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春秋战国物理学巨作——《墨经》


    小孔成像原理 春秋战国时期的物理学成就,主要集中在战国时期后期墨家的著作《墨经》上。《墨经》亦称《墨辩》﹐主要是讨论认识论﹑逻辑和自然科学的问题。 《墨经》是《墨子》书中的重要部分,约完成于周安王14年癸巳(公元前388年)。《墨子》是我国战国时期墨家著作的总集,是墨翟(人称墨子)和他的弟子们写的。墨翟是宋国人(约公元前468~376),他是一个制造机械的手工业者,精通木工。墨子一派人中多数是直接参加劳动的,接近自然,热心于对自然科学的研究,又有比较正确的认识论和方法论的思想,他们把自己的科学知识、言论、主张、活动等集中起来,汇编成《墨子》。《墨经》有《经上》《经下》《经上说》《经下说》四篇(一说还包括《大取》《小取》共六篇)。《经说》是对《经》的解释或补充。也有人认为《经》是墨家创始人墨翟主持编写成自著,《经说》则是其弟子们所著录。《墨经》的内容,逻辑学方面所占的比例最大,自然科学次之,其中几何学的10余条,专论物理方面的约20余条,主要包括力学和几何光学方面的内容。此外,还有伦理、心理、政法、经济、建筑等方面的条文。
    《墨经》中有8条论述了几何光学知识,它阐述了影、小孔成像、平面镜、凹面镜、凸面镜成像,还说明了焦距和物体成像的关系,这些比古希腊欧几里德(约公元前330~275)的光学记载早百余年。在力学方面的论说也是古代力学的代表作。对力的定义、杠杆、滑轮、轮轴、斜面及物体沉浮、平衡和重心都有论述。而且这些论述大都来自实践。墨家在六朝以后逐渐流失,正统十年(1445年),张宇初奉敕,将《墨子》刻入《道藏》。现代所传的《墨子》只剩下五十三篇,这些篇幅是因为被道家著作《道藏》所收录,才得以留传下来。汪中将墨子书分为内外二篇,著有《墨子表征》一卷。
    《墨经》光学八条
    《墨经》光学八条是现代科学家对战国时的思想家墨子所著《墨子》一书中,关于《经下》及《经说下》(意即对《经下》的解释)中关于光学的记载(如光影关系,小孔成像等)的称法。由于此类记载在《经下》与《经说下》中各为八条,故称:《墨子》光学八条。关于其译文,因断句、通假字等有诸多说法,此仅列其一。
    《墨经》光学八条,反映了春秋战国时期我国物理学的重大成就。
    《经下》
    原文:二临鉴而立,景到,多而若少,说在寡区。
    译文:二人,临镜而站,影子相反,若大若小。原因在于镜面弯曲。
    原文:鉴位,景一小而易,一大而正,说在中之外内。
    译文:镜子立起,影子小则是镜位斜,影子大则是镜位正中,是所谓以镜位正中为准,分内外的原理。
    原文:鉴团景一。
    译文:无论镜子大小,影只有一个。
    原文:景不徙,说在改为。
    译文:影子不移,是所谓没改变的结果。
    原文:住景二,说在重。
    译文:一止而二影,是所谓重复用镜的结果。
    原文:景到,在午有端与景长,说在端。
    译文:影子颠倒,在光线相交下,焦点与影子造成,是所谓焦点的原理。
    原文:景迎日,说在抟。
    译文:影子在人与太阳之间,是所谓反照的结果。
    原文:景之小、大,说在地(一说柂,倾斜之意)正、远近。
    译文:影子的大小,是所谓光线所照地方的远近而造成的原理。
    《经说下》
    原文:景,光至,景亡;若在,尽古息。
    译文:影,光线照到的,影子就不存在,如果光线存在,永远不会产生影子。
    原文:景,二光夹一光,一光者景也。
    译文:影,两光线夹一光线,一光体形成影子。
    原文:景,光之人煦若射。下者之人也高,高者之人也下。足敝下光,故景障内也。
    译文: 影,光线照人,如果反射,其直若矢。射到下面就反射到高处,射到高处就反射到下面,因成倒影。足遮住下面的光,反射出来成影在上;头遮住上面的光,反射出来成影在下。在物的远处或近处有一小孔,物体为光的直线所射,反映于壁上,故影倒立于屏内。
    原文:景,日之光反烛人,则景在日与人之间。
    译文:影,日光反射照人,那么影在日与人的中间,
    原文:景,木柂,景短大。木正,景长小。大小于木,则景大于木。非独小也,远近。
    译文:影,木杆斜,影短而大。木杆正,影长而小。光体小于木杆,那么影大于木杆。不仅因此而影子大小,光体的远近也会形成这样的情况。
    原文:临,正鉴,景寡、貌能、白黑,远近柂正,异于光。鉴、景当俱就,远近去尒当俱,俱用北。鉴者之臭无数,而必过正。故同体处其体俱,然鉴分。
    译文:临,平面镜只显示单影,影的形态、白墨、远近、斜正,都是由于光线反射到镜中。两平镜相接成正角时,显出三个影子,其中一影是二影合在一处的复影。两平镜角度或大或小,亦有复影。复影是一影在另一影的背面。物体反射到镜中,没有不成影的。物体反射到镜中成影,所成影又反射另一镜中成影,必须使两平镜倾斜成一定角度,;两镜反射同一部分,而复影形成。两镜分开。
    原文:鉴,中之内,鉴者近中,则所鉴大,景亦大;远中,则所鉴小,景亦小。而必正,起于中,缘正而长其直也。中之外,鉴者近中,则所鉴大,景亦大;远中,则所鉴小,景亦小。而必易,合于中,而长其直也。
    译文:鉴,在焦点内,光体远焦点,那么所照光线多,物像也大;近焦点,那么所照光线少,物像也少,而必定为正方体。光体起于焦点,则平行正轴的光线反射向镜后引长,当成极长的共扼点,而像远离镜后。在弧心外,光体近弧心,那么所照光线多,物像也大。远弧心,那么所照光线少,物像也少。然像为物的倒形。光体聚于弧心,则平行正轴的光线反射,当成极长的共轭点,而像与光体相等而倒置。
    原文:鉴,鉴者近,则所鉴大,景亦大;其远,所鉴小,景亦小。而必正。景过正,故招。
    译文:鉴,物体靠近镜面,那么物体的光线占镜的面积大,所成影亦大;物体距镜面远,物体的光线占镜的面积小,那么所照物小。然而影是正形。成正形是因为迎面射物的缘故。 (责任编辑:admin)