對光學儀器的研製(2 / 2)

晉代的科學家張華在其所著的《博物誌》一書中說:“削冰命圓,舉以向日,以艾承其影,則得火。”這可以說是巧奪天工的發明創造。冰遇熱會融化,但是古人把它製成凸透鏡,利用聚焦,來取得火。這看起來是不可思議的,但是事實上是可能的。從這裏可以看出,當時對凸透鏡的聚焦已經有充分的認識。

古人不僅認識到了凹麵鏡和凸麵鏡的特點,還利用這一原理製造了眼鏡、望遠鏡等光學儀器。

我國的眼鏡大約是在元明時期從外國傳入的。初傳來時可能隻用一片,拿在手裏照視,叫做“單照”,至明代已有“合則為一,歧則為二”的雙片眼鏡,名叫“優逮”。當時眼鏡極為珍稀、昂貴。至清代,廣東、蘇州等地都自製眼鏡,廣州還出現了“眼鏡街”。然後,杭州、北京、上海等地都相繼出現眼鏡店。故宮裏麵也專設“眼鏡作”。

眼鏡品種也增加了,有各種度數的近視、遠視、平光、上平下凸等,還有“隨目對鏡”,質量提高,售價下降,遂使眼鏡得以逐漸普及起來。眼鏡業在我國的興起,培養了一批磨鏡技工,對於光學儀器的研究與製造有很大的意義。

望遠鏡在明清時期稱為“遠鏡”、“千裏鏡”、“窺遠鏡”、“窺天鏡”等。

1631年,科學家薄玨創造性地把望遠鏡裝置在自製的銅炮上。這一創舉是很有意義的。世界上采用光學儀器作為瞄準器,還隻是近幾十年才有的。世界著名科學史家英國的李約瑟博士說:“不論薄玨是不是望遠鏡的獨立發明者,但他應得到望遠鏡首先用在大炮上的榮譽。”

後來,望遠鏡也被配置在天文觀測與大地測量儀器上。明代曆法家李天經領導的編訂曆法的“曆局”也製造過望遠鏡。

明代末期光學儀器製造家孫雲球最早研製成功望遠鏡。他曾經和一位近視朋友文康裔同登蘇州郊外的虎丘山,使用自製的“存目鏡”清楚地看到城內的樓台塔院,就連較遠的天平、靈岩、穹窿等山也曆曆如在目前。

孫雲球的“存目鏡”據說能“百倍光明,無微不矚”,大概就是放大鏡。他還發明了一種“察微鏡”。

清代科學家鄭複光在其所著的《鏡鏡詅癡》中對望遠鏡的種類、結構、原理、用法與保養,介紹得十分詳細,而且切於實際,被後人給予很高的評價。書中介紹過一種“通光顯微鏡”,基本上也還是放大鏡,隻是配上平麵反射鏡,能夠減輕目力負擔。

鄭複光《鏡鏡詅癡》專門介紹過“取景鏡”,不但有舊式的與改進式的,而且對於它的原理構造以及優缺點一一作出說明並附有裝置圖。這個取景器是在毛玻璃或在透明玻璃上鋪上白紙攝取景物的實像。

大概在1844年至1867年之間,科學家鄒伯奇在《鏡鏡詅癡》所介紹的取景器的基礎上,去掉反射平麵鏡,加上照相感光片和快門、光圈等部件,製成了照相機。這在當時還是十分新奇的技術。鄒伯奇還摸索配製感光材料,又取得了很好的結果。他用自己研製的全套設備材料拍攝了不少的照片,這些照片成為我國目前所能見到的最早的攝影作品之一。

其中一張現存於廣州市博物館,雖曆時百餘年仍然形象清晰,表明了鄒伯奇研製的全套照相設備材料具有很高的質量。

據史籍記載,探照燈在我國明代末期便已出現,是將燭焰放在凹麵鏡附近的焦點上,燭焰所發出的光經凹麵鏡反射後,照到壁上,猶如月光照到壁上一般。

明代末期青年發明家黃履莊也製造出了“瑞光鏡”,最大的直徑達五六尺。據說“光射數裏”,“冬月人坐光中,遍體生溫,如在太陽之下”。顯然其射程和輻射熱量有些誇張渲染。

由於當時隻能是蠟燭之類的光源,凹麵鏡的口徑大,它所能容納的光源也就大,這就使得人們可以提高光源強度,這樣經過反射形成平行光以後,照在人身上就有“遍體生溫”的感覺,亮度也大大增加了。明清時期我國民間研製的光學儀器還很多,例如“萬花筒”、“映畫器”、“西湖景”等,這些東西的研製也已經受到西方知識的啟發。

從上麵的介紹可以看出,光學儀器製造是我國古代物理學的顯著成就之一。表明我們祖先對人類科學寶藏的貢獻!