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| 詩文 | 小孔成象 |
| 釋義 | 小孔成象景到,在午有端與景長,說在端。 景:光之人,煦若射。下者之人也高;高者之人也下。足蔽下光,故成景于上;首蔽上光,故成景于下。在遠(yuǎn)近有端與于光,故景庫內(nèi)也。 《墨經(jīng)·經(jīng)下,經(jīng)說下》 【評(píng)】這是墨家關(guān)于小孔成象實(shí)驗(yàn)的描述。這里的“景到”即“景倒”,端即小孔。此段文字是我國第一次記載小孔成象的文獻(xiàn)。 陽燧照物皆倒,中間有礙故也。算家謂之“格術(shù)”。如人搖櫓,臬為之礙故也。若鳶飛空中,其影隨鳶而移?;蛑虚g為窗隙所束,則影與鳶遂相違:鳶東則影西,鳶西則影東。又如窗隙中樓塔之影,中間為窗所束,亦皆倒垂,與陽燧一也。陽燧面洼,以一指迫而照之則正,漸遠(yuǎn)則無所見,過此遂倒。其無所見處,正如窗隙、櫓臬、腰鼓礙之,本末相格,遂成搖櫓之勢(shì)。故舉手則影愈下,下手則影愈上,此其可見。(原注:陽燧面洼,向日照之,光皆聚向內(nèi)。離鏡一、二寸,光聚為一點(diǎn),大如麻菽,著物則火發(fā),此則腰鼓最細(xì)處也。)豈特物為然,人亦如是,中間不為物礙者鮮矣。小則利害相易,是非相反;大則以己為物,以物為己。不求去礙而欲見不顛倒,難矣哉! (原注:《酉陽雜俎》謂:“海翻則塔影倒”,此妄說也。影入窗隙則倒,乃其常理。) 宋·沈括《夢(mèng)溪筆談》卷三“辯證一” 小罅光景 室有小罅,雖不皆圓,而罅景所射,未有不圓。及至日食,則罅景亦如所食分?jǐn)?shù)。罅雖寬窄不同,景卻周徑相等,但寬者濃而窄者淡。若以物障其所射之處,迎奪此景于所障物上,則此景較狹而加濃。予始未晤其理,因熟思之。凡大罅有景,必隨其罅之方圓長短尖斜而不別,乃因罅大而可容日月之體也。若罅小則不容日月之體,是以隨日月之形而皆圓。及其缺,則皆缺。罅漸窄,則景漸淡景漸遠(yuǎn),則周徑漸廣而愈加淡。大罅之景漸遠(yuǎn)亦漸廣,然不減其濃,此則濃淡之別也。假于兩間樓下,各穿圓阱,于當(dāng)中徑皆四尺余,右阱深四尺,左阱深八尺。置卓案于左阱內(nèi),案高四尺,如此則雖深八尺,只如右阱之淺,作兩圓板,徑廣四尺,俱以蠟燭千余枝,密插于上,放置阱內(nèi)而燃之,比其形于日月更作兩圓板,徑廣五尺,覆于阱口地上,板心各開方竅。所以方其竅者,表其竅小而景必圓也。左竅方廣寸許,右竅方廣寸半許。所以一寬一窄者,表其寬者濃而窄者淡也。于是觀其樓板之下,有二圓景,周徑所較甚不多,卻有一濃一淡之殊。詳察其理,千燭自有千景,其景皆隨小竅點(diǎn)點(diǎn)而方燭在阱心者方景直射在樓板之中燭在南邊者方景斜射在樓板之北燭在北邊者方景斜射在樓板之南。至若東西亦然。其四旁之景,斜射而不直者,緣四旁直上之光障礙而不得出從旁達(dá)中之光惟有斜穿出竅而已。阱內(nèi)既已斜穿竅外止得偏射偏中之景,千數(shù)交錯(cuò),周遍疊砌,則總成一景而圓。所以有濃淡之殊者,蓋兩處皆千景疊砌圓徑若無廣狹之分,但見其竅寬者所容之光較多,乃千景皆廣而疊砌稠厚所以濃竅窄者所容之光較少,乃千景皆狹,而疊砌稀薄所以淡。于是向右阱東邊減卻五百燭,觀其右間樓板之景,缺其半于西,乃小景隨日月虧食之理也。又滅左阱之燭,但明二三十枝,疏密得所,觀其樓板之景,雖是周圓布置,各自點(diǎn)點(diǎn)為方,不相粘附而愈淡矣。又皆滅,而但明一燭,則只有一景而方,緣為竅小而光形尤小,竅內(nèi)可以盡容其光,卻為大景隨空罅之象矣。若依舊皆燃左阱之燭,則左景復(fù)圓,別將廣大之板二片,各懸于樓板之下,較低數(shù)尺以障樓板,而迎奪其景,此景較于樓板者斂狹而加濃所以迎奪其景者,表其景近則狹而濃,遠(yuǎn)則廣而淡也。燭光斜射愈遠(yuǎn),則所至愈偏,則距中之?dāng)?shù)愈多圍旁皆斜射,所以愈偏則周徑愈廣景之周徑雖廣,燭之光陷不增,如是則千景展開而重疊者薄,所以愈廣則愈淡亦如水多則味減也。然其板不可側(cè)高偏低,否則景不正圓而長,于是去其所懸之板舉其左阱連板之燭徹去阱內(nèi)卓案復(fù)燃連板之燭置于阱底而揜之竅既遠(yuǎn)于燭景則斂而狹。所以斂狹者,蓋是竅與燭相遠(yuǎn),則斜射之光斂而稍直,光皆斂直則景不得不狹,景狹則色當(dāng)濃,燭遠(yuǎn)則光必薄,是以難于加濃也。先論景距竅之遠(yuǎn)近,此復(fù)論燭距竅之遠(yuǎn)近。景之遠(yuǎn)近在竅外,燭之遠(yuǎn)近在竅內(nèi)。凡景近竅者狹,景遠(yuǎn)竅者廣。燭遠(yuǎn)竅者景亦狹,燭近竅者景亦廣。景廣則淡,景狹則濃,燭雖近而光衰者,景亦淡。燭雖遠(yuǎn)而光盛者,景亦濃。由是察之,燭也,光也,竅也,景也四者,消長勝負(fù)皆所當(dāng)論者也。于是徹去所覆兩阱之板,別作圓板二片,徑廣尺余,右片開方竅,方廣四寸,左片開尖竅,三曲,皆廣五寸余,各以索懸于樓板之下,令其可以漸高漸低,所以漸高漸低者,表其景之遠(yuǎn)廣而近狹也。仰觀樓板之景,左尖右方,俯視燭光之形,左全右半,此則大景隨空之象,各自方尖不隨燭光而圓缺也。然阱大而板竅仍小,今喻以為大罅者,蓋阱于板竅較遠(yuǎn),遠(yuǎn)則雖大猶小,竅于樓板較近,近則雖小猶大,方尖竅內(nèi)可以盡容燭光之形也,原尖小竅之千景似乎魚鱗相依周遍布置大罅之景千數(shù)比于沓紙重疊不散,張張無參差,由此觀之,大則總是一阱之景似無千燭之分,小則不睹一阱之全,碎砌千燭之景,是故小景隨光之形,大景隨空之象,斷乎無可疑者。 元·趙友欽《革象新書》卷五《小罅光景》 中通曰:暗室向明鑿小圓孔,垣外之物皆能攝入,壁上皆倒影。物在東影在西,物在西影在東者,非特影也,人目亦然。左視則物在右,右視則物在左。至交處,則左右視俱在一所;過交則右視在右,左視在左。物豈有左右哉,目藏血水,其攝光如是耳。 清·方以智《物理小識(shí)》卷八 物與物交,必有相射之線。光能照,有光線;目司視,有目線;景承光,有景線;鏡受景,有鏡線是也。……兩物相射,約行線自此至彼則止,不能有交。若中有物隔,則約行至所隔之物而止。設(shè)隔處有孔,則射線穿孔約行,不至彼物不止。如彼物甚遠(yuǎn),則約行必交,穿交而過,則此之上邊必反射彼下邊,此之左邊必反射彼右邊者,勢(shì)也,能無成倒景乎?塔景倒垂此其理也。算家稱為“格術(shù)”。格者,隔也。譬如擊槳,手后則槳前,隔于槳樁也。譬如搖櫓,人左則櫓右,隔于櫓臍也。又如兩人憑窗東西列坐,鳶自東而西,兩人皆見。或閉窗開孔,西坐見鳶則東坐必不見,而鳶之景亦在西壁;迨鳶飛至西,景必反移至東壁。推之上下,不得不然,豈不成倒景乎? 清·鄭復(fù)光《鏡鏡詅癡》卷一“原線” 借光取影,由于交線,或因孔束之線成交,或因鏡面彎環(huán)之光線成交,其理自同,而交處則不同,有在向光前面者,有在背光后面者。(解曰:前無所礙則順入,順入則出交得景,出交者雖遠(yuǎn)皆能取景,但漸淡耳。前有交線礙之則倒入,倒入則約光成景。約光者稍出入即不能取景,緣交處異勢(shì)故也。) 清·鄭復(fù)光《鏡鏡詅癡》卷一“原景” 【評(píng)】鄭復(fù)光用光的直線進(jìn)行原理,成功地對(duì)小孔成象做了解釋。他又對(duì)小孔和凸透鏡成象情形做了比較。但他關(guān)于透鏡前面有交線(“前有交線礙之則倒入”)的觀點(diǎn)則是錯(cuò)誤的。 密室小孔漏光,必成倒影。云鳥東飛,其影西逝。日?qǐng)A影圓,月缺影缺。影距孔近則小,影距孔遠(yuǎn)則大。常若視徑之比?!】撞徽摲綀A三角,其影必肖日月本形?!彰鏌o數(shù)光點(diǎn),俱射入小孔中,是為光線交,過孔則侈而至地,遂成日體之影。……以通光平鏡蓋大孔,亦成大孔形,光濃而不聚者,光線直故也。以凸鏡蓋大孔,則光線穿鏡面,而聚光成點(diǎn),合眾光點(diǎn)而聚成日形,可以取火,線折而斂也。 >清·鄒伯奇《格術(shù)補(bǔ)》 【評(píng)】鄒伯奇用光線直進(jìn)概念解釋小孔成象,與諸家同。關(guān)于凸透鏡聚光現(xiàn)象,能以“線折而斂”原理來解釋,則較鄭復(fù)光前進(jìn)一步。 |
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