《中国通史》

第四卷 中古时代·秦汉时期(下册)·第四节 光学知识

  
第四节 光学知识

  关于目视物问题

  东汉王符所撰《潜夫论》中说:“中阱深室,幽黑无见,及设盛烛,则百物彰矣。此则火之耀也,非目之光也,而目假之则为已明矣。”②这是说目能视物是由于借物之光,若没有外光,目即“无见”。此同先秦时期墨家学派关于“目以火见”的见解是相一致的。《潜夫论》又说:“偶烛之施明于幽室也,前烛即尽照之矣,后烛入而益明,此非前烛昧而后烛彰也,乃二者相因而成大光。”③这是关于两个光源照度叠加的论述。

   关于平面镜组合成像的实验

  《淮南万毕术》云:“高悬大镜,坐见四邻。”注:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣。”此种平面镜组合的实验装置,可以克服障碍,扩大视野,其原理与后世之潜望镜相合。

   凹面镜与透镜

  先秦时期已有用金属凹面镜取火。《周礼、秋官》载:“司烜氏掌以夫燧取明火于日,以鉴取明水于月。”①《礼记》载:“金燧。”②《考工记》载:“金有六齐,……金锡半,谓之鉴燧之齐。”③这里的燧,都是指阳燧,即金属凹面镜。《淮南子》云:“阳燧见日则燃而为火。”④又云:“若以燧取火,疏之则弗得,数之则弗中,正在疏数之间。”⑤此处“疏数之间”指的是阳燧的焦距,说明当时就有焦距概念,这是中国古代光学中的一大进步。

  秦汉时代有没有用透镜取火?这是个长期争论的问题。《管子》中提到:珠能取火。“珠者,阴之阳也,故胜火。”⑥《论衡》说:“阳燧取火于天。五月丙午日中之时,消炼五石,铸以为器,磨砺生光,仰以向日,则火来至。”⑦此处的阳燧仍为凹面镜,但消炼五石所制之器,则可能是透镜。《淮南万毕术》中记载了冰透镜取火:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”这是我国关于冰透镜取火的最早记载。

   透光镜

  上海博物馆珍藏有一面西汉时的“透光镜”。此镜为铜制,背面铭文有“见日之光,天下大明”八个字,正面光可照人。但若把它对日反射日光,则背面花纹文字悉映于墙壁上,故被称为“透光镜”。隋唐之际王度的《古镜记》说有一镜,“承日照之,则背上文画,墨入影内,纤毫无失”即指此种透光镜。为何铜质之镜能“透光”?奥妙在造镜技术上。唐宋以下探索此技术者代不乏人。宋沈括认为;“铸时薄处先冷,唯背文差厚后冷而铜缩多,文虽在背,而鉴面隐然有迹,所以于光中现。”①这就是说,因铸造时厚薄不同,因而冷缩的先后有差别,从而使镜面产生细小的曲率差异,反射日光时就会把背面文画映出来。元代吾丘衍在《闲居集》中说:“如镜背铸作盘龙,亦于镜面窍刻作龙如背所状,复以稍浊之铜填补铸入,削平镜面,加铅其上,向日射影,光随其铜之清浊分明暗也。”这种补铸的办法,的确也能制出“透光镜”来。还有的认为是压磨所致,即在磨镜面时,薄处因弹性作用,磨得少,呈稍凸,厚处受力大,磨得多,呈微凹,结果就能在日光下反映出背部花纹。事实上,上述三种办法都能制成“透光镜”。

  

  ②《潜夫论·赞学》。

  ③《潜夫论·释难》。

  ①《周礼·秋官·司烜氏》。

  ②《礼记·内则》。

  ③《周礼·考工记》。

  ④《淮南子·天文训》。

  ⑤《淮南子·说林训》。

  ⑥《管子·侈靡》。

  ⑦《论衡·率性》。《论衡·乱龙》也有关似记载。

  ①《梦溪笔谈·器用》。

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