译文
用阳燧映照物体,呈现的都是倒立的影像,这是因为中间存在阻隔的缘故。算学领域的人将这种现象称为“格术”。就像人摇橹时,那个起到支撑作用的小木桩,会成为橹转动的阻隔一样。又如老鹰在天空飞翔,它的影子会跟着鹰的移动而移动;但如果鹰和影子之间的光线被窗孔所限制,影子移动的方向就会和鹰飞行的方向相反。再比如楼塔的影子透过窗孔时,由于中间的光线被窗孔限制,影子也会呈现倒垂的状态,这和阳燧成像的情况是一样的。阳燧的镜面呈凹陷状,当把一根手指靠近镜面时,看到的像就是正的;随着手指慢慢移远,到了某个特定位置,像就会消失;要是超过这个位置再继续移远,像就会变成倒立的。那个让像消失的位置,
北宋时期,社会经济繁荣,科技水平处于世界领先地位,天文观测、手工业技术(如制镜、造船)的发展,为光学、力学等领域的研究提供了实践基础。沈括为官期间,注重实地考察与实验验证,曾主持修订历法、参与水利工程,积累了丰富的实践经验。 当时关于“阳燧取火”“倒影成因”的说法多零散且缺乏系统解释,甚至存在如《酉阳杂俎》中“海翻则塔影倒”的错误认知。沈括基于自身观察与算学知识,深入探究阳燧成像、窗隙倒影等现象,撰写《阳燧照物》,旨在以科学视角解释光学规律,纠正错误观点,同时借物理现象类比人事,传递“去碍见真”的思考,体现了其“格物致知”的科学精神与关注现实的人文情怀。
沈括在其笔记中,不仅细致描摹了阳燧——这种古代凹面镜的奇特成像之景,更以形象贴切的比喻,揭示了现象背后的深层成因。以现代物理光学视角审视,这些论述实则蕴含着对三大光学规律的深刻洞察,其探索深度远超时代。
在凹面镜成像的研究中,沈括提出了关键的“碍”概念,用以解释倒立成像的奥秘。他以船上摇橹的支轴、窗棂间的狭缝、腰鼓的最细处为喻,生动诠释“碍”的约束作用,而这一神秘的“碍”,正是现代光学中凹面镜的焦点。更令人惊叹的是,他通过简易实验厘清了物距与成像的关联:当手指贴近镜面时,呈现正立之像;随着手指后移,至“碍”所在处像便骤然消失;若继续后移,倒立的像又会重新显现。这一过