墨子的小孔成像实验

大约两千四五百年以前，墨子和他的学生，做了世界上第一个小孔成倒像的实验。《墨经》中有这样精彩的纪录：“景到，在午有端，与景长。说在端。”

《经说下》解释：“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。”

词语解释

这里的“到”古文通“倒”，即倒立的意思。

“午”指两束光线正中交叉的意思。

“端”在古汉语中有“终极”，“微点”的意思。

“在午有端”指光线的交叉点，即针孔。物体的投影之所以会出现倒像，是因为光线为直线传播，在针孔的地方，不同方向射来的光束互相交叉而形成倒影。

“与”指针孔的位置与投影大小的关系而言。

“光之人，煦若射”是一句很形象的比喻。

“煦”即照射，照射在人身上的光线，就像射箭一样。

“下者之人也高；高者之人也下”是说照射在人上部的光线，则成像于下部；而照射在人下部的光线，则成像于上部。于是，直立的人通过针孔成像，投影便成为倒立的。

“库”指暗盒内部而言。“远近有端，与于 光”，指出物体反射的光与影像的大小同针孔距离的关系。物距越远，像越小；物距越近，像越大。

这样的描述，解释了小孔成倒像的原因，指出了光的直线进行的性质。

墨子在光学方面的研究远远不只停留在小孔成像上，据《墨经》中记载：墨子首先探讨了光与影的关系，他细致地观察了运动物体影像的变化规律，提出了“景不徙”的命题，即影子不参与运动。

随之，墨子又探讨了物体的本影和副影的问题。他指出，光源如果不是点光源，由于从各点发射的光线产生重复照射，物体就会产生本影和副影；如果光源是点光源，则只有本影出现。

接着，墨子又进行了小孔成像的实验。墨子对平面镜、凹面镜、凸面镜等也进行了相当系统的研究，得出了几何光学的一系列基本原理。