光学史上的那些人儿
第三章 亚里士多德光学
《亚氏光学》
光辉粒子破虚空，
色彩斑斓暗亮融。
古贤智慧开新宇，
光学初探立奇功。
1 亚里士多德与光的故事
公元前335年，雅典吕克昂学园。
晨雾还未散尽，亚里士多德已踏着沾露的石阶走向廊柱林立的露天讲堂。他手中摩挲着昨夜从黑海商队换来的波斯水晶，棱柱在朝阳下折射出七彩光斑，恰似昨日暴雨后悬在卫城上空的虹桥。
三十余名弟子围坐的橄榄树荫下，争论声惊飞了觅食的灰斑鸠。来自马其顿的年轻学者安提帕特正挥舞着青铜镜："柏拉图说眼睛会射出光线，可为何我们看不见暗室里的雕像？"镜面反射的光斑掠过亚里士多德的白袍，在石板上投下跳动的光点。
"因为光是媒介的觉醒。"亚里士多德将水晶棱柱浸入陶罐，水面顿时浮起斑斓色块，"正如海水需要阳光唤醒蔚蓝，空气也需要光唤醒透明。"他蘸着葡萄酒在石板上画出三层同心圆，"最外层是以太之火，中层是水气交织的云霓，内层才是我们呼吸的透明空气。"
午后骤雨忽至。当彩虹再次横跨海湾时，亚里士多德带弟子登上帕特农神庙西阶。他让众人轮流透过水晶观察虹霓，安提帕特突然惊呼："七彩光带里嵌着更细的色纹！"亚里士多德抚掌而笑："这正是介质纯净与否的明证——就像美酒掺水会改变色泽。"
暮色中，他独坐藏书室修改《论灵魂》："视觉是透明介质的现实化..." 羊皮卷边的陶灯爆出灯花，将他的影子投向绘有日月星辰的穹顶。摇曳的光影里，柏拉图学派的烛光从卫城山腰飘来，仿佛另一重不肯交融的透明介质。
后记：
水晶棱柱实验虽为文学想象，但符合亚里士多德"颜色源于介质变化"理论，其《气象学》卷三确实记载彩虹成因分析。
三层大气结构出自《天象论》，亚里士多德认为月下区由土、水、气、火四元素构成，月上区是以太领域。
安提帕特后来成为马其顿摄政王，这段师徒对话暗示了经验主义哲学向希腊化时代的传播。
2亚里士多德的光学理论
亚里士多德（公元前 384—322 年）是古希腊哲学与科学的集大成者，其光学思想主要体现在《论灵魂》《论感觉及其对象》等著作中。尽管他的理论未形成现代科学意义上的光学体系，但对后世光学研究产生了深远影响。
2.1.视觉理论：介质传递论
亚里士多德是柏拉图最有影响力的学生，对每一个早期的视觉理论都提出了批评。他拒绝接受德谟克利特关于“影像”的观点，认为这是从在别人眼睛里可以看到物体的小图像这一事实中得出的错误推论（他正确地将这一事实解释为仅仅是反射现象）。同样，他也拒绝接受柏拉图的“视觉之火”，因为他认为这种火与日光结合或被黑暗熄灭的想法是荒谬的。他质疑视觉射线能否到达遥远的星星，还驳斥了那种认为只有来自星星的光在眼睛附近与视觉射线相遇的假设。
在自己的理论中，亚里士多德保留了柏拉图的一些观点，即在眼睛和视觉对象之间需要一种均匀的媒介。
Seeing is due to an affection or change of what has the perceptive faculty, and it cannot be affected by the seen color itself; it remains that it must be affected by what comes between. Hence it is indispensable that there be something in between—if there were nothing, so far from seeing with greater distinctness [as the atomists would think], we should see nothing at all.
视觉是由于具有感知能力的事物发生了某种作用或变化，而它不能被所看到的颜色本身直接作用。因此，它必然要被介于两者之间的某种东西所影响。所以，介于两者之间的某种东西是必不可少的——如果什么都没有，那么我们不仅不能像原子论者所认为的那样看得更清楚，反而什么都看不见。
2.2 颜色理论：光的“混合试验”
亚里士多德的所表达的媒介不再涉及视觉之火，也不再与某种扩展的感知能力有关。它仅仅是包含在空气和其他透明物体中的空间“以太（Aether）”，其唯一功能是允许视觉对象的某些内在属性——即颜色（包括黑色和白色）——得以传递。正如柏拉图的理论需要阳光来实现可见性一样，亚里士多德的媒介的透明性需要通过太阳或燃烧物体中的火来实现。按照亚里士多德的定义，光是实现的媒介透明性的原因（而对于柏拉图和原子论者来说，光是来自太阳的火）。
Every color has in it the power to set in movement what is actually transparent; that power constitutes its very nature. That is why it is not visible except with the help of light ... Light is the activity [of the ether in transparent bodies]. Light ... exists whenever the potentially transparent is excited to actuality by the influence of fire or something resembling the uppermost body.
每一种颜色都具有激发实际透明物质运动的力量，这种力量构成了它的本质。这就是为什么颜色只有在光的帮助下才能被看见……光是透明物体中以太的活动。只要潜在的透明物质被火或类似最上层天体的东西激发到现实状态，光就存在。
亚里士多德认为，透明度的实现以及颜色的传输都是瞬间的、全局性的过程，不涉及媒介位移。“光有其存在的理由，但它不是一种运动。”他确实把颜色的传递称为通过发光透明介质的“运动”；但是，他所说的运动只是指质变，这种质变“可以想象地在一件事物中同时发生……例如，可以想象，水应该在每个部分同时冻结。
为了解释黑色和白色，亚里士多德假设每一个物体——不仅仅是那些被认为透明的物体——都包含一些以太，因此能够被日光激活。当这种激活发生时，物体的表面看起来是白色的，而在相反的情况下则呈现黑色。
Now, that which when present in air produces light may be present also in the translucent which pervades determinate bodies; or again, it may not be present, but there may be a privation of it. Accordingly, as in the case of air the one condition is light, the other darkness, in the same way the colors white and black are generated in determinate bodies.
现在，存在于空气中产生光的东西也可能存在于弥漫于确定物体的半透明中；或者，它可能不存在，但它可能被剥夺了。因此，正如空气的情况一样，一种情况是光明，另一种情况是黑暗，同样，在确定的物体中也产生了白和黑两种颜色。
他将其他颜色简化为黑白的混合物，如此精细，以至于无法对其组成部分进行单独的感知：
It is conceivable that the White and the Black should be juxtaposed in quantities so minute that [a particle of] either separately would be invisible, though the joint product [of two particles, a black and a white] would be visible; and that they should thus have the other colors for resultants. Their product could, at all events, appear neither white nor black; and, as it must have some color, and can have neither of these, this color must be of a mixed character—in fact, a species of color different from either.
以想象，白色和黑色以如此微小的量并列存在，以至于单独的[一种颜色的]颗粒是不可见的，尽管[两种颗粒，一个黑色和一个白色]的联合产物是可见的；并且它们因此以其他颜色作为结果。无论如何，它们的产物既不会显得是白色也不会显得是黑色；而且，由于它必须有某种颜色，且不能是这两种颜色中的任何一种，这种颜色必定是一种混合性质的颜色——实际上，是一种与两者都不相同的颜色种类。
这种想法似乎源于对天空颜色的常见观察，当太阳光变暗或被云层（包括彩虹）反射时。一个游学的人想到日落和日出，就把暗黑和阳光混合在一起，得到深红色，把微弱的阳光和稀薄的暗白混合在一起，得到紫色。
值得注意的是，亚里士多德的许多理论后来被证明是不准确的，特别是在物理学和光学领域。比如，牛顿利用三棱镜实验打破了亚里士多德认为白光是纯净的单色光的观点，证明了白光可以分解为一系列不同颜色的光谱。然而，亚里士多德的工作仍然为后世科学家提供了重要的思考起点，并且促进了对光学现象进一步探索的需求。
总而言之，虽然亚里士多德没有像我们今天所知道的那样提出一个全面的光学理论，但他对光、视觉和感知的探索在科学和哲学史上具有重要意义，有助于对这些概念的基本理解。
附3 亚里士多德简介
亚里士多德（Aristotle，古希腊语：Αριστοτέλης，前384年－前322年）是古希腊著名的哲学家、科学家和教育家之一，被广泛认为是西方哲学的奠基人之一。他的思想影响了随后两千多年的西方哲学、科学、逻辑学、伦理学、政治学等多个领域。
亚里士多德出生于色雷斯的斯塔基拉城，父亲是马其顿国王阿明塔斯三世的御医。17岁时，他前往雅典并进入柏拉图的学园学习，在那里度过了大约20年的时光。他是柏拉图的学生，并在学园中表现出色，成为柏拉图的重要门生
元前347年柏拉图去世后，亚里士多德离开雅典，开始了游历生涯，期间曾在小亚细亚讲学，并娶了当地统治者的侄女为妻。后来，他受到马其顿王腓力二世的邀请，成为当时年轻的亚历山大大帝的家庭教师。在这段时间里，他对亚历山大灌输了广泛的科学知识和道德教育。
公元前335年，亚里士多德返回雅典，并在那里建立了自己的学校——吕克昂（Lyceum）。这所学校以其独特的教学方式而闻名，即“逍遥学派”或“漫步学派”，因为亚里士多德喜欢在散步时与学生讨论哲学问题
学术贡献
亚里士多德的作品涵盖了众多学科，包括但不限于：
哲学：他在形而上学、伦理学、政治学等领域都有重要贡献。例如，《尼各马克伦理学》探讨了美德与幸福的关系。
逻辑学：他创立了形式逻辑的基础，特别是《工具论》中的三段论理论。
自然科学：他对生物学、物理学等自然科学也有深入研究，尽管有些观点与现代科学不符，但在当时是非常先进的。
文学与艺术：《诗学》对戏剧和文学批评产生了深远的影响。
后期生活及影响
亚里士多德的生命晚期由于政治原因被迫离开雅典，最终于公元前322年逝世。尽管如此，他的思想通过弟子们传承下来，并对后世产生了巨大影响。亚里士多德的思想不仅塑造了古典时期的学术传统，而且在中世纪成为基督教神学的核心组成部分，并在文艺复兴时期继续激发学者们的思考
总之，亚里士多德是一位多产且深刻的学者，他的工作奠定了许多学科的基础，并持续地激励着人类对知识的追求。无论是作为哲学家、科学家还是教育家，亚里士多德都留下了不可磨灭的印记。
