彩虹这玩意儿，小时候我以为真是天桥。天上有座桥，五彩缤纷的，神仙才能走。后来长大了，学了点物理，才知道那是光在水滴里耍赖。可知道归知道，每次看见，还是会莫名兴奋。
前阵子我去公园瞎溜达，正好赶上喷泉开了。水雾乱飞，阳光从侧面来，我突然就看见一道弧横在喷泉旁边。当时手有点抖，掏出手机一顿拍，结果拍出来的颜色淡了吧唧的，跟眼睛看到的完全两个档次。你说这玩意，为什么镜头就留不住那种灵气呢？
折射的数学，没你想得那么浪漫
光从空气钻进水珠，速度变小，方向也拐了。这叫做折射。水珠是圆的，阳光从一边进来，进去后打到内侧“墙”上，原路弹回，再从另一边出来。整个过程是两次折射加一次反射。
关键的数值在这里：假设一束光平行射向一滴水，经过一系列操作，出射光与入射光方向之间的偏转角，大约在138度左右。也就是说，你看到的光其实是“拐了弯”的光。它对应到你的视线，就是你眼睛跟太阳连线的反方向，再偏转大约42度。这个42度，是红光的主虹角。紫光因为折射率大一点，主虹角略小，约40度。
这些数字不是算着玩的。正因为红光的出射角略大于紫光，所以彩虹外侧是红色，内侧是紫色。要是角反了，颜色顺序就反了。
你看，斯涅尔定律就那么一行：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂。水的折射率约1.33，不同波长光的折射率微有差异，就被拉开成了色带。我常想，这种物理规律硬是把白光撕成七彩，简直比最恶毒的滤镜还狠。
但说实话，这些公式背得再熟，也不影响你在看到彩虹时忘掉它们。我的想法是，知道原理和产生美感并不冲突。
半圆还是全圆？你站在地上就别想了
你从小到大见过的彩虹，多半是半圆甚至更少。别以为那是彩虹本来只有一半。实际上，彩虹是个完整的圆。你站在地面上，地面挡住了下半部分，所以只剩个半圆。
假设你站在一栋摩天大楼的楼顶，或者在一座山的山顶，视线没有完全被地面挡住，你就有可能看到大于半圆的彩虹。要是坐飞机，那就过瘾了——当飞机在合适的位置，你能看到一整圈圆形彩虹，中间还有飞机的影子。
我有个朋友，某次航班从昆明飞拉萨，在云海上目睹了全圆彩虹。他说那一刻整个机舱都安静了，连隔壁的小孩都忘了哭。这家伙还拍了一张发给我，我当时酸得不行。可惜我每次坐飞机，不是云遮就是雨挡，到现在也没亲眼见过全圆。
为什么一定是圆？因为彩虹的几何结构由太阳、你的眼睛和空中水滴的连线共同决定。从水滴出来的光，以你的眼睛为顶点，形成一个圆锥面。这个圆锥的顶角大约是84度（主虹的内外半径）。圆锥跟眼睛的交线，自然是圆。地面一截，圆就少了。
所以，你要是想看到全圆彩虹，唯一办法是让自己悬在半空。坐飞机是性价比最高的选择。
颜色到底有几种？牛顿骗了你
牛顿大概是第一个拿棱镜拆白光的。他当时把连续的光谱分了七个区域：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。可是你要真去盯着彩虹看，能数出七种？我反正数不出。从红到紫，中间是一整条连续渐变的色带，没有分明界线。你告诉我哪一段是靛？靛和蓝有什么区别？这问题我问过物理老师，他也支支吾吾。
后来我查了查，发现牛顿对七这个数字有执念。他搞音乐理论，觉得七个音阶对应七种颜色很和谐。可实际上，我们人眼有三种视锥细胞，分别对短、中、长波光敏感。三种信号叠加，理论上可以区分几百万种颜色。但彩虹里的颜色，粗略说就是六个主色带：红、橙、黄、绿、蓝、紫。靛色是强行插队的。
颜色本就是大脑的解释，不是物理量。波长是物理的，颜色是心理的。牛顿把主观感受数字化，倒也没错，但硬凑七这个数，确实有点自欺欺人。
副虹和亚历山大暗带，冷门的小把戏
主虹外边偶尔还能看到一条颜色更淡的副虹，也叫霓。副虹的颜色顺序跟主虹相反：外侧是紫，内侧是红。这是因为光线在水滴里反射了两次，出射角变成了约51度。
主虹和副虹之间，有一片区域明显更暗，叫亚历山大暗带。原因挺绕的：两次反射的光线正好在这个角度区域里偏转，所以几乎没有光出来。那块暗带，在照片上其实看得挺清楚，可惜一般人不会注意。
我总觉得，这些冷门知识像是彩虹的隐藏关卡。你不知道也完全不影响欣赏，但知道了以后，再看彩虹会多一层好奇。
文化符号里的彩虹，沉重又轻浮
人类对彩虹的迷恋，远远超出气象学。北欧神话里，它是连接人界与仙界的彩虹桥，叫Bifröst，众神每天骑着马从上面走过。诺亚方舟的故事里，彩虹是上帝不再用洪水灭世的约定。到了现代，彩虹旗又成了多元性取向与性别认同的象征。一个光和水滴的现象，被塞进这么多意义，够传奇了。
可回到现实，当你在雨后看见一道彩虹，脑海里第一个念头是什么？不是神话，不是政治，就是单纯的“哇”。然后就是拿手机拍。拍完了才想起来，哦，这是物理。
我反而觉得，这种第一反应最真实。彩虹代表了不可控、不可及、转瞬即逝的美。你明明看到它了，却知道它很快会消失；你想跑过去触碰，它却永远停在天边。这种求而不得，才让人着迷。
我记得有次雨后的傍晚，东边天空挂出一道很明显的双虹。当时我在公交车上，满车的人都探着脑袋往窗外看，连司机都忍不住瞄了两眼。那一刻，我突然觉得人类在美面前是平等的。
等车到站，虹也就散了。
这就是彩虹的脾气：它给你看，但从不让你留住。
后来我查资料，看到有人计算过，彩虹并非客观存在。同一片雨幕中，不同的人看到的是不同位置的彩虹，因为每人的眼睛位置和视角都不同。严格来说，彩虹是每个人独有的视觉现象。你在你的眼里，我在我的眼里。这个想法挺孤独的，但也很浪漫。
大概这就是为什么我的手机里存着一堆模糊的彩虹照片，每一张都拍得不好，但每一张都不想删。
下次见到彩虹，试着别急着拍照。先看十秒，让那个弧线印在脑子里。然后闭上眼，感受风，闻雨后泥土的气味。再睁开眼，你会发现它已经淡了一截。这大概就是真实世界给你的签名。
