對光研究 最早使用針孔成像原理 墨子 ?

中国戰國时期的《墨子》一书叙述了針孔成像原理
见《墨子·经下》、《墨子·经说下》第二〇条
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A2%A8%E5%AD%90

公元約前468年左右
公元前4世纪,墨家就做过针孔成像的实验,并给予分析和解释。《墨经》中明确地写道:“景到(倒),在午有端,与景长,说在端。”这里的“午”即小孔所在处。这段文字表明小孔成的是倒像,其原因是在小孔处光线交叉的地方有一点(“端”),成像的大小,与这交点的位置无关。从这里也可以清楚看到,古人已经认识到光是直线行进的,所以常用“射”来描述光线径直向前。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中也记述了光的直线传播和小孔成像的实验。他首先直接观察在空中飞动,地面上的影子也跟着移动,移动的方向与飞的方向一致。然后在纸窗上开一小孔,使窗外飞的影子呈现在窒内的纸屏上,沈括用光的直进的道理来解释所观察到的结果:“东则影西,西则影东”。墨家利用光的直线传播这一性质,讨论了光源、物体、投影三者的关系。《墨经》中写道:“景不徙,说在改为。”“光至,景亡。若在,尽古息。”说明影是不动的,如果影移,那是光源或物体发生移动,使原影不断消逝,新影不断生成的缘故。投影的地方,如果光一照,影子就会消失,如果影子存在,表明物体不动,只要物体不动,影子就始终存在于原处。墨家对本影、半影也作了解释。

這算相機的始祖嗎??

另個是 伊拉克海桑

海什木出生於公元965年7月1日(伊斯蘭曆354年)在伊拉克的巴斯拉城。被認為是在不同學科都有傑出的成績,如數學、天文學、醫學等等
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%B7%E4%BB%80%E6%9C%A8

改變人類命運的科學先驅
海桑將光線與視覺的研究,建構於紮實的實驗與理論基礎之上。他使用自己設計的各種裝置,有系統地研究光線的傳輸、反射與折射,並以數學方法分析自己的發現。他擷取古代理論有用的部分,加上自己的發現後,完成了這項偉大的成就,首度建立起在物理學、數學與生理學上都合理的光與視覺理論。

海桑顯然並不敬畏古代學者,摒棄所有主張眼睛會發射或輻射出物體的理論。他觀察到亮光(例如太陽光)會造成眼內實際的痛楚,並且問到為什麽眼睛只要一睜開,就能立刻使整個天空充滿亮光。對他而言,眼睛顯然是為了感光而設計的,光是真實的,而且能夠造成眼睛的變化,還有光是從會發亮或反射的物體來到眼睛。他也駁斥原子論者所謂皮狀影像從空中飄來的理論,認為這種理論非常荒謬。怎麽可能會有東西將它自己的副本,一次發送給數百或數千人?一座山的幻影怎麽可能塞進眼睛微小的瞳孔?

海桑根據實驗,理出光線的基本事實。他使用一種暗箱(camera obscura)來追蹤光束,這種暗箱就像一間暗室,光可以透過一個小孔照進來。他證明了光是以直線行進的,而且不同來源的光線可以交錯而不混合在一起。他制造球形、圓柱形與拋物面鏡,然後進行系統化的實驗與數學分析,研究它們如何反射光線並形成影像。他運用一種能讓數代的科學家敬畏的幾何證明,在曲面鏡上找到可以反射任兩點間的光線的點。他發現了球面像差現象,以及拋物面鏡可以使來自遠端的光線聚焦。他做了一系列的折射實驗,並且能正確地發現光在行經密度較高的介質時,速度會變慢。他憑直覺了解到費馬(Fermat)的最短時間原理。他聰明地區分光線運動的水平與垂直成分,以分析折射與反射。簡言之,他出色地重建了光學科學。

然而,海桑並未發現眼睛究竟如何制造出物體的影像。他了解光線會從物體表面的各點,向所有方向發射而出,因此眼睛瞳孔內的每一個點必然都會從物體的每個部位接收光線。他的偉大創見在於眼睛必定將物體?的每一個點,與眼睛內的點建立一對一的關系,這解開了千年之久的視覺之謎。影像並非一個物體,而是一種轉化,一張有許多色彩的圖像。

海桑所提出的機制其實不太正確。他主張眼睛只會對垂直照射到眼睛表面與水晶體表面的光線產生反應。他使用理想化的眼睛模型,其中角膜的表面與水晶體的前端形成平行的弧。然後他以簡單的幾何學證明,直接射向眼睛表面的光線,能保留物體上各點的空間關系。從孩子頭部反射出來的光線射在水晶體上的位置,會在從他腳射出來的光線上方;來自他右耳的光線射在水晶體的位置,會在從他鼻子射出來的光線右邊。海桑立論的根據在於以某個角度射入眼睛的光線,會因為折射而變弱,並且推測眼睛對垂直進入的光線比較敏感。開普勒在600年後,終於完成由海桑起頭的研究,他追蹤所有抵達眼睛的光線,無論是垂直或折射的,最終在視網膜上形成倒影。不過打破所有古代權威的仍是海桑,他了解影像是一對一的對應,而不是飄浮的皮或射出靈魂的產物。

海桑偉大的巨作《 光學理論 》(Treasury of Optics)大約在13世紀以手稿的形式傳到西方。首先了解它的人之一是培根(Roger Bacon),他的光學觀念(以及實驗方法)就是以此為根基。這本著作於1572年首度在巴塞爾(Basle)印制。從培根到開普勒等科學家都受到海桑的影響,連吉貝爾蒂(Loranzo Ghiberti)與達•芬奇這類藝術家也同樣受到他的影響。海桑向西方科學所展示的不僅是光線與視覺的觀念,還有如何進行科學思考。他是第一位將系統化的實驗、嚴格的數學分析與實際的理論結合在一起的科學家。若培根是將科學實驗的觀念傳遞到西方的水晶體,那麽他所聚焦的發光人物必然就是阿布•阿裏•哈桑•伊本•阿爾-海桑(Abu Ali Hasan ibn al-Haitham)。

taiwan2008 wrote:
中国戰國时期的《墨子...(恕刪)


算針孔成相的早期文獻....
通常是寫論文才要回顧探討這個吧?
但是這裡有個文化霸權的問題
舉例來說好了
英法就攝影術的發明延續從百年戰爭以來的意識形態對立
互不相讓爭吵多年,各自認為自己先發明攝影術.......
可惜墨家的科技沒有實際上的完整保存,所以我們提不提墨家針孔最早,或許也是因為我們有個東方文化背景的緣故......

taiwan2008 wrote:
中国戰國时期的《墨子...(恕刪)

針孔成像這種大自然的現像, 應該在很早很早很早, 非常古早, 就被會人類發現.

因為這不是很難觀察到的自然現像, 所以應該有極大極大的可能性, 是各地、各時期, 都會有各自獨立發現 人存在.


感光顯影材料的發現, 才會比較晚一點.


針孔成像原理早在西元四世紀,亞里士多德就已發現這個現象,但並未能應用到攝影上來..

經過一千多年後 (按: 如果從墨子算, 那就是兩千兩百多年後.),直到西元1822年,人類才完成世界首幅攝影作品。

在感光顯影的技術上,公元1725年德國,紐倫堡阿道夫大學的醫學教授,亨利其舒爾茲(Heinri ch Schulze 1687-1744)首先發現銀鹽 (硝酸銀) 見光變色,是人類第一次找到感光劑,因此奠定了攝影原理的基礎;他是最早提出對攝影有用的光化學之第一人,德國人讚譽他是現代攝影取像片的始祖。

以上摘自如下 PDF 檔..
http://www.shs.edu.tw/works/essay/2005/10/2005102816120809.pdf


被學醫的先發現攝影可用的感光物質, 應該不是巧合. 因為光化學療法, 在人類的醫療史上, 已先走了快四個千禧年...

感光劑(Psoralen)與光照治療結合的療法稱為光化學療法(photochemotherapy),最早將感光劑用於光照治療的記載是源自西元前2000年,

印度人和埃及人使用含有感光劑的植物,即補骨脂(Psoralea corylifolia)和大米阿芹(Ammi majus)這兩種植物來治療白斑.
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