光学(第6版)/(印度)A.伽塔克

第1章 光学史 一切知识的试金石是实验。实验是科学“真理”的唯一鉴定者。……理论物理学家只管进行想象、推演和猜测新的定律，但并不做实验； 然而实验物理学家则首先进行实验，其次是想象、推演和猜测。 ——理查德·费恩曼，《费恩曼物理学讲义(第1卷)》 光学是研究光的学科，自古以来人类总是被光的现象所吸引。瓦斯科·龙基在他著名的《论光的本性》(On the Nature of Light)一书中写道： 在人们今天的记忆中，是牛顿和惠更斯奠定了物理光学的基础，这是不确切的。也许这种误解源于时间跨度太长了，以致人们只关注了前台的人物而忽略了背景的作用。实际上，关于光的本性的讨论在这两个人出生之前就完整地建立起来了…… 基于这种观点，我认为给出一个光学建立的简史是恰当的。值得庆幸的是，对于那些想了解更多光学史的人，通过现今的互联网，他们可以得到大量所需的信息。 阿尔希塔斯(Archytas，公元前428年—公元前347年)，古希腊哲学家、数学家、天文学家与政治家。据说是他提出视觉来源于从眼睛中发出的看不见的“火”遇到物体后产生效应，使物体显现出形状与色彩。 欧几里得(Euclid,出生于公元前324年—公元前320年之间)，古希腊数学家。在他所写的《光学》(Optica，著于大约公元前300年)中，他提到光的直线传播并描述了反射定律。他相信视觉牵涉从眼睛到达所见物体的光线。他还研究了物体显示的大小与在眼睛中形成的视角的关系。欧几里得关于光学的工作被西方人所知晓似乎是由中世纪阿拉伯的教科书传入欧洲的。 亚历山大的希罗(Hero，又名赫伦(Heron)，约公元10—70年)，生活在罗马帝国统治下埃及的亚历山大，是亚历山大大学的数学、物理和力学教师。他写了《反射光学》(Catoptrica)。书中描述了光的传播、光的反射和如何运用镜子。 托勒密(Claudius Ptolemaeus，约公元90—168年)，在英语中拼写为Ptolemy，古希腊数学家和天文学家，生活在罗马帝国统治下的埃及。托勒密所著《光学》(Optics)借助于一本拙劣的阿拉伯语译本又由阿拉伯文翻译成拉丁文而得以存世。在这本著作中他写到了有关反射、折射与颜色等光的性质。他还测量了在不同入射角下光线进入水的折射角，并给出了列表。 阿耶波多(ryabhatta，公元476—550年)，被认为是印度数学和印度天文学古典时期的**位伟大的数学家和天文学家。古希腊的学者假定眼睛是光的源泉，早期的印度哲学家也是这样假设的。在5世纪，阿耶波多重申了是来源于外界的光到达视网膜，才照亮了我们周围的世界。 伊本·阿尔·海赛姆(Ibn AlHaytham，公元965—1039年，经常被称为阿尔哈增(Alhazen))，出生于伊拉克(美索不达米亚)的巴士拉。阿尔哈增因为他那有巨大影响的《光学之书》(英语Book of Optics，阿拉伯语Kitab alManazir，拉丁语De Aspectibus or Perspectiva)被认为是“光学之父”。罗伯特·埃利奥特在评论他的这本著作时写道： 阿尔哈增是有史以来光学领域*能干的学生之一，他发表了7部关于光学的著作，这些著作在整个中世纪都非常知名，并极大地影响了西方思想家，特别是影响了罗吉尔·培根和开普勒。他的著作讨论了柱面和球面的凹面镜和凸面镜，先于费马得到了费马*小时间定理，考察了透镜具有折射与放大的能力。这些著作还包含了对于眼睛这个光学系统的过人的、清晰的解释，他坚信光是来源于被看到物体发出的光线，而不是来源于眼睛中的光线。这个观点与欧几里得和托勒密的观点相反。 阿尔哈增还研究了小孔成一个倒像的现象，并指出了光沿直线传播。