返回五、光学论(2 / 9)  笛卡尔文集首页

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许多小孔隙(实验可以很好地证明),这些小孔隙中一定充满着一些很微小和很具流动性的物质,这些物质是不断地从天体中输送给我们的。如果将这些微小物质与酒桶中的酒相比较,如果将较少流动性、不太清洁的空气和其它透明体与桶内的葡萄串相比较,就会很容易地理解下面的内容。将桶底小孔打开的一瞬间,同一时间里一些酒会趋向于垂直下落流出一个小孔,也会趋向于从另一个小孔流出;同时其它另一些酒也在趋向于下落流出这两个小洞。这些行为不会相互阻碍,也不会被桶中的葡萄串所阻碍。桶内的葡萄串相互支撑着,一点也没有像酒那样下落从小孔中掉出的趋势。即使这样,酒也会发生上述变化。在同一时间里,酒甚至可以通过挤压葡萄串,以许多其它方式运动。同理,太阳面对我们时,其边缘的微小物质粒子,在被放开的短暂的一瞬间,倾向于通过直线射向我们的眼睛。这些粒子之间互不干扰,甚至其所穿越其间的透明物体内的不洁净部分也不会阻碍它们,而且不管这些透明物体是以什么方式运动,如空气几乎总是被风所刮动,玻璃和水晶静止不动,这种情况都会发生。这里要注意,有必要区分运动与行为或运动趋势之间的不同,不难想象某部分酒既倾向于流向某个小孔,同时也倾向于流向另一个小孔。实际上它们不能同时流向两个小孔,它们完全倾向于沿着直线流向这个或那个小洞,尽管受到葡萄串的影响使它们不能完全沿着直线运动。同理,考虑到发光物体上的光多被看作是它的行为而不是它的运动,我们应该认为光线只是一些其行为趋势所指向的线。因此有这么一种永恒的线,从发光物体的所有点出发,通向被其照亮物体的所有点。正如大家能够想象到的那样,从酒的表面所有点上产生的“行为”趋向于沿着一条直线流向某个小孔;同一点上产生的“行为”也会趋向于沿着其它直线流向另一个小孔,这些不同趋向的线之间也不会相互阻碍。

    而且,我们可以想象到这些线在通过一种单一质的完全均匀的透明体时,是笔直的。但当它们遇到其它物体时,它们很易于转向或减弱,就像运动的球或扔向空中的石块,碰到物体时会改变方向一样。我们能很容易地相信,运动的行为或趋势(我已经讲过,主要谈论光)在这一方面一定遵守运动自身的规律。为了给第三个比喻一个完整的解释,考虑一下在空中飞过的球,可能遇到软的、硬的或流动的物体,如果所遇到的物体是软的,便能完全阻挡这个球并使其停止运动,如碰到亚麻布床单、沙子或泥土;如果遇到硬的物体,球会被弹向另一个方向,而不是阻止它。这里有许多不同的作用方式,由于这些物体的表面可能是很光滑的,也可能是粗糙不平的;或者在光滑的情况下,可能是平面的,也可能是曲面的;或者不光滑,这种不光滑可能只是由许多各种各样的平滑曲面组成的,也可能这种不光滑在于物体本身具有许多棱角,或某些部分比另一部分硬,或者某些部分是运动的(这些运动有数千种不同的方式)。

    我们一定注意到,球除了从一个地方到另一个地方这样简单和一般的运动方式外,还有另一种方式,即绕着球心自我旋转,后者的速度与前者可能有着种种联系,因此,从同一方向扔来的许多球,碰到某一个表面完全平滑的物体时,它们都一致地以同样的方式反弹回去。如果物体的表面是完全平坦的,球碰到它反弹回去时,会像事先一样保持着相同的距离;但如果物体表面是向内或向外弯曲的曲面,这些球则会相互碰撞或相互飞离,以同样的方式,程度或强一些,或弱一些,取决于曲面的弯曲度……必须知道,有很多物体在同样的作用方式下能阻止光线,并吸收掉光线的全部力量。这种物体即称之为“黑色的”物体,除了像阴影那样的“黑色”外没有其它颜色);其它某些物体,能反射光线,其中一些以与接收它们时相同的秩序反射(即有高度光滑面的物体,不论是平面还是曲面,能用作镜子),其中另一些朝各种不同的方向反射光线,处于完全混乱状态。后者中,某些物体在反射光线时没有给光线的行为带来任何变化(即我们称之为“白色”的物体),其它物体却带来一些别的变化。与我们盯着一个运动的球所看到的球的变化相似(即红色的、黄色的、蓝色的或其它某些这样颜色的物体)。我相信能够测定出一种颜色的性质,用实验的方法揭示其中的奥秘,但这超出了我这个论题的范围见《人体的描述》。。这里我要做的只是指出,光线照射到物体上,当物体有颜色和不光滑时,即使光线来自一个单一的方向,它总是被反射到各个方向……最后,考虑到光线也可能偏斜,就像刚才描述的球的运动一样,当光线斜着照射到一个透明物体的表面并透过这个物体时,与所来自的前一个物体相比,会很容易地发生偏斜,斜度或者增加,或者减小。这种偏斜的方式称为折射。

    第二讲折射随后我们必须知道如何精确地测量这种折射的量。我刚才使用的比喻足以让我们从容轻松地理解这一问题。我认为,首先要讨论一下反射,以使我们更容易理解折射(图略)。我们假定球被从A拍向B,与地面CBE交于B点,地面CBE阻止了球的向前运动,而使

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