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2019-11-10 10:39栏目:中国史
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1495.com,传统的光学研究及记载

1495.com 1 伽利略在帕多瓦大学工作的18年间,最初把主要精力放在他一直感兴趣的力学研究方面,他发现了物理上重要的现象——物体运动的惯性;他做过有名的斜面实践,总结了物体下落的距离与所经过的时间之间的数量关系;他还研究了炮弹的运动,奠定了抛物线理论的基础;关于加速度这个概念,也是他第一个明确提出的;甚至为了测量病人发烧时体温的升高,这位着名的物理学家还在1593年发明了第一支空气温度计……但是,一个偶然的事件,使伽利略改变了研究方向。他从力学和物理学的研究转向广漠无垠的茫茫太空了。 1609年6月,伽利略听到一个消息,说是荷兰有个眼镜商人利帕希在一偶然的发现中,用一种镜片看见了远处肉眼看不见的东西。这难道不正是我需要的千里眼吗?伽利略非常高兴。不久,伽利略的一个学生从巴黎来信,进一步证实这个消息的准确性,信中说尽管不知道利帕希是怎样做的,但是这个眼镜商人肯定是制造了一个镜管,用它可以使物体放大许多倍。镜管!伽利略把来信翻来覆去看了好几遍,急忙跑进他的实验室。他找来纸和鹅管笔,开始画出一张又一张透镜成像的示意图。伽利略由镜管这个提示受到启发,看来镜管能够放大物体的秘密在于选择怎样的透镜,特别是凸透镜和凹透镜如何搭配。他找来有关透镜的资料,不停地进行计算,忘记了暮色爬上窗户,也忘记了曙光是怎样射进房间。 整整一个通宵,伽利略终于明白,把凸透镜和凹透镜放在一个适当的距离,就像那个荷兰人看见的那样,遥远的肉眼看不见的物体经过放大也能看清了。伽利略非常高兴。他顾不上休息,立即动手磨制镜片,这是一项很费时间又需要细心的活儿。他一连干了好几天,磨制出一对对凸透镜和凹透镜,然后又制作了一个精巧的可以滑动的双层金属管。现在,该试验一下他的发明了。伽利略小心翼翼地把一片大一点的凸透镜安在管子的一端,另一端安上一片小一点的凹透镜,然后把管子对着窗外。 当他从凹透镜的一端望去时,奇迹出现了,那远处的教堂仿佛近在眼前,可以清晰地看见钟楼上的十字架,甚至连一只在十字架上落脚的鸽子也看得非常逼真。伽利略制成望远镜的消息马上传开了。我制成望远镜的消息传到威尼斯,在一封写给妹夫的信里,伽利略写道,一星期之后,就命我把望远镜呈献给议长和议员们观看,他们感到非常惊奇。绅士和议员们,虽然年纪很大了,但都按次序登上威尼斯的最高钟楼,眺望远在港外的船只,看得都很清楚;如果没有我的望远镜,就是眺望两个小时也看不见。这仪器的效用可使50英里以外的物体,www.gs5000.cn看起来就像在5英里以内那样。 伽利略发明的望远镜,经过不断改进,放大率提高到30倍以上,能把实物放大1000倍。现在,他犹如有了千里眼,可以窥探宇宙的秘密了。这是天文学研究中具有划时代意义的一次革命,几千年来天文学家单靠肉眼观察日月星辰的时代结束了,代之而起的是光学望远镜,有了这种有力的武器,近代天文学的大门被打开了。现在,每当星光灿烂或是皓月当空的夜晚,伽利略便把他的望远镜瞄准深邃遥远的苍穹,不顾疲劳和寒冷,夜复一夜地观察着。 过去,人们一直以为月亮是个光滑的天体,像太阳一样自身发光。但是伽利略透过望远镜发现,月亮和我们生存的地球一样,有高峻的山脉,也有低凹的洼地(当时伽利略称它是海)。他还从月亮上亮的和暗的部分的移动,发现了月亮自身并不能发光,月亮的光是透过太阳得来的。伽利略又把望远镜对准横贯天穹的银河,以前人们一直认为银河是地球上的水蒸气凝成的白雾,亚里士多德就是这样认为的。伽利略决定用望远镜检验这一说法是否正确。 他用望远镜对准夜空中雾蒙蒙的光带,不禁大吃一惊,原来那根本不是云雾,而是千千万万颗星星聚集一起。伽利略还观察了天空中的斑斑云彩——即通常所说的星团,发现星团也是很多星体聚集一起,像猎户座星团,金牛座的昴星团、蜂巢星团都是如此。伽利略的望远镜揭开了一个又一个宇宙的秘密,他发现了木星周围环绕着它运动的卫星,还计算了它们的运行周期。现在我们知道,木星共有14颗卫星,伽利略所发现的是其中最大的4颗。 除此之外,伽利略还用望远镜观察到太阳的黑子,他通过黑子的移动现象推断,太阳也是在转动的。一个又一个振奋人心的发现,促使伽利略动笔写一本最新的天文学发现的书,他要向全世界公布他的观测结果。1610年3月,伽利略的着作《星际使者》在威尼斯出版,立即在欧洲引起轰动。他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。 这些成果包括:发现月球表面凹凸不平,木星有4个卫星,太阳黑子和太阳的自转,金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。他用实验证实了哥白尼的地动说,彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的天动说。

关于针孔成像和面镜成像的问题,方以智的研究和记述基本上与宋代沈括的研究和记述类似。

关于色散现象,李时珍、方以智等均有观察与记述。方以智指出:“凡宝石面凸则光成一条,有数棱者则必有一面五色。如峨嵋放光石,六面也;水晶压纸,三面也;烧料三面水晶亦五色;峡日射飞泉成五色;人于回墙间向日喷水,亦成五色。故知虹■之彩、星月之晕、五色之云,皆同此理。”他列举了数种晶体的色散及虹霓现象等,认为这些自然界的普遍现象有着相同的道理。可以说,这是对我国古代色散知识的一个总结性记录。

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