水名，即黑河，在今河北平泉西南，境内有永安山，为辽国主狩猎地。卓：直立，这里指搭起、架设。

[3] 霁（jì剂）：雨住天晴。

[4] 绡縠（xiāo hú消胡）：薄纱。绡由生丝织成，縠有绉纹，都是半透明状的织品。

[5] 孙彦先：孙思恭的字。孙为宋代登州（今山东蓬莱）人，曾考中进士，精通天文历算之学。