镜子的历史-第13章

按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！


醚艄馔ü�。然后再算好冬至日和夏至日以及所有其它时间太阳都落在什么地方，他就画了这样一个椭圆，缝隙处作为一个焦平面，将一系列小镜子与椭圆呈正切曲线排列，而这些镜子总能将阳光反射到另一个焦点处。为了避免使用过多的小镜子，他建议作一个“有指定性能的曲面反射器。”　　　　
　　　　很显然安提米乌斯用他的这项科学发明骚扰了他的邻居、自以为是的雄辩家芝诺（Zeno）。安提米乌斯也许用了一面凹透镜将强烈的光线射进了芝诺的窗户，同时又弄出了雷鸣般的声音来吓唬他。他还模拟了地震场面，在这位芝诺家的地板下面用管子释放压力蒸汽。当芝诺发现了是谁在跟他做这种恶作剧时，他就愤怒地将安提米乌斯拉到皇帝查士丁尼面前请他主持公道。皇帝对此大笑不止，说他不能抗拒闪电雷神宙斯和地震之神波塞冬的联合力量。


第二部分　魔力幻觉第26节　阿拉伯蜡烛

　　　　在中世纪早期，约公元500年至1000年时，基督教的教义不仅谴责了西方的巫师和占卜家，而且也禁止了科学研究。（注释4）　　　　
　　　　（注释4）在中世纪早期，若说所有的基督教教会都反对科学或反对知识，那是错误的。“教堂就是科学知识的一个主要保护者，也许是唯一的保护者，”　　戴维·林德伯格在他的　《西方科学的开始》一书中强调。尽管这样，隐修院却主要致力于精神上的追求，而非科学研究。　　　　
　　　　幸运的是，阿拉伯世界的科学家们却很珍视希腊人的探索精神。他们拯救和翻译了许多古代的手稿，同时又推进了对镜子和光学的研究。伊斯兰世界的第一个伟大科学家就是阿尔金迪。　　　　
　　　　阿布·尤素福·亚区布·伊本·伊沙克·阿尔·金迪生于八世纪晚期，在三代哈里发的统治下，从813年至847年，在巴格达从事科学研究。但是，正如在希腊一样，知识分子不稳定的生活有时候要取决于统治者的一时心血来潮。金迪在其生命的最后几年里就失了宠。对于金迪来说，光学至关重要，因为是光将宇宙聚集在了一起。他写道，“这个世界里的万物，不管是主要的还是次要的，都以自己的方式像星辰一样发着光。在这个世界里生存的一切事物都向四处散发着光线，使得全世界充满了光辉。”　基于这个理论，金迪可能认识到光线进入了眼睛，但是他仍然信奉眼睛发光的理论，就像欧几里得、希罗、托勒密和安提米乌斯一样。　　　　
　　　　不过，一百多年之后，阿布·阿里·阿尔·侯赛因·伊本·阿卜杜拉·伊本·西奈　　（980…1037），拉丁文称之为阿维森纳（Avicenna），终于又恢复了亚里士多德关于光线进入眼睛的理论。在一个动荡不安的政治年代，阿维森纳为许多亲王当医生、顾问或者执行官，并且因为有时候支持错了派系而被捕入狱。阿维森纳在几本不同的书里　（最著名的是《医典》和《治疗论》）系统地批驳了眼睛发出的视觉光线可作为视觉的思想。他论证到，相反，“眼睛就像一面镜子，可视物体就像被空气媒介或另一种透明物反射到镜子里的东西。”这个形象即被灵魂或者大脑所感知。他断言，“假如镜子有灵魂，它就会看到形成在上面的形象。”　　　　
　　　　但是还有待于伊布·阿里·阿尔…哈桑·伊本·阿尔…哈桑·伊本·伊本·阿尔…海瑟姆（用拉丁文称阿尔哈曾Alhazen或者海桑）来将解剖学、物理学和数学的理论结合成为一个统一的光线进入眼睛而产生视觉的理论。尽管阿维森纳和阿尔哈曾为同时代人物，但是他们两人似乎都没有看过对方的著作。阿尔哈曾于965年生于波斯的巴士拉（今属伊拉克），当过公务员，学过科学，阅读过古代希腊的作品。很显然，他也当过工程师，但是却未能成功地筑坝阻止住尼罗河的洪水，因害怕埃及亲王阿尔…哈金而装疯呆在开罗的监狱中。直到1021年，当埃及亲王被暗杀时，阿尔哈曾又奇迹般地恢复了神志，并于56岁时获释。他一生写作了200多部理论新颖的著作，包括七卷本的光学著作《海桑光学理论》，以及关于抛物线和球面燃烧镜的书籍。　　　　
　　　　阿尔哈曾是光学历史中的关键人物。他是第一位乐于使用科学方法并且将视觉的数学理论和生理学理论结合在一起的科学家。在他被囚禁期间，一束阳光从布满灰尘的小窗口射进他漆黑的牢狱间里，这可能使他开始捉摸光的特性。他读过亚里士多德、柏拉图、阿基米德、欧几里得、希罗和托勒密的作品。现在他开始改进托勒密的实验仪器，为他称之为“仪器”的感觉器官的事实寻找理论依据。　　　　
　　　　为了研究反射现象，阿尔哈曾制作了七面尽可能平滑和光亮的金属镜子。一面为平面的，两面为球面的，两面为锥形的，两面为柱面的（凹形和凸形的）。阿尔哈曾将镜子放在一个水平木架上的一个狭槽里，周围安上规律地扎有孔眼的圆形木障，这样他就可以控制和观察进入暗室和射在镜子上的光线，并可精确地测出光线在哪里反射出来。他每次试验都使用不同的光线：阳光、烛光、穿过红色屏蔽的彩色光线、不透明墙壁反射过来的“次要光线。”阿尔哈曾发现，不管光是由什么产生的，它都以直线运行，并且以相同的射入角度和反射角度弹离镜面。　　　　
　　　　阿尔哈曾明白，他正在研究的是光本身，而不是传送的媒介或者眼睛释放出来的视觉光线。他接受了欧几里得几何学的洞察力，但又完全加以改变，将光线射向另一个方向，使光线从所看到的物体沿着锥形镜面进入眼睛。尽管阿尔哈曾错误地认为月球是一个自身能发光的球体，但是他确实明白，任何不是直接光源的可视物体都是一种镜子，因为光从它的表面弹走。否则我们是看不见这个物体的。阿尔哈曾也明白，光是一种形式的热能。　　　　
　　　　最为著名的是，他提出了“阿尔哈曾问题。”　这个问题涉及的是从凹透镜和凸透镜反射的光线：“假定一个光源和球面镜，找到镜面上将光线反射到观察者眼睛的那个点。”　阿尔哈曾用数学的方式解决了这个问题：通过圆圈和双曲线的相交、利用极为复杂的四次方程式（即包括一个自乘四次的未知数）。　　　　
　　　　阿尔哈曾也是西方第一个描述照相机暗箱的科学家，说光是通过一个小口流进暗室或者暗箱的。放在小口外面的一个物体的形象被倒置反向地投放到暗箱的内壁上。这个神秘的过程使中世纪的作家们和艺术家们如此地着迷，最终使人们了解了眼睛是如何工作的。　　　　
　　　　阿尔哈增的成就十分惊人，就他的天才的实际应用性、理论的严谨度和数学演算的高深度而言，他可与阿基米德相媲美。阿尔哈曾于1039年75岁时去世，之后不久，阿拉伯世界的光学和科学开始衰败。各宗派之间的战争毁灭了和平和科学资助，伊斯兰保守派的胜利也使科学批评思想受到了压抑。重新觉醒的欧洲人的好奇心和冒险精神将光学研究的传统得以继续下去。


第二部分　魔力幻觉第27节　宇宙的光线和彩虹的联想

　　　　12世纪，欧洲的旅行者和学者们意识到是阿拉伯人保存和发扬了古代希腊人的科学作品，在这之后的一百年里，亚里士多德、柏拉图、阿波洛尼乌斯、欧几里得、希罗、托勒密等人的作品纷纷被翻译成拉丁文，被翻译的作品也有阿尔·金迪、阿维森纳和阿尔哈曾的。结果，英国、法国、德国和意大利的学者们开始认真地研究镜子，试图找出这秘密之光的答案。　　　　
　　　　生于1075年的阿德拉德（Adelard）就是这批早期的有冒险精神的学者之一。阿德拉德的出生地是英国东南部由罗马人建立起的乡村小镇巴斯。他青年时代即离家前往法国学习和教书，接着又在欧洲和中东地区广泛地旅行，边旅行边自学阿拉伯文。回到巴斯之后，他开始将阿拉伯文的科学著作翻译成拉丁文，包括翻译了欧几里得的《几何原本》。他还写了《自然的问题》。这是一部以走南闯北的旅行家阿德拉德和他呆在家中的侄儿之间的生动活泼的对话形式而写成的自然哲学的百科全书。阿德拉德在书中解释了他自己照镜子的体验：一种柏拉图式的“视觉精灵”倏地从眼睛跑到镜子，又被反射回人的脸上，从那儿又回到镜子，最后再回到眼睛。　　　　
　　　　尽管阿德拉德的理论没有推进光学科学的前进，但是他的翻译作品却激励了许多人，其中包括罗伯特·格罗斯泰斯特。格罗斯泰斯特是一位好论战的神学家，他帮助了教会将科学探索又带回了天主教的主流思想中。格罗斯泰斯特约（Grosseteste）1168年生于英国的乡村，家境贫寒，但却在牛津大学法律和医学专业获得优异成绩，1221年称为牛津大学的校长。1235年被任命为林肯城的大主教。　　　　
　　　　格罗斯泰斯特是一位敏锐的观察者，写了关于彗星、雷、落叶、彩虹、日月食和镜子的书。他为了翻译亚里士多德和其他古代作家的作品而学习了希腊语。他还把光现象上升为神学的至高无上的高度，使镜子成为不仅能反射物体的光滑表面。根据格罗斯泰斯特的观点，光是“第一个有形的物质。”　他把《创世纪》作为出发点，说宇宙是在一个无形的真空中以一点光的形式开始的。这一点光“立即增大并向四处扩散，”　形成一个完美的球体，在外部边缘形成“天空”，然后再反射到自身创造出围绕地球的九大天体。格罗斯泰斯特下结论说，“因此从某种意义上说，世界万物都是你中有我、我中有你，”　而所有物质又都是由光构成的。　　　　
　　　　格罗斯泰斯特根据生命力量反弹的原理解释了镜子反射的定律。因此，研究“线、角度和数字”的数学科学极为重要。格罗斯泰斯特解释说，热和光的强烈度是由于光线的聚集，他并且将光的传播和声波作了比较。因此说，尽管格罗斯泰斯特的动机和愿望是将科学和对《圣经》的诠释结合到一起，但是从某些方面看，他却非常现代，预示着爱因斯坦、宇宙大爆炸和光波理论的到来。　　　　
　　　　他似乎也知道制造望远镜的原理。他写道，“当我们很好地领悟了光学的这个领域时，我们就可以制作这样的仪器，它可以使远处的东西看起来很近，犹如就摆放在旁边，这样我们就能在极远的距离看到最小的字母。”　这一点是可以做到的，因为“穿透数层透明、带有不同特性的媒介的视觉光线聚到一起时发生了折射。”　　　　
　　　　格罗斯泰斯特不可能制作了望远镜。不过，他对折射光的兴趣确实使他做了些试验，比如将太阳光聚集在一个装满水的尿壶里。他也是最早尝试完全靠折射原理解释彩虹现象的人。格罗斯泰斯特最终将镜子和镜头看作是宗教的比喻物。“所有被创造的事物都是镜子，都能反映出伟大的造物主，”　他写道。“试想一下宇宙中最小的、最不起眼的物体，一粒灰尘。它以其完美的形式代表着整个宇宙的形象。（现在）再试想一下人的大脑在冥想着这粒灰尘。它给记忆和智力提供了一面三位一体的镜子，将人头脑中的爱结合到一起。”　　　　
　　　　格罗斯泰斯特从未看过阿尔哈曾的科学作品，因此继续认为视觉是由离开眼睛的光线引起的。格罗斯泰斯特的学生罗杰·培根（Roger　Bacon）读过阿尔哈曾的作�