中国第一部近代光学著作——《镜镜詅痴》

作者:骆成来源:蝌蚪五线谱发布时间:2016-11-02

《镜镜詅痴》是我国第一部研究探讨光学及相关应用的科学专著,对后世意义重大。
    《镜镜詅痴》是我国第一部研究探讨光学及相关应用的科学专著,对后世意义重大。
  光学是物理学的一个重要且古老的分支,无论东方还是西方,其相关研究都可追溯到公元以前。
  在我国,从春秋战国时期开始,古人就对这一领域的各个方面进行过许多研究和实验,记载并流传下来。北宋科学家沈括就曾做过这样一个实验:他在纸窗户上开上一个小口子,让窗户外高飞的风筝和远处佛塔的影子成像于室内的纸屏之上,他发现,当风筝高飞之时,影子也跟随移动,而风筝往左,则影往右,风筝往右,则影往左;又发现佛塔的影子是也倒垂着的。这就说明了光的反射和倒像的关系。
  
沈括实验图一
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沈括实验图二
  更有甚者,元朝初年的科学家赵友钦,在《革象新书》的“小罅光景”中,描写了一个大型光学实验。他先在地面下挖了两个圆阱,圆阱上盖上中间开有大小、形状不同孔的盖子。通过它可以进行只有一个条件不同的对比实验,对小孔(大小和形状)、光源(形状和强度)、像(形状和亮度)、物距、像距之间的关系进行研究。将两块圆板上各插1000多支蜡烛,放在阱底或桌面上作为该实验的光源。通过此实验确认光直线进行的性质,定性地显示了像的明亮程度与光源强度之间的关系,并涉及光的照度和成像理论。
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  这在古代是难能可贵的,但也是凤毛麟角的。因为古人对光的认识多与日常生活紧密相连,并没有从科学的角度切入,所以在这一领域,西方的进展实际上是远远走在我们前面的。直到十八世纪上半叶,《镜镜詅痴》一书的横空出世,才填补了我国在这一领域的空白。
  《镜镜詅痴》的作者郑复光,安徽歙县人。他少年时就以兴趣广泛,善于读书闻名乡里。同当时的读书人一样,郑复光最初也是想走学则优而仕的传统道路,但当他考上监生以后,却渐渐对做官失去了兴致,这一方面是受八股文章所限制,不想把时间和精力都浪费在咬文嚼字的窠臼里;另一方面则是他深切地体会到,比起做官,增广见闻,扩充视野才是短暂人生更应该做的事。于是,他毅然离开家乡,背上行囊,开始为期数年的游览之旅。在他游遍大江南北之际,他渐渐将研究的重心放在和力学、热学和光学等科学相关的领域上,并注意收集物理研究的素材,进行有针对性的科学试验活动。
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郑复光相(网络图)
  相传,郑复光最开始对光学有兴趣还有一个小故事。道光初年,他到扬州游历时,和朋友路过繁华的街市时偶然看到灯影戏,戏目现已不可考,但却深深地吸引了郑复光的目光,以至于他停下脚步,驻足良久,直到朋友呼喊才恋恋不舍地离开。他离开之后却没有忘记,而是一直在思考灯影戏的成像的原理。在扬州停留的几个月里,他经常去看灯影戏,逐渐领悟到物、像、镜三者的关系,并了解到能够取得物的形象就是因为物可以借助镜来照取的道理。他立即和别人一起研讨,遇有心得就笔录下来,经过十多年的不懈钻研,终于写成了我国近代第一部比较系统地阐述几何光学原理、光学仪器原理和制镜技术的科学著作《镜镜詅痴》。
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《镜镜詅痴》(网络图)
  《镜镜詅痴》出版于1847年,书名让人费解。第一个“镜”字是个动词,是“照”的意思,而“詅痴”的意思是“并没有什么才学,却喜欢炫耀”,这实际上是一种自谦。书名直译就是说“对于镜子照物这一现象我的一些浅见”。 全书共分五卷,四个部分,分别是明原、类镜、释圆以及述作。第一部分相当于基本原理。第二部分则讲镜能反射光线或让光线透过的原因,以及镜的质料、颜色、形状。第三部分讲凹透镜、凸透镜、透镜组的原理和成像的特点,是全书的中心,也是郑复光用力最深,成就最大的部分。第四部分则是实践,以理论为指导制作各种观测镜。书中还介绍了幻灯机的原理、装置和调制方法,介绍了用望远镜进行天文观测的几种方法,大大丰富了我国古代科学技术宝库。从内容的安排来看,《镜镜詅痴》的逻辑结构十分严谨,对光学的各相关问题,讨论得也很全面。《中国光学史》载:“堪称一部几何光学专著,也是中国古代物理学史上第一部科学专著。”
  但遗憾的是,郑复光虽然独自开辟了一个光学理论系统,但对于后来的光学发展却并没有很大的影响。张福僖在1853年,就和艾约瑟共同翻译了《光论》。在后来者的眼光看来,西方传入的理论当然比郑复光的高明。紧接着洋务运动兴起,多数人的眼光投向新译出的西方科学书籍。与发展已十分成熟,而且还在继续发展中的西方理论相比,《镜镜詅痴》可说毫无胜算,也渐渐被人冷落了。尽管如此,它在我国古代科学典籍中的地位却是有目共睹的,为我国科技史添上了浓墨重彩的一笔,永远值得后人铭记。

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