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光是一種運動不停的能量。光的直射到景物再反射到我們眼裡,讓我們感覺到有景物的影像。這光的學識研究與發現,從古來中外皆有。最早的記錄,在中國春秋戰國時代,墨翟(478-392BC)之著作『墨經』中。其論述:光有直線照射的作用。光照射物體會產生影子。光具有反射的性能。論述針孔成像的道理。發光體的遠近,決定光的強弱。放大倍數概念。分別敘述了平面、凸面、凹面鏡的,物體和影像的關係。光的折射現象等等。可見中國的古代,已對光有了相當的研究與認識。

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西方世界到公元前350年,首位「科學大師」亞里斯多德(Aristotle384-322B.C.)在著作中才提到光學法則。他說到一個現象:每逢有日蝕,從篩孔或樹葉空隙中,投射到地面的光,是呈月彎形狀,尤其是孔越小,光的影像,越明晰清楚。從此,西方人們亦知,光線通過了小孔,會形成影像的光學道理。

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戰國時代韓非(280-233 BC)著作書中也有說及:築牆,鑿牖,日出加畫筴,髹上而觀,望見龍、蛇、車、馬、萬物之狀備具。髹是漆器,利用反光,加上畫筴才有更清楚影子。而這畫筴有如一個透孔,如此針孔影像技藝,中國很早就有了。

 

公元前208年,古希臘物理、數學及大發明家阿基米得(Archimedes 287-212 BC)為國禦敵,曾發明著名的「火鏡」。他利用許多放大透鏡連在一塊,使太陽光集中焦點,投照在敵船上,引火抗敵。

 

公元前139年,西漢淮南王劉安(179-122 BC)編著『淮南萬畢術』,提到用冰製作『透鏡』,說:削冰令圓,舉以向日,以艾承其影則火生。

 

更甚的在『西京日記』此書中,說到漢武帝(140-87BC)時代,有人用白色琉璃,使日光穿過再折射到暗室,如此引光入室,明亮異常。這時起,光學已由學理研究,融入應用在,人們生活中。

 

北宋大科學家沈括(1031-1095)著作『夢溪筆談』裡,有針孔成像論說,凹面鏡的分析。他發現『墨經』中,針孔成像可與凹面鏡作結合,且說明成像是由光束造成。光線成束,從凹面鏡反射出後聚成焦點,此點因陽光熱能被會聚後,產生高溫就能起火。

 

在公元1100年,阿拉伯學者阿爾哈森(Al Husen)就利用一暗箱,箱壁上開個小針孔,讓日蝕的陽光透過小針孔,倒映在箱壁上,觀察日蝕情況與過程。

 

稍後,中國元朝科學家趙友欽,設計一室,作光學實驗。他結論:針孔太大,不能成像。針孔適當的小,就會形成影像,而且會與光源形狀相同,但方向相反。照明度與距離成反比。其實驗過程與實際情況,他寫篇論文題名為『小罅光景』。罅,就是孔隙。

 

中國元末明初,陶宗儀著作『輟耕錄』說:平江虎丘閣,版上有一竅。當日色清朗時,以掌大白紙承其影,則一寺之形勝,悉於此見之。竅,就是小孔。又提到松江城有塔,東有夏監遠家之小室卻有一塔影。長五寸許,倒懸於西壁之上。這針孔影像的原理,已在中外科學家熱烈論述開來。

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