行天宮通訊 332期

出於與生俱來的好奇心, 人類開始嘗試理解光的本 質。古印度文明認為, 「光」是組成宇宙萬物的基本元素。 古希臘哲學家則認為,人的眼睛能發射出火元素,接觸到 物體後,點燃物體中的「內火」,所以才能看得見東西。 傳說當時的數學家阿基米德,就曾經引用這種理論,到海 邊「注視」羅馬軍團的戰船,希望利用 發射的火元素 讓它燒起來,結果當然沒有成功。後來,阿基米德繼續研 究,發現光有直線前進 的特性,遇到平面會反 射,且入射角等同於反 射角,並 從這樣的觀 點,發展出三度空間的 「透視法」原理。 約同時期的中國, 正處於春秋戰國時代, 特別具有實驗精神的墨子, 則在︽墨經︾中留下許多對 光學的研究。其中一段提到:「 光之人,煦若射。下者 之人也高,高者之入也下。足蔽下光 故成景於上;首 蔽上光,故成景於下。在遠近有端與于光故景庫內也。 」 這其實就是照相機的「小孔 成像」原理,可以說是超越 時代的成果,可惜未受後人重視,持續發展研究。 光有多快? 歐洲對於光學的興趣,沉 寂了一段時間,直到文藝 復興時期之後,人們終於將 注意力,從神學轉向科學, 這才開始死灰復燃。 當時,科學家普遍認為光 速是無限大的,只有伽利 略不相信,所以他做了一個 實驗。他請一個朋友,提燈 籠爬上一座山頂,他自己也 提燈籠爬上另一座山頂。當 伽利略打開燈籠蓋子的時候 ,他的朋友只要看到對面山 頭有光,就立刻也打開燈籠的蓋子,用這樣的 方式來測量光的速度。結果,無論兩人距離遠 近,所得到的時間都是兩秒多。因為光速實在 太快了 人類肉體的反應時間根本無法精確計 算。實驗雖然失敗,但這樣追求科學的精神, 還是值得我們敬佩。 十七世紀末,有個叫羅默的丹麥數學家, 利用木衛一「伊奧」運行軌跡的時間差,算出 光的速度大概是每秒廿一萬 公里。這數字雖然離準確值 還有一段距離,但也向世人 說明了一件事|光速並非無 限大。其後,科學家前仆後繼,終於計算出精確的光速, 約為每秒三十萬公里。 光是粒子? 是波? 對於光的研 究,在十七世 紀有了新的 突破。西元 一六六六年前後,物理學家 牛頓利用三稜鏡,將白光分 解出彩虹般的色澤| 紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫,又 │專 題 企 畫│ 29 2023年7月號 希臘哲學家認為人的眼睛能發射火元素。

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