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对于光的本性的研究未来发展的感想
人类生命诞生伊始,睁开双眼,对周遭世界的第一感知便是那一
抹光亮;而人们的工作生活也离不开光,还有光学。可见光是光学学
科形成并发展的基础,这一感知看似平常,但实际上人类对光的认知
历史却是漫长而曲折的。
光不仅给人们带来了生存所需的物质和能源,同时也是诸多信息
的载体。地球上可以让人类采集使用的能源,大多都来自于太阳光。
煤、石油和天然气等化石能源,这些都是经过数千万年的有机物沉积
而成;如果没有太阳光,那么有机物就无法生成,又何谈提供能量。
同样,有了阳光的温度,地球也不再冰冷,水也流动循环起来,有云
有雨,有江河湖海,便有了充沛的水能,提供着万物生命的源泉。
古代文明对光的认知:中国与科学的失之交臂,两河流域的科学
体系建立
中国作为世界上历史最为悠久的文明古国之一,我们的历史文化
遗产已充分展现出历史上中国学者们的智慧与所积累的知识。但遗憾
的是,我们缺乏较为系统的科学理论体系。对光来说,亦是如此。
早在春秋末期战国初期(大约公元前 476 年-公元前 390 年),
墨子及其弟子所著的 《墨经》中,就记载了其发现了小孔成像,并指
出了光线沿直线行进的性质。文中具体所述如下:“光之人,煦若射。
下者之人也高,高者之入也下。足蔽下光,故成景于上;首蔽上光,
故成景于下。在远近有端与于光故景库内也。”
这段话理解起来就是:“光线找到人,人体反射回的光就像射出
的箭一样直线前进。这样,人的下半身会在屏幕高处成像,而上半身
则在屏幕下方成像。人的影像便是倒转的,这因为来自脚的光线,下
面有一部分被遮蔽了;而来自头的光线,上面有一部分被遮蔽的缘故。
如果恰好光前进的路上或远或近存在小孔,可以让光线透过,那么暗
匣中就会呈现出明亮的倒转影像。”
作为中国古代思想家、教育家、科学家、军事家,墨子被后世尊
称为“科圣”,也正是因为他是中国历史上第一位在光线直射、光影
关系、小孔成像、点线面体圆概念,乃至力的作用和杠杆原理等众多
领域的探索发现。而且对光的这一发现,远超当时的其他人类文明,
称其为 “人类第一次明确指出光沿直线传播”也并不为过。
但可惜的是,这些超前的发现并没有成为古代对光学研究的开端,
反而很快就被历史的尘埃所掩埋。而随着历史车轮的滚滚前行,古代
学者对小孔成像等光学问题,也如车轮般循环往复,没有深入地发展
研究。诸如唐代的 《酉阳杂俎》,北宋的 《梦溪笔谈》都有过重复记
载和描述,南宋诗人陆游也在 《老学庵笔记》中写下亲身经历。陆游
透过天窗和走廊里的窗户,观察到了颠倒的塔影,但最终也是“未易
以理推也”。
对光学现象发现的反复,以及对原理深入探究的迟滞不前,一直
到清末以至民初才得到了中国学者的再次重视,重新打开局面。在当
时,顺应着 “诸子百家的子学复兴”浪潮,墨学才再一次步入知识界
的视野。来自英国的近代生物化学家、科学技术史专家李约瑟,也是
《中国科学技术史》的作者就曾感叹:“墨家的科学水平,超过了整
个古希腊!”
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