第一章 墨子光学
《墨光学》
墨圣奇思探幽微
小孔成像证玄晖
千年绝学传薪火
智慧长明映月辉
1 墨子与光的故事
公元前440年的宋国都城，暮色像一张半透明的丝帛，轻柔地覆盖在商丘古城的飞檐斗拱之上。墨子蹲在工坊的竹席上，将一片打磨透亮的蚌壳固定在木架中央。二十岁的弟子禽滑釐举着牛油火把凑近，摇曳的火光突然在蚌壳另一侧的麻布上投出倒立的人形——正是站在三丈外的守夜士兵。
"景倒，在午有端。"墨子用削笔刀在竹简上刻下篆文，刀痕在跳动的火光中泛着青芒。他示意禽滑釐调整蚌壳角度，麻布上的光影随之拉长变形："当光线穿过小孔，就像驷马必须经过辕轭的束缚，下者之人也高，高者之人也下。"这个发现比欧洲早了一千五百年，却在战国的烽烟中悄然埋下现代摄影术的种子。
在宋国与楚国的边境线上，墨子正用光学知识改良守城器械。他指导工匠将青铜镜打磨成抛物面形状，安装在瞭望塔顶端。当楚军斥候靠近时，守城士兵通过镜组反射的影像，能在百步外清晰辨别对方的甲胄纹饰。"光的反射如同水面倒影，但曲面镜能汇聚光线，使远处之物纤毫毕现。"墨子在《墨经》中如此记载。这些凝聚着智慧的青铜镜，后来成为中国最早的军事光学仪器。
最具传奇色彩的实验发生在阳城郊外的桑林。墨子命人在三丈见方的木屋内，用一百支蜡烛环绕悬挂，中间立起一人高的石柱。当弟子们依次熄灭蜡烛时，石柱的阴影竟如莲花般层层收缩。"此乃景二，说在重。"墨子解释道，"物体受多重光源照射，会产生本影与半影的叠加，就像月食时地影的变化。"这个发现比欧洲早了两千年，却在竹简上沉睡了二十三个世纪，直到20世纪的实验室里，科学家们才用X射线重现了相同的现象。
公元前433年，楚惠王欲攻宋，墨子星夜兼程十日十夜赶到郢都。在楚王面前，他展开用兽皮制作的"光学沙盘"，通过青铜镜与竹片的组合，将郢都城防的虚实投射在绢布上。"大王请看，若楚军从东门进攻，阳光会将云梯的影子投射在护城河上，守军可借此预判方位。"他的演示让楚王惊叹，最终放弃了攻宋计划。这场没有硝烟的战争，不仅是墨子"非攻"思想的胜利，更是光学知识在军事领域的首次成功应用。
墨子晚年隐居泰山脚下，将毕生光学研究整理成《墨经》。在记载小孔成像的段落旁，他用朱砂批注："光之入照若射。"这段两千五百年前的文字，在19世纪的暗箱相机中得到完美印证。当法国画家达盖尔发明银版摄影术时，他或许不知道，自己捕捉光影的装置，正是墨子"景倒"理论的现代演绎。
如今，在商丘古城的墨学纪念馆里，那片改变人类认知的蚌壳仍在玻璃展柜中沉睡。它见证过战国的烽火，也凝视着数码相机的镜头，用永恒的静默诉说着：科学的光芒，终将穿透时空的迷雾。当我们按下快门的瞬间，仿佛能听见两千五百年前那个智者的声音："夫物有以自然，而后人事有治也。"
2《墨经》中的光学成就
《墨经》是战国时期墨家学派的科学经典，收录于《墨子》一书中，其中关于光学的论述被称为“光学八条”，是中国乃至世界最早的系统性几何光学研究文献。下面摘录于《墨经》中与光学有关的语句，然后并用现代文解释之。
2.1 光的直线传播与小孔成像
经文：
“景到，在午有端与景长，说在端。” （《经下》）
“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。” （《经说下》）
解析：
影子倒立，在光线相交处有一个小孔，影子的大小取决于小孔的位置。具体来说，光线通过小孔时，会沿直线传播，形成倒立的影像。人的脚部遮住了下面的光线，因此影子在上方；头部遮住了上面的光线，因此影子在下方。在物体的远处或近处有一个小孔，物体被光线直线照射，反映在屏幕上，因此影子倒立在屏内。
2.2 影的生成与变化
经文：
“景不徙，说在改为。” （《经下》）
“光至，景亡；若在，尽古息。” （《经说下》）
“景，二光夹一光，一光者景也。” （《经说下》）
解析：
影子的存在依赖于物体的遮挡，若光源、物体和承影面相对静止，则影子固定不变；若物体移动，旧影消失而新影生成；当物体受多光源照射时，会产生多个影子（“二光夹一光”），重叠处形成更暗的本影，其余部分为半影。这一观察揭示了光源数量与阴影形态的关系。
2.3 镜面成像规律
凹面镜（鉴洼）
经文：
“鉴洼，景一小而易，一大而正，说在中之外内。” （《经下》）
“中之内，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小。而必正…… 中之外，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小。而必易。” （《经说下》）
解析：
凹面镜成像分两种情况：当物体在焦点内（“中之内”），像正立且放大；当物体在焦点外（“中之外”），像倒立且缩小。
凸面镜（鉴团）
经文：
“鉴团景一。”
“鉴者近，则所鉴大，景亦大；其远，所鉴小，景亦小。而必正。
解析：
凸面镜成像始终为正立缩小的虚像，墨子指出像的大小与物体距离镜面的远近相关，这与现代几何光学结论一致。
平面镜
经文：
“临鉴而立，景到，多而若少，说在寡区。”
“正鉴，景寡、貌能、白黑、远近柂正，异于光。”
解析：
平面镜成像为正立虚像，但左右相反（“景到”）。墨子还探讨了多镜组合成像的规律，指出夹角不同会导致影像数量变化，体现了对反射原理的深刻理解。
2.4 光的强弱与距离关系
经文：
“景之小、大，说在地（柂）正、远近。”
解析：
影的大小由光源位置（远近、角度）决定，类似现代光学中的照度与距离平方成反比的规律。
2.5 反射与投影现象
经文：
“景迎日，说在抟。”
“日之光反烛人，则景在日与人之间。”
解析：
当光线经镜面反射后照射人体，影子会出现在光源与人之间（“景迎日”）。这一现象揭示了反射光的路径，为后世光学仪器设计提供了理论基础。
《墨经》的光学论述以实验为基础，系统揭示了光的直线传播、反射、成像等规律，兼具理论深度与实践价值。其科学方法（观察→归纳→验证）和成果在世界科学史上占有重要地位，被誉为“中国古代科学的瑰宝”。
附1：墨子简介
墨子（公元前476或480年—公元前390或420年），名翟，是春秋末期到战国初期的著名思想家、教育家、科学家和军事家，同时也是墨家学派的创始人。他被后世尊称为“科圣”。墨子的先祖是殷商王室，他是宋国君主宋襄公的哥哥目夷的后代，目夷生前是宋襄公的大司马，后来他的后代因故从贵族降为平民，后简略为墨姓。
墨子提出了十大主张，包括兼爱、非攻、尚贤、尚同、节用、节葬、天志、明鬼、非乐和非命。这些主张构成了墨家学说的核心。其中，“兼爱”是墨子思想的核心，主张无差别地爱所有人，反对以强凌弱，提倡相互之间的利他行为；“非攻”则反对战争和攻伐，主张和平共处。
墨子在早年做过牧童和木工，后来从师于儒者，学习《诗》《书》《春秋》等儒家典籍，但因思想与儒家相悖，最终舍弃儒家，创立了墨家学派。墨家组织严密、生活极端简朴，主要思想包括兼爱、非攻、尚同、尚贤、节用、节葬、天志、明鬼、非乐和非命。
墨子曾任宋国大夫，后来周游列国，游说诸侯，企图通过和平手段解决战争问题。他的主要作品《墨子》由其弟子根据墨子生平事迹的史料，收集其语录编成，是研究墨子和墨家学说的基本材料。
