發現過程
背景
十年前一個殘陽如血的黃昏，甘肅省武威市雷台公園的一名工作人員正對一座東漢古墓做著例行的檢查。然而，當他往墓中的一口枯井裡無意地一瞥，卻發現了一個極其奇特的現象——不知道是誰丟到井裡的一元錢，竟然被放大到了一百元那么大……這座漢墓曾經出土過國寶“馬踏飛燕”，那么古人為什麼要在墓中修井，而一千八百多年前的古井究竟又是如何具備了這種神奇的放大作用呢？這一切的背後，究竟是跨越千年的巧合，還是古代能人巧匠的心血呢？真相撲朔迷離，結局出人意料。
這是一個看似普通的黃昏，在甘肅省武威市雷台公園內，一名工作人員開始對一座漢代古墓做例行的檢查。然而，當他走到墓中的一口枯井旁時，無意中的一瞥，卻發現了一個令他大為吃驚的奇特現象——不知道是誰丟到井裡的紙幣，似乎變大了好幾倍。
原雷台公園管理處主任：當時還有一分兩分的紙幣，一毛兩毛那些錢，我看著大了，看著好像比外邊還清楚，大了。
訊息一經傳開，很多人都特地來一探究竟，而幾乎所有的目擊者都聲稱，錢真的都被放大了！
事情越傳越神，古老的雷台仿佛籠罩上了一層厚厚的迷霧。
一般說來，在一些旅遊景點經常能夠看到有類似水井、金錢眼或者是其它的寶塔等等。人們為了祈福，往往會往它上面扔一些硬幣或者是粘上一些紙幣。往往扔的時候大家都是很開心的。因為據說你只要扔到了某個位置上，比如說那個金錢眼，只要把錢從那個金錢眼一打過去，這一輩子你都會平平安、財源滾滾。當然傳說歸傳說，這無非就是一個心理安慰，一個美好的祝願罷了。但是，扔掉的錢，扔到井裡之後，這個錢還能被放大，這件事情倒是頭一回聽說。俗話說的好：眼見為實，耳聽為虛。沒有去過這個地方，沒有親眼看過這個現象還真不敢說它是真是假。再有這個古井它所在的位置也很奇特，它居然是在一座漢墓當中。要說這個漢墓可是大有來頭，因為在它裡面出過一件國寶，這誰都知道：中國旅遊的標誌——馬踏飛燕。馬四足有三足是騰空的，只有一條腿是踩在一隻飛燕上面。但是它的重心之巧妙，製造工藝之精良，郭沫若老先生看過之後連稱：這是國寶。因此也被選為了中國旅遊的一個標誌。這口井所在的古墓恰恰就是出土銅奔馬的那個墓——雷台漢墓。
雷台觀
修建於明天順年間的雷台觀，位於武威市一個高達八米的夯土堆上，數百年來香火不絕，不過誰也沒想到這高高的土堆下卻隱藏著一個秘密。1969年9月的一天，幾個公社社員正在夯土堆下挖掘戰備防空洞，然而幾鎬頭下去後，隨著轟隆一聲巨響，一件出人意料的事情發生了：牆上出現了一個巨大的黑洞。借著微弱的燭光，遍地排列整齊的銅車馬出現在人們的眼前，其中藝術價值最高的就是——馬踏飛燕。經過史學家的考證，這座地上墓被命名為“雷台漢墓”。
在雷台觀的東南角有一口水井，多年來誰也沒有注意過它的來歷。然而隨著發掘的深入，人們意外地發現，這口井竟然貫穿了整個夯土層，與古墓的墓道緊緊相鄰，也就是說，這口井被修在了古墓中。經過考證，井裡的磚塊同樣來自1800多年前的東漢時期。那么，當年的造墓人為什麼要在這裡挖一口井呢?
原雷台公園管理處主任張寶童：在以前的資料上提到西北缺水，有了水就有了綠洲，有了綠洲就有了一切，水好像就是代表了財富，如果擁有了井就擁有了他的地位。
正是這口非常罕見的墓中古井，近年來被越傳越神，甚至有些人傳說錢之所以會放大，是因為一千多年前的古墓主人顯靈了。經考證，這口古井由中心噴出水，直到九十年代中期才逐漸乾涸。為了讓遊客們更好地參觀，工作人員在墓道與井壁的相鄰處開鑿了一個方形的口子。
原雷台公園管理處主任張寶童：為了使每一個遊客都能看到這個井，所以我把它裝了燈，這個燈和墓裡頭的燈都在外邊，進了門以後有個閘控制，一推閘，墓裡頭也亮，井裡也亮。
除了開口處安了燈泡之外，距井底大約兩米處也安了一個100瓦的燈泡，自從傳說古井見錢眼開後，許多外地遊客更是特地來井邊親自體驗一番。但疑問也隨之越來越大，這一切究竟是怎么造成的呢？難道真的是墓主人顯靈嗎?
放大原因
一千八百多年前的古井居然能夠把錢放大，變得見錢眼開。這件事情在當地就傳得越來越邪乎。人們紛紛就跑來，想看個究竟。當然也有不少善男信女們到這裡來許願，認為這是神靈顯靈，於是都紛紛往裡面扔錢。錢多到很快就可以把這個井底給鋪滿。於是，工作人員不得不經常下去把錢給拿出來。拿出來之後就發現，這個錢根本沒有任何變化，為什麼？這個錢它本身扔進去是多大，拿出來還是多大，看起來沒有任何的變化。所以，如果這個錢在井裡頭變大了，拿出來還是變大的話，那這事就太不正常了，這井就變成了一個印假鈔的放大機了。可事實不是如此，它拿上來該是多大，還是多大。人們看到的現象只是古井帶給人的一種視覺上的放大效果罷了。可大家都知道近大遠小的道理：近處的東西看著自然就大，遠處的東西看起來自然就小。即便是同一個物體，比如說太陽，太陽看起來沒有多大，可是假如你不怕燙，你走到跟前看的話，真正太陽要比我們居住的地球大許多許多倍。所以說這件事情看來似乎應該是和古井本身的問題：要么是它的結構特殊，要么是它的環境特殊，或許還與其它的因素有密切聯繫。
令人失望的是，《武威縣誌》上並沒有關於這口古井的任何記載，而且在井裡還有水時，是不會有人發現這種奇特現象的。但張寶童卻認為，這一切就是與井特殊的建築結構有關。
井的建築結構
準確地說，這是一口用漢磚堆砌而成的井，磚與磚之間並沒有使用任何的粘合材料。在經歷了千年的井水浸泡之後，壁上的磚大多已經嚴重風化，只是在井底部分才保存相對完好。而且最為奇特的是，經過測量，井的開口處，井中部和井底的直徑各不相同。也就是說，這口井呈腰鼓狀，並且鼓出來的位置不止一處，它與我們平時看到的直上直下的水井是不一樣的。
原雷台公園管理處主任張寶童：這個井裡邊從上到下粗細不一樣，內徑不一樣，這是不是也起到了光的折射作用，從而起了一個放大的作用。
在距井底大約一米深處，壁磚則又被修砌成了一種奇怪的人字形，這一切與錢被放大，是不是又有著什麼聯繫呢？張寶童開始反覆做試驗，但幾乎每一次他都覺得，掉進井底的錢真的被放大了！難道這真是1800多年前的古人有意為之的嗎？
原雷台公園管理處主任張寶童：他們就認為修的時候，古人就修了這么個跟井一樣的東西，就是要起放大作用，它有種好像美好祝願一樣，跟現在燒香的人上去丟了錢，實際上是對自己美好的一種祝願。
如果這種推測成立的話，那么造成神秘放大的原因，很可能就是井裡的奇特結構，造成光線的折射，從而在井底形成了一個肉眼看不到的放大鏡。可是，這種說法真的成立么？
北京大學物理學院教授呂斯驊：這個應該沒有什麼根據，我想不應該有什麼影響。因為不造成光線實質上的變化，從光學專業的角度來講一定要有光程差。
光程和光程差
那么什麼叫光程，什麼又叫做光程差呢？給大家解釋一下，所謂光程指的就是折射率乘以距離。當然這個距離，大家猛一聽就是懵了。這個距離可以包括很多種含義，具體一些就拿這個放大鏡來說，我們知道放大鏡本身是一個凸透鏡，起一個放大的作用。誰都知道，放大鏡是中間厚，兩邊薄。那么對於它中間這部分光程呢，就等於用它的折射率來乘上它中間的這部分厚度。而兩邊肯定是要薄一些的。那么它的光程值，也就較小。這樣，中間的光程大，兩邊的光程小這樣就出現了一個光程差的概念。大家記住，只要是能放大的話。它必須存在這樣一個光程差，才能夠起到放大的作用。這樣看來，這口井本身的構造似乎就跟光程、光程差，並沒有什麼太大的聯繫。不過有的朋友可能認為，不是說這個井它造得不是直上直下的，而是有一定突起弧度，像個腰鼓似的。大家仔細觀察一下，比如北京的朋友，可以觀察一下中央塔。外地的朋友，可以看看一些紀念碑或者是電視塔。你們都會發現一個什麼現象呢，就是這個塔也好，紀念碑也好，煙囪也好。尤其是特別高的那種煙囪，它絕對不是直上直下的，它總給你感覺是不是這個工人在修建的時候有什麼問題，它中間是凸出來的。專家解釋說，實際上這樣做是人們故意為之的。這樣做的目的是為了增強建築物的抗震性，提高它的牢固程度。建築專家認為，井被設計成這種腰鼓形的構造的目的，也是為了讓它更加牢固，而跟放大沒有什麼關係。那么古井這個見錢眼開的放大作用，到底是什麼原因引起的呢？
古井的放大之謎並沒有被真正揭開，難道這一切真的是古墓主人顯靈嗎？越來越多的善男信女紛紜而至，雷台觀的香火也越來越旺。但是，張寶童卻不同意這個說法。這天，他突然想到了另一個問題。
原雷台公園管理處主任張寶童：我下去過，下頭涼著呢，井底的溫度涼著呢。
溫濕度測量
張寶童依稀還記得，井底的濕度似乎比井上要大。那么，這會不會與放大效果的形成有什麼關係呢？他決定，對井底的溫濕度進行測量。
首先，工作人員將一個溫濕度計吊下了井底，經測量後顯示，井底溫度14℃、濕度百分之十二；而他們在地面上測量後顯示，墓道溫度為13℃、濕度百分之八。這也就是說溫度相差不大，但井裡的濕度卻大大超過了地面。
不僅如此，他們還在井底發現了一些乾枯的苔蘚類植物，這也足以說明，井底的確比較潮濕。那么，難道井底這種潮濕的空氣環境與放大效果的形成會有什麼聯繫嗎?
北京大學物理學院教授呂斯驊：空氣也有它的光程，也是它的折射率乘上它的厚度。所以井底如果要造成放大作用的話，必須是中心部分它的光程比較大。
也就是說，只要具備了一些要素，空氣中會形成一種非常奇妙的“空氣凸透鏡”，從而使物體放大。由於井底的空氣幾乎不流通，那么它究竟該具備哪些條件，才能使光程差出現，從而形成一個天然的放大鏡呢？
空氣如果溫度越高，一定質量的空氣，它的體積就會變得越來越大。為什麼呢？這是因為分子運動加快，所以它的密度自然而然的也就變低了，因此整個體積就變大了。如果空氣在比較冷的環境之中，一定質量之下。毫無疑問，分子運動沒有那么劇烈。它的密度就會高，體積就會變小。所以仔細想一想，井這個環境。大家仔細看這張井的照片，是從井下向上面拍的。無疑井的周圍，也就是井壁四周的溫度，相對於井中心而言，它是高的。為什麼呢？因為這口井，它是屬於那種噴泉式的井，而不是滲透的井。它是直接從井的正中心，井底的正中心，也就是我們拍這張照片站的那個位置。從那兒有泉水湧出來，因此說這個地方的溫度肯定相對較冷。這樣一來，中間的空氣它的密度就變得很大，而周圍的密度就相對較小。這樣一來毫無疑問：它的折射率就不一樣了。大家想一想，學物理都學過，我們把筷子插入水中的時候就會出現有趣的折射現場。而在空氣中，我們幾乎是覺察不到的。所以密度越大折射率就越高。因此在這口井當中，它的深度是一定的，也就是說決定光程的那一個條件距離是定的。所以說，只要折射率越大，那么這個光程的值幾率越大。因此中間中心部分的空氣比較冷。所以說它的密度較大，因此它的折射率就高。這樣算起來，就是中間的折射率高，而周圍的折射率低。中間的光程它的值，就要大於四周的光程值。這樣算來，就有光程差的存在。於是很巧妙，就形成了一個天然的空氣透鏡。因此，也就具有了放大的效果。
但是，由於張寶童使用的是民用溫濕度計，它無法測出井底中心和邊緣位置溫濕度的精確變化，所以，溫濕度不同造成“空氣透鏡”的說法也僅僅只是理論上的一種推測。有人提出了另一種說法。
《我們愛科學》雜誌社編輯楊道永：如果是潮濕空氣造成的，沒有什麼力量讓這個潮濕的空氣維持這種透鏡的形狀，最關鍵的就是說，濕氣它沒法維持這種固定的形狀，我比較了各種因素之後，我就覺得燈應該是最主要的作用。
由於燈泡的持續發熱，因此逐步加熱了井壁，然後從井壁往井中間一層層傳導加熱空氣。由於這種傳導造成空氣的不均勻，使井中心的空氣溫度明顯偏低，所以就形成了“空氣透鏡”。
《我們愛科學》雜誌社編輯楊道永：我們在日常生活當中也能觀察到，熱的空氣會對光線起到折射作用，觀察夏天的時候，你看一下汽車的引擎蓋，或者看一下被曬熱的柏油地面，你都能看到一晃一晃的那種現象。
從理論上說，這兩種導致“空氣透鏡”形成的原因都是極有可能的。謎底似乎就這樣被揭開了，正是由於種種的巧合，從而使千年漢墓中的古井具備了這種奇特的放大作用。雷台觀也恢復了往日的寧靜，伴隨道士的依舊是每日的暮鼓晨鐘。但是，會不會還有另外的說法呢？
2006年1月的一天，《走近科學》的記者專門來到了雷台漢墓。經過測量，從井中部開口處到井底深536厘米，於是我們就在墓道里丈量出同樣的距離，由一名工作人員手持紙幣準備拍攝。由於攝像機的標準鏡頭最接近人的生理視角，不會造成變形，因此我們將焦距段設到了50厘米，然後對地面和井底同樣面值的紙幣進行拍攝。
但是比較的結果卻表明，地面上和井底的紙幣竟然是同樣大小，那么也就是說，這口古井可能並沒有什麼所謂的放大效果，這一切只不過是大自然跟我們開了一個玩笑而已。可為什麼幾乎所有的遊客都認為錢真的被放大了呢？
北京大學物理學院教授呂斯驊：有兩個學生曾經問孔子，為什麼早晨的太陽大，中午的太陽小，實際上我們現在知道這兩個距離是沒有什麼差異的。所以實際上不是距離造成的一個大小差異，而實際上完全是視覺上的一個差異，因為中午的天空沒有可參照物，它就是一塊白茫茫的天，而早晨的話，它有樹、房屋這些其它的一些參照物。
心理暗示作用
不過，這種視覺誤差的形成還會不會有其它的原因呢？其實，幾乎每個人來之前就已經聽說了神奇古井會放大紙幣的傳說，這樣就先有了很強的心理暗示；並且還有人傳聞一塊錢會變成一百塊錢的大小。
《我們愛科學》雜誌社編輯楊道永：你把一元錢和一百元放在一起比較的話，你會發現它從面值上是差別了一百倍，但是從大小上只大了一圈，你如果把它放中間的話你看，就大出這么一圈，實際上差別沒有那么明顯。當你聽說把一塊錢變成一百元的時候，你的期待值會很高的，你覺得把它放大了很多倍，實際上也就放大了百分之二十，放大了很小一點。
恰恰是有了種種的機緣，雷台古井的放大之謎才成為了跨越千年的巧合。那么在我們生活當中有沒有其它的視覺誤差現象呢？這裡有兩個方框，看起來似乎右邊的比較大。然而，當我們將包圍右邊方框的同心圓去掉之後，就會發現它們其實是一樣大的。
這個就是典型的錯覺。所以這個視力誤差很有可能也是導致人們覺得這個井有放大作用的一個原因。雖然這個攝像機的標準鏡頭很接近於我們的生理角度。但恐怕它還是有一些細微的一些差別。因此，這個井之所以能夠放大錢幣，我們考慮來考慮去，請教專家，現在總結出了兩個，一個就可能是空氣透鏡的緣故；再有一個就是我們前面所說的視覺誤差。到底應該是哪個起到決定性的作用，我們現在暫時也無法給大家一個很確定的答案。但是不過不管怎么說，我們認為這絕對不是什麼神鬼現象，它肯定都是能夠用科學的方法來解決的。
