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时间:公元前5世纪-公元前4世纪。
墨子在《墨经》中还探讨了光与影子的关系,他提出了“景不徙”的观点,墨子认为影子本身是不会移动的,只有物体和光源才会造成影子的移动,并且提出了影子的大小和光源的远近有关。墨子认为只要光线能直射到的地方就不会有影子,如果光线一直直射,就永远不会有影子,但同时他又提出了一种方法能在太阳直射到的地方产生影子,“景,日之光反烛人,则景在日与人之间”(《墨经·经说下》)意思是日光被镜子反射,再照射人,那么人的影子就会产生在太阳和人之间。
墨子不仅对影子相关的现象做了总结和探索,还带着墨家学子一起发现了小孔成像的现象,并记录在了墨经中。《墨经·经说下》原文中记载:“景。光之人,煦若射,下者之人也高;高者之人也下。足蔽下光,故成景于上;首蔽上光,故成景于下。在远近有端,与于光,故景库内也。”意思是说,光线是直线照射到小孔上的,物体下面发出的光线通过小孔就达到照壁的高处,而物体上面发出的光线穿过小孔就达到照壁的低处。所以直立的人,通过小孔,就会呈现为一个倒立的人。
不同的事物映像在镜子中,状貌形态、颜色黑白、距离远近、姿态斜正都各不相同。不同的镜子随光照一起产生,也随光灭一起消失。镜的原理:凡是照到其中所能照到的范围内。因此,镜子同时照出影像,实体也必须在一处。然而镜子也有不同的种类,凹面镜,正对其中央的地方,所能照到的范围大,影子也大;斜对其中央的地方,照到的范围小,影子也小。但无论大小,影子都是正的,这是由于影子产生于中央,沿着正方向而向往反射。
如果是凸面镜的边缘,离边缘的中心近的地方,照到的范围大,影子也大,离边缘的中心远的地方,照到的范围小,影子也小。而且无论如何,影子都是偏的。不过,虽然影子偏斜,依然和在凸面镜中心一样,沿着正方向向外反射。照镜子者离镜子越近的时候,实体大,影像也越大;距离镜子远的时候,实体小,影子也小。实体正,影像也正。
这里墨子详细论述了光和影的关系,涉及了小孔成像现象,光的直线传播原理,光的反射现象,光源和物影的关系,这些光学知识,在现代投影技术方面仍然被广泛应用,电影机、摄像机、投影仪,都是根据这些投影知识设计制造的。而且墨子还论述了光的作用和意义,墨子说我们常常以为是凭借视觉看到了事物。但是如果没有光,我们就无法看到事物,人的视觉要依靠光才能看到真实的事物。
可以说墨子代表了我们先秦时期光学的最高水平,不仅如此,在这一篇中,墨子还详细介绍了力学相关的知识,介绍了杠杆原理,滑轮原理,云梯和车梯相关的技术原理,堪称我国古代工匠技术大全。
除了上述内容,《墨经》中还记载了平面镜、凹面镜、凸面镜等光学现象,并且对圆形、正方形、平面、平行线等基本几何概念进行了归纳定义,涵盖了数学、几何、力学、光学等多方面的自然科学知识。虽然这些理论还不成系统,但已经体现出了墨家学派研究自然科学的探索精神。如果墨家学派能发扬光大,必将对中国的自然科学发展史产生巨大影响。
可惜因为墨子本出身平民,身份低微,他所创立的墨家学说更加倾向于底层民众的利益,因此也难以得到当时统治阶级的认可,终究无法上升为中国的主流文化思想,最后逐渐没落。
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