世界最早的几何光学由墨子 世界上最早的光学著作是墨子
世界最早的光学实验是什么时候?光学(optics)是物理学的重要分支学科 。也是与光学工程技术相关的学科 。狭义来说,光学是关于光和视见的科学,optics词早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物 。下面就跟360常识网一起具体看看世界最早的光学实验等相关内容 。
世界最早的光学实验
世界上最早的光学实验,是在2400年前,由我国杰出科学家墨子和他的学生进行的 。在一间黑暗的小屋朝阳的墙上开一个小孔,人对着小孔站在屋外,屋里相对的墙上就出现了一个倒立的人影 。为什么会出现这奇怪的现象呢?墨家解释说,这是因为光线像射箭一样,是直线进行的 。人体下部挡住直射过来的光线,穿过小孔,成影在上边;人体上部挡住直射过来的光线,穿过小孔,成影在下边,就成了倒立的影 。并且还指出,人的位置离墙壁由远及近,暗室里的影也由小变大,倒立在墙上 。这在世界上是对光直线传播的第一次科学解释 。
墨子简介
墨子(生卒年不详),名翟(dí),东周春秋末期战国初期宋国人,一说鲁阳人,一说滕国人 。墨子是宋国贵族目夷的后代,生前担任宋国大夫 。他是墨家学派的创始人,也是战国时期著名的思想家、教育家、科学家、军事家 。
墨子是中国历史上唯一一个农民出身的哲学家,墨子创立了墨家学说,墨家在先秦时期影响很大,与儒家并称“显学” 。他提出了“兼爱”、“非攻”、“尚贤”、“尚同”、“天志”、“明鬼”、“非命”、“非乐”、“节葬”、“节用”等观点 。以兼爱为核心,以节用、尚贤为支点 。墨子在战国时期创立了以几何学、物理学、光学为突出成就的一整套科学理论 。在当时的百家争鸣,有“非儒即墨”之称 。墨子死后,墨家分为相里氏之墨、相夫氏之墨、邓陵氏之墨三个学派 。其弟子根据墨子生平事迹的史料,收集其语录,完成了《墨子》一书传世 。
其他物理学研究
墨子关于物理学的研究涉及到力学、光学、声学等分支,给出了不少物理学概念的定义,并有不少重大的发现,总结出了一些重要的物理学定理 。首先,墨子给出了力的定义,说:“力,刑(形)之所以奋也 。”(《墨经上》)也就是说,力是使物体运动的原因,即使物体运动的作用叫做力 。对此,他举例予以说明,说好比把重物由下向上举,就是由于有力的作用方能做到 。同时,墨子指出物体在受力之时,也产生了反作用力 。例如,两质量相当的物体碰撞后,两物体就会朝相反的方向运动 。如果两物体的质量相差甚大,碰撞后质量大的物体虽不会动,但反作用力还是存在 。
接着,墨子又给出了“动”与“止”的定义 。他认为“动”是由于力推送的缘故,更为重要的是,他提出了“止,以久也,无久之不止,当牛非马也 。”的观点,意思是物体运动的停止来自于阻力阻抗的作用,如果没有阻力的话,物体会永远运动下去 。这样的观点,被认为是牛顿惯性定律的先驱,比同时代全世界的思想超出了1000多年,也是物理学诞生和发展的标志(亚理士多德认为力是使物体运动的原因,没有力物体就不会运动,而停止是物体的本性,这样的观点是符合常人观测的结果的,却是肤浅和错误的) 。
文章插图
关于杠杆定理,墨子也作出了精辟的表述 。他指出,称重物时秤杆之所以会平衡,原因是“本”短“标”长 。用现代的科学语言来说,“本”即为阻力臂,“标”即为动力臂,写成力学公式就是动力×动力臂(“标”)=阻力×阻力臂(“本”) 。此外,墨子还对杠杆,斜面、重心、滚动摩擦等力学问题进行了一系列的研究,这里就不一一赘述 。在光学史上,墨子是第一个进行光学实验,并对几何光学进行系统研究的科学家 。如果说墨子奠定了几何光学的基础,也不为过分,至少在中国是这样 。正如李约瑟在《中国科学技术史》物理卷中所说,墨子关于光学的研究,“比我们所知的希腊的为早”,“印度亦不能比拟” 。
墨子首先探讨了光与影的关系,他细致地观察了运动物体影像的变化规律,提出了“景不徙”的命题 。也就是说,运动着的物体从表观看它的影也是随着物体在运动着,其实这是一种错觉 。因为当运动着的物体位置移动后,它前一瞬间所形成的影像已经消失,其位移后所形成的影像已是新形成的,而不是原有的影像运动到新的位置 。如果原有的影像不消失,那它就会永远存在于原有的位置,这是不可能的 。因此,所看到的影像的运动,只是新旧影像随着物体运动而连续不间断地生灭交替所形成的,并不是影像自身在运动 。墨子的这一命题,后来为名家所继承,并由此提出了“飞鸟之影未尝动”的命题 。
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