我国在三千多年前就出现了青铜镜,到了战国时期,无论在青铜镜的制造和使用方面都积累了丰富的经验。墨子和他的弟子对镜子成像的原理进行了深入的研究,提出了平面镜、凹面镜和凸面镜的成像的理论。
在分析镜面成像的时候,墨家把物体看做无数物点组成的,所成的像由无数“糗”(音:qiu)组成。“糗”字本义是炒米粉,在这里取它极细小的含意,描述物体成像的像点。 墨家知道光在透鏡或凹面镜之前会聚焦。《墨经》上说:“在远近有端与于光,故景瘴內也。”景就 是影,指物体的影像;內就是纳,也就是聚集在一点的意思。《墨经》里常称焦点为“正”或“內”,所 以我们知道墨家已研究出光线聚集原理。 墨子家对凸面镜生虛像的原理也很了解。《墨经》记载:“景之臭无数,而必过正,故同处其体俱然。”意思是说:物体影子由物体距离镜子距离的远近来确定,任何一处都可成影,所以说影无数,但這些影子都必然通过焦点,即过“正”。在我们知道的所有能成像的物体中,太阳是最远的,所以它成像在焦点上。而物体离镜面愈近,成像的位置愈远;如果物体和太阳一样远,则影像也在焦点上,所以说,“同处,其体俱然”。 墨家已经知道凹面镜成倒实像的現象,《墨经》說:“临镜而立,景到。”意指物体经过凹面鏡的反射,所成的影像是倒的,“到”就是倒的意思。书中对这种现象给出了解释:“足敝下光,故成景于上;首敝上光,故成景于下。” 从《墨经》中的记载可以看出墨家对光的性质以及凹凸面鏡成像現象相当了解。不难推测在墨家所处的时代,我国已经出现了凹面鏡及凸面鏡。而且墨子及其弟子一定做了很多次实验,并针对这些实验进行了认真的观察和思考才能得出这些结论。 在我国浩如烟海的经史著作中,《墨经》是唯一一本对我国古代几何光学发展进行系统性论述的典籍。 《墨子》中的声学 据《墨子.备穴篇》中记述,在当时人们为防御敌人攻城,设计了一种地下声源探测装置。具体的方法是,沿城墙根每隔一定距离挖上一口井,挖到地下水位以下约两尺为止,然后在井下放置一个容量七八十升的陶瓮,瓮口蒙上皮革,做为地下共鸣箱。让听觉灵敏的人伏在瓮口仔细听,当有敌人挖坑道攻城时,就可以根据陶瓮响声的大小来确定敌人的方向位置,以便出兵迎击。 《墨经》中的数学 《墨经》在数学方面,提出了一些几何学的定义,这表示我国在战国时期就已经产生了理论几何学的萌芽。例如: “平,同高也。”说的是平的定义,指出高低相同就是平。 “直,相参也。这里参就是三。三点共一线就是直,这是直线的定义。 “同长,以正相尽也。”是说两个形体相比较,恰好相尽就是长度相同。 “中,同长也。”说的是形体的对承重心的定义。 “圆,一中同长也。”这是《墨经》中对圆的定义。这与近代数学中圆的定义“对中心一点等距离的点的轨迹”是完全一致的。 此外,《墨经》中还提出了“端”、“尺”、“区”、“穴”等概念,大致相当于近代几何学上的点、线、面、体。书中写道:“端,体之无厚而最前者也。”“端,是无间也。”“端”字原意是植物初出土的芽尖,整个植株由它长成。这里借用来描写几何学上的没有厚度也没有间隙、无法间断的“点”,这种思想虽然在现在看来还不是十分准确,但在当时的文明程度下,还是非常难能可贵的。 |
相关文章推荐:
|
- 上一篇:李诫和《营造法式》
- 下一篇:古代中国麻醉剂始祖:华佗