第一节
光学

一、世界顶级

《墨经》有系统的几何光学知识，光影学说，记录了观察实验，探索了光影原理，在世界光学史上有顶级的重要地位。英国著名科学史家李约瑟说：“（墨家）对力学和光学进行研究，这些研究属于我们现在所掌握的有关中国科学的最早记录。”

中国科学院院士、光学家钱临照说，《墨经》是两千多年前世界上的伟大光学著作，俨然是一部完整的几何光学，是老老实实的实验记录，崇尚实际，不事空论，是墨家的基本精神、中华民族的优良传统，在世界自然科学古籍中有光荣地位。 又说，春秋战国时期，论述自然科学的书籍就是《墨经》。光学八条记载光学实验的次序，完全合乎现代几何光学的要求，《墨经》作者是敏锐忠实的实验科学家，对观察结果做了系统的科学总结。

二、直线传播

《经下》说：“影倒，在午，有端与影长，说在端。”《经说下》解释说：“影：光之人，照若射。下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，故成影于上。首蔽上光，故成影于下。在远近、有端与于光，故影窟内。”即形成倒影的条件在于光线交错，有一个小孔，而且影子有一定长度；论证的关键在于存在小孔。光线照到人身，光线照耀就像射箭是直线进行。人下部的影子，形成于高处。人高处的影子，形成于低处。人的足部遮蔽从下部照来的光线，所以形成的影子在上边。头部遮蔽从上部照来的光线，所以形成的影子在下边。人站在离墙有一定远近的地方，墙上有一个小孔，被光线照射，在室内形成倒影。见图1：

2016年，我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星，命名为墨子号。量子卫星首席科学家潘建伟院士说，墨子最早提出光线沿直线传播的原理，设计小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础，以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星，是为了展示我国的文化自信。

三、本影半影

《经下》说：“影二，说在重。”《经说下》解释说：“二光加一光，一光者影也。”两光源照射同一物体，形成的两影重叠为本影和半影，论证理由在于两光源的重复照射。两光源形成两半影夹一本影。见图2：

四、日光反射

《经下》说：“影迎日，说在转。”《经说下》解释说：“日之光反烛人，则影在日与人之间。”即影迎着太阳（影在太阳跟人之间），论证理由在日光被反射。太阳光线被镜子反射到人身上，影形成于太阳和人之间。见图3：

五、凸镜成像

《经下》说：“鉴团影一。”《经说下》解释说：“鉴者近，则所鉴大，影亦大；其远，所鉴小，影亦小；而必正。影过正故招。”凸镜成像只一种：物体距镜面近，所照面积大，成像也大。距镜面远，所照面积小，成像也小。像一定是正立的。物体距镜面过远，像跟原物差别过大，会招摇不定。物体在凸镜前，在镜后成正立缩小的虚像。见图4：

六、凹镜成像

《经下》说：“鉴凹，影一小而易，一大而正，说在中之外内。”《经说下》解释说：“鉴。中之内：鉴者近中，则所鉴大，影亦大；远中，则所鉴小，影亦小；而必正：起于中、缘正而长其值也。中之外：鉴者近中，则所鉴大，影亦大；远中，则所鉴小，影亦小；而必易：合于中而长其值。”即凹镜成像，一种情况是像比物体小，并且是倒立的。另一种情况是像比物体大，并且是正立的。论证理由在于物体是处在球心之外，还是焦点之内。见图5：

1.在球心外。当照镜子的物体接近球心时，所照面积大，成像较大。当它远离球心时，所照面积小，成像较小。像倒立。这是由于光线会合于焦点和球心中间，并延长相交而成像的结果。物体在球心外，在球心和焦点间得缩小倒立实像。见图6：

2.在焦点内。当照镜子的物体接近焦点时，则所照的面积大，成像也较大。当它远离焦点时，则所照的面积小，成像也较小。像都一定是正立的，这是由于光线从焦点和球心出发，与镜面正交，并向镜后延长相交而成像的结果。凹镜成像，物在焦点内，得到镜后放大正立虚像。见图7：

七、光学实验

斜正远近影大小，科学实验堪称奇。《经下》说：“影之大小，说在斜正远近。”《经说下》说：“木斜，影短大。木正，影长小。光小于木，则影大于木。非独小也，远近。”即光源照物体成影大小，论证理由在物体斜正、光源远近。

用木头做实验。木头斜放，则影子短大；木头正放，则影子长小。光源小于木头，则影子大于木头；光源大于木头，则影子小于木头。当光源距木头远时，影子小；当光源距木头近时，影子大。

可见墨家用一根木头做实验，分析在木头摆放的斜正、光源对比木头的大小、光源离木头的远近等不同情况下物影的变化。见图8：

墨家开辟了以精密科学实验推进科学发展的正确道路，但因中国社会制度的限制和墨家学团的中绝而受阻。中国科学发展，在17世纪后落后于西方，中国人民亟须引进、掌握西方先进的科学知识。现今中国学者的神圣使命，是继承《墨经》科学的精华，与全世界积淀几千年的先进科学联通接轨，促进科学的繁荣。 jQFobwV54ylW0ZwuZFU0y6rcrXEaHxoY8wuV22YFkfEXHangRaiTlGATvMhMXxWA