第一章
古代光学

在科学中，什么东西是古旧的，这取决于你的看法。那些描述宇宙及其如何运作的理论和数学模型，凡是与量子力学不相符的，一般归为“经典”理论。照这个标准来说，艾萨克·牛顿正如阿基米德一样，一点不差全是“经典”科学家。实际上，照此定义，爱因斯坦的两个相对论也属于“经典”理论。可是，到20世纪，物理已建立在量子理论和相对论这两大支柱之上。这两支科学都始现于20世纪初，都改变了科学家对这个世界的看法。因此，从另一个观点来看，科学经典史止于1900年。正是在这种意义之上，在描述光学研究时，我用了这种说法，是指从古希腊人对光的认识到19世纪麦克斯韦证明光是一种形式的电磁辐射为止的这段时间。

早期的哲学家们认为光产生于眼睛，大体上像灯塔的光束或盲人的探路手杖那样伸展出来，“感觉”出世界的模样。生于公元前5世纪的恩培多克勒（Empedocles）曾经提出每种东西是由四种元素（土、气、火、水）组成的观点，描述了阿芙洛狄忒 如何从四种元素中造出眼并由爱而合成的。她在宇宙之火中点燃了眼睛之火，使眼睛可以像灯笼一样照进世界，从而可以看到东西。

恩培多克勒认识到光不仅仅是这些，他认为晚上的黑暗是由于地球挡住了太阳的光。生活在公元前3世纪的伊壁鸠鲁（Epicurus）持有类似的观点。他的观点由罗马人卢克莱修（Lucretius）进行了总结，他于公元前55年在《关于宇宙的本性》一书中说：“太阳的光和热是由非常小的原子构成的，当它们被推下来时，立刻就沿被推的方向穿过了空气中的间隙。”从现在的眼光来看，这是一个相当精确的描述，但它并不代表当时大多数人的想法。视觉与眼睛中发出的某种东西相关，这一观念维持了很长时间。生活在公元前428年到公元前347年的柏拉图本书作者所举历史名人生卒年与《辞海》有出入，此处从作者观点，仅供参考，后文不再作注说明。——编注，描述了外部的光和内部之光的结合。生活在公元前330年到公元前260年的欧几里得，则对包括“视觉”工作的速度在内的问题感到担心。他指出，如果你闭上眼睛，然后睁开，你立刻就能看到最遥远的星星，而你的视觉要先到达星星处，再返回来。

虽然我们觉得这些想法很奇怪，但直到公元后的第一个千年末，这些观点并未受到严重的挑战。当然，原因之一是西罗马帝国灭亡后，欧洲文明崩溃，进入了黑暗时代。罗马人从未对科学表现出太大的兴趣，在恺撒时代，亚历山大的大图书馆不慎毁于大火，很多希腊人的教诲都化成了青烟，从那时起，学术便从未恢复过来。罗马帝国灭亡时，更多的书被毁坏或丢失了，在随后的一千多年里，欧洲残存的这种科学只剩下对古代的景仰，以及设法保存古人残存的片断教诲。

第一个在某些学术领域超出古希腊人的科学家是一位阿拉伯学者，他生活在公元965年到1038年间，正处于伟大的伊斯兰文明顶峰。我们对古代世界及其学术思想的认识大部分来自阿拉伯人留下的文献，这些文献首先被从希腊文或其他语言译为阿拉伯文，并在以后的年代里从阿拉伯文译成欧洲的文字。很多情况下，阿拉伯世界获得的材料来自东罗马帝国——拜占庭帝国；拜占庭在罗马帝国灭亡后继续存在了约一千年，直至1453年。拜占庭和阿拉伯世界的关系至少是比较频繁的，包括文化思想交流。

阿拉伯人继承了古人的思想并做了进一步的发展（包括我们现在使用的阿拉伯数字）。他们为欧洲留下了丰厚的遗产，这些遗产对重新点燃科学探索之火起到了主要的作用。对光的研究即是一例。 9X0FtvVDFCwPmJcfrogqZBIUebbeZA1i3ACruBRMraXfDz1eFcf2M8vtc5c3cj88