怀化市交通局副局长:世界上最早的小孔成相像的现象

小孔成像

小孔成像是古典光学中一种重要成像现象，在中国古代光学发展过程中得到过透彻研究，是古人在光学领域取得成就的一个重要方面。

最早从实验角度观察和解释小孔成像的，当推《墨经》。《墨经》的《经下》篇记录了墨家对此问题的认识：

《经》：“景到，在午有端，与景长，说在端。”

《说》：“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。”

对本条具体文字的解说，学界有不同意见，但基本上都同意这是用光行直线原理对小孔成像现象的解释。一般认为，“到”同“倒”，“午”指光线的交叉，“端”指光线交叉后在暗室壁小孔处形成的光点。有学者认为，文中的“人”字为“入”之误，此说是有道理的。墨家大意是说，在小孔成像情况下，由于小孔的存在，使得入射光线在小孔处形成交叉，从下边射入的光线进入暗室以后，来到了上边，从上边射入的光线则来到了下边，因此就在暗室中生成了倒像。

这里提到的“像”是广义的，它也可以是投影。例如人站在太阳和小孔之间，在合适条件下，孔后的屏上在太阳均匀的光像之中就出现了一个人的倒影，这就是投影。《墨经》中提到首足蔽光之语，表明当时实验中所观察到的可能确为投影，而不是像。无论是投影还是像，它们具有倒像特征是相同的，给人的启迪也一样，那就是光沿直线传播，由于暗室小孔的约束，进入室内后生成倒像。从《墨经》本条来看，墨家对此是有清晰认识的。

由于墨学的衰微，《墨经》在很长时间不为人们所解，墨家在小孔成像实验中所获得的认识也就没有被很好地继承下来。秦汉以降，对小孔成像的研究还处于重新发现现象、从头探讨机理的状态。其中被提及较多的是所谓“倒塔影”，唐代段成式《酉阳杂俎》曾有“海翻则塔影倒”之语，表明他不解此理。宋代陆游《老学庵笔记》、元代杨瑀《山居新话》，均曾提及此现象。延至明清，记述者更为多见，甚至还有人专门搜集各地“倒塔影”的实例，这表明“倒塔影”这种物理现象是受到人们普遍注意了的。