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皆三角理〔3〕,凸则角愈展,而物景小,故全境皆收入也。〔4〕

    【注释】

    〔1〕《人身说概》云:“问:人眼睛内有小球如水晶而悬系者何?答:水晶球乃眼睛第一器具……”

    〔2〕细分(fèn):指细节。分,成分,部分,构成。

    〔3〕三角理:此书中将有关角度的规律称作“三角理”,三角未必指“三角形”。此处指视角。但“原目”这一章里的“三角视物”一说,是受到《远镜说》插图的误导,所指角度不是眼球中心对物体的张角,而是物体上的一点对眼球上下边缘的张角。详见下第五条及注。

    〔4〕按现在的说法,凸透镜(成缩小实像时)和凸面镜表面曲率越大,焦距越短,影像越小,视角越大。这是郑复光通过反复实验而熟知的规律,但此处将其与假想的“三角目线”相联系,难免含混。

    【译文】

    眼睛里有一个像水晶球一样的东西,根据《人身说概》。所以它外面的包裹层,形状必然是凸[球]形。凸球形,反射映照的物像总是变小,能把面前的整个范围映照出来。视觉模式有两种:一种是,从眼睛中心伸出两条线,分别射向物体的上边和下边,用来摄取物体的整体而获取它的形状;另一种是,从眼睛的上下两边各伸出一条线,射向物体的细部而看清它的质地。两种模式中的射线都与角度的规律有关,[越]凸则角度越张开,而物像就越小,因此整个范围都能收纳进来。

    四

    视法近大远小,是远差也。原色七。间有远而觉大者,则蒙气差〔1〕也。

    【注释】

    〔1〕蒙气差:因大气折射导致天体视位置与实际位置不同的差异。这是一个由明末清初翻译西方天文学而沿用至今的术语。

    【译文】

    视觉规律是近大远小,这就是远差。“原色”第七条。间或有感觉远处的物体反而显得大的情况,那是由于蒙气差的缘故。

    五

    睛形有二解:一曰外凸〔1〕,有聚光能力;一曰内长〔2〕,有伸缩能力。外凸之光线,以广行为用〔3〕。内长之光线,以收展为用〔4〕。故妙龄睛足,可聚成三角,以察近细;亦能展杀三角〔5〕,以瞩高远。〔6〕其劣者,则为短视,为老花,各有二种〔7〕,分疏于后。

    【注释】

    〔1〕外凸:“外凸”和下面的“内长”为一对概念,将此条和以下几条联系起来看,这两个概念并非指眼睛内部的实物组织,而是指两个结构特征。  “外凸”,指眼睛的最外面形如凸透镜。“内长”,《远镜说》中有“高洼二镜自备目中”之语,郑复光据此认为“睛为长体,其面为凸,其底为凹”(“原目”第七条中),而这一凸一凹之间的距离可伸缩,犹如伽利略望远镜一样。而“外凸”的“聚光能力”和“内长”的伸缩能力,亦来自对《远镜说》的发挥。应该说,除以为眼球底部有凹透镜系受误导之外,这条论述仍属当时比较先进的视力生理学知识。

    〔2〕内长:见上注。

    〔3〕以广行为用:指以会聚成角为作用。

    〔4〕以收展为用:指以收展角度为作用。

    〔5〕展杀三角:指展开光线而使会聚角消失。杀,削减,减少。

    〔6〕以上几句语义简略,有费解之处,要弄清究竟为何意,须查明其与《远镜说》的关系。

    《远镜说》有如下两幅“光路图”:

    图15题为“物象从镜平行入目之图”,图旁注:“甲,近物之象,散射镜面,平行入目。”即这是人眼通过凸透镜看近处物体的光路示意图。

    图15

    图16题为“高镜视大之图”,图旁注:“甲乙物体射象于镜面丙丁,入目与戊,戊目视象于丙丁,丙丁两界引长之,则至己庚,己庚大乎甲乙,此近视者用中高镜视物必大之故也。”“高镜”为“中高镜”的省语,意为“中间高起之镜”,即凸透镜。此图为人眼通过凸透镜看远处物体的光路示意图。

    图16

    应该说,光路图以及文字的粗疏和易生误会之处是有的,但意思是对的。然而这是我们今天熟知几何光学之后,倒回去看的结果。在当时,这些图文引起郑复光的误解,让他以为眼睛看东西,是由眼睛发出真实的“目线”去看。于是图15就成了“聚成三角,以察近细”,图16就成了“展杀三角,以瞩高远”。由此可知,“原目”第三条中的“从目中心出两线,射物上下,以取物全体而得其形”亦指图16,“从睛上下二边各出一线以射物,细分而察其质”亦指图13。

    〔7〕从下文看,所谓近视眼和老花眼“各有二种”,是各有“外凸”有缺陷和“内长”有缺陷两种。

    【译文】

    眼睛的结构要从两方面剖析:一是外凸,有聚光能力;一是内长,有伸缩能力。外凸的光线,以会聚为作用。内长的光线,以伸缩为作用。所以青春少年眼力充沛,可以会聚[光线]形成交角,以便看清近处和细节;也可以展开[光线]消除角度,瞭望高处和远处。目力不济的,就成为近视和老花,又各有两种情况,于后面分别解释。

    六

    短视之睛凸〔1〕多深〔2〕,老花之睛凸多浅。〔3〕凡凸者,照景必小,凸深愈小。景之小者,视物必觉大也。〔4〕引镜自照,景与面相若也,而目中面景,不能充满黑子〔5〕焉。

    短视凸深,与小而近者宜,而不能见远。睛凸深者,不见远而视近则愈明。如蜻蜓之属,目若半球,深极矣,故一二尺外,绝不畏人,不见远也;若近至寸许,虽捷者撄〔6〕之则难,视近至巨且明也。

    老花凸浅,与大而远者宜,而不能察近。

    盖物虽大而远,遇凸之深者,其景束于黑子微至〔7〕之处而不大;景束〔8〕愈小,则视觉愈大,茫然不见矣。物虽小而近,遇凸之浅者,其景溢于黑子轮廓之外而不小;景溢愈大,则视觉益小,昏而不清矣。〔9〕

    此短视、老花之一种也。〔10〕

    论曰:

    目凸深,则微至。《考工记》〔11〕之言,察轮欲其微至,谓轮至地者微也。凡圆与平相切,微至则圆者,理也;而圆小愈微者,势也。〔12〕微至,则物大而景小。景小,则以三角视物〔13〕,而形觉大,故宜视近。

    凸浅,则几平〔14〕。几平,则景小亦杀〔15〕去声。景杀,则似平行视物而线角〔16〕展,故宜视远。

    景束、景溢,其理必然。第在本人目力,既有定限,亦有难于自觉者。然以常人之目,试视一字,颇明显也;徐徐近之,必有昏花之处;以意牢记其大小,再骤引远至明显处,必觉略大;再渐远之,然后渐小。夫近大远小者,远差理也,今反远大近小,非景溢而觉其小乎?由是,则老花之理明,而近视之理可反推矣。

    【注释】

    〔1〕睛凸:与上条之“外凸”及下条之“睛为长体,其面为凸”为近似概念,指眼睛的结构有形如凸透镜的部分,相对于今天的解剖学来说,尚属模糊概念,并不对应于“晶状体”或“角膜”之类。

    〔2〕深:指度数深,即曲率大,对应于透镜焦距短。“浅”则反之。“深浅”为此后常用概念,与现在的含义相同。

    〔3〕此句将眼睛比为凸透镜,对近视眼和老花眼进行定义。大略地说,近视眼的晶状体相当于焦距偏短(凸深)的凸透镜,老花眼相当于焦距偏长(凸浅)的凸透镜。

    〔4〕观察别人的眼睛,或用镜子观察自己的眼睛,效果如同凸面镜。凸面镜成缩小虚像,镜越凸,像越小,像越小,视角越大。这些方面,郑复光较娴熟。

    〔5〕黑子:应指瞳孔。

    〔6〕撄(yīng):接触,触碰。

    〔7〕微至:本意为车轮与地面接触面积最小,后引申为圆与平面或直线相切的切点,亦用以喻圆的形状标准。此处指影像与眼球外表面的接触面极小。但须注意,这个影像不是现代视觉理论所指的落在视网膜上的实像,而是瞳孔里的反射虚像。以下郑复光一直以这个反射影像解释眼睛的视觉机理。

    〔8〕景束:与上文“微至”有关,指落在凸度深的眼球表面的反射影像收束得很小。此处提出一对概念:“景束”和“景溢”。景溢,指落在凸度浅的眼球表面的反射影像溢出瞳孔之外。

    〔9〕以上将眼睛作为凸面镜来观察,对现象的描述是正确的。凸面镜曲率越大,反射影像越小(影束);曲率越小,影像越“不小”(景溢)。但以此来解释视觉机理,只能是比较含糊的猜测。

    〔10〕此条讲述“外凸”缺陷引起的近视和老花。

    〔11〕《考工记》:我国先秦时期的一部科技知识与手工业规范的百科全书式典籍,本为单行之书,曾一度散佚,相传西汉河间献王刘德因《周官》六官(天、地、春、夏、秋、冬)缺《冬官》,遂以《考工记》补入,后《周官》改名《周礼》,故又称《周礼·冬官·考工记》。“微至”之说引自《考工记》,其“总叙”云:“凡察车之道,欲其扑属而微至。”

    〔12〕此后常有“……理也……势也”之语。这是郑复光的一种独特研究方法,通过连续改变变量,观察某种变化的全过程,趋近其极限情况,获取对对象理想状态的认识,并随时注意与具体状态的联系和区别。故“理也”和“势也”,相当于“理想情况”和“具体情况”。

    〔13〕以三角视物:见图15,指以会聚成角的目线视物。

    〔14〕几平:指凸透镜曲率太小则几乎为平板透明体。

    〔15〕杀:使削减,使减少。按“原目”第五条注的分析,此处指影像对眼睛的张角(图15中的光束的张角)变小(杀),会聚光束趋向平行光束。“杀”下郑复光注“去声”,这种读法一般只见于古文(或方言)。

    〔16〕线角:见图16中那两条上下张开的虚线,郑复光认为那是眼睛发出的“目线”。

    【译文】

    近视眼的睛凸多较深,老花眼的睛凸多较浅。凡是凸[镜],反射的影像必小,凸度越深[影像]越小。在影像小的情况下,[眼睛]看物体必定感觉大。拿镜子自照,影像和面孔一般大,而眼睛里面孔的影像,却[小得]填不满瞳孔。

    近视眼的睛凸较深,与小而近的物体相宜,但不能观察远处。较深的睛凸,看不清远处,但看近处却更分明。就好比蜻蜓之类,眼睛像个半球,这是深到极点了,所以一二尺之外,绝不会怕人,因为它看不见远处;但如果近到一寸来长,敏捷的人也难碰到它,因为它看近处的东西很大而且清晰。

    老花眼的睛凸较浅,与大而远的物体相宜,但不能细察近处。

    原因在于,物体即使大但只要远,遇到较深的睛凸,影像就收束到瞳孔的微至之处,因而不大;影像收束越小,看起来就觉得越大,就茫然不见了。[反之],物体即使小但只要近,遇见较浅的睛凸,影像就溢出到瞳孔的轮廓之外,因而不小;影像溢出越大,看起来就觉得更小,就模糊不清了。

    以上是近视眼和老花眼的情况之一。

    论:

    眼睛的睛凸深,则微至。这是《考工记》里的说法,[其中说到]检验车轮的要求是微至,意思是指轮子的着地面积要微小。当圆与平面相切时,微至则圆,这是理想状况;而圆越小就越微,这是具体情势。微至,则物体即使大,影像也小。影像小,则以三角[目线]看物体,因而觉得大,所以适宜于看近处。

    睛凸浅,则几乎是平。几乎是平,则影像即使小,[对眼睛的张角]也削减。影像[对眼睛的张角]削减,则近似平行看物体时[目]线角展开,所以适宜于看远处。

    影像收束和影像溢出,道理就是这样。只是人的视力,既然各有确定限度,也就难免有自己不能察觉的情况。但试以正常人的眼睛,去看一个字,那是很清晰的;慢慢凑近,必定有一个昏花的位置;用心记住此时的大小,再忽然拉远到看得清的位置,一定感觉比先前略大;再逐渐拉远,此后就越来越小。近大远小,这是远差的道理,现在反而远大近小,难道不是因为影像溢出,因而感觉变小吗?这样一来,老花的道理就清楚了,近视的道理也可以反推了。

    七

    人有终日一编〔1〕,视不逾几席者,即成短视。有务于眺远,不耐近察细书者,即成老花。〔2〕缘睛为长体,其面为凸,其底为凹。《远镜说》所作,疑是圆其凹形。凹与凸合,伸长则见近,缩短则见远。习于伸者,不良于缩,是以不见远也。习于缩者,不良于伸,是以不察近也。此短视老花之又一种也。〔3〕本《远镜说》。《人身说概》云,近视,小球〔4〕不在前而近中心。殆因已缩,不能再缩视远耳。〔5〕

    一系:

    试法〔6〕:目前数寸,隔纱视物,合眸微启,则纱之经纬井然,而外物模糊不清;若狊〔7〕其目,则外物呈露,而纱之经纬茫然矣,岂非伸缩眸子之故乎?短视者多朦胧其目〔8〕而觑远,知其伸缩皆与常人反也。〔9〕

    【注释】

    〔1〕终日一编:整天对着书。编,原指编简,后泛指书籍。

    〔2〕以上以简约的语气转述《远镜说》对近视眼和老花眼的解释。《远镜说》云:“世有自少好远游、喜远望者,年老目衰,则不苦视远物而苦视近物,不耐三角形射线而耐平行射线,习性使然耳。”又云:“有书生日不去书史,视不逾几席,习惯成性,喜三角形视近,不耐平行视远者……”

    〔3〕此条讲述“内长”缺陷引起的近视和老花。

    〔4〕小球:即“水晶小球”,见前面第三条。

    〔5〕《人身说概》云:“凡人水晶小球在眼睛前面,此视法之常也。若不在前而近眼睛之中心,则为近视。”现代对近视眼结构特征的描述是,眼球前后轴过长或晶状体折光力过强。相比之下,《人身说概》的文字较含混。郑复光又根据自己的“内长”假说来猜测其文意,这反映了早期科学研究的真实状况。

    〔6〕试法:指以实验观察为具体例证来说明道理,为郑复光常用论证体例之一,详见前言。

    〔7〕狊(jú):犬视貌。

    〔8〕朦胧其目:指眯眼。

    〔9〕此条的描述很有趣,发现了正常眼睛眯眼看近处和近视眼眯眼看远处的不同。我们知道,前者是因为物体太近,经眼睛所成的像落在视网膜之后,眯眼则通过压迫作用使角膜和晶状体凸起,增大屈光度,使像的位置能落在视网膜上;后者则是缩小瞳孔以增大景深。但是将这些作用一律解释为眼球的伸缩,从今天的解剖学角度看,还不够清楚。至于说近视眼的“伸缩皆与常人反也”也是不太合理的。

    【译文】

    有的人整天对着书,目光不离开书桌,就会变成近视。有的人专门致力于眺望远处,受不了看近处的小字,就会变成老花。因为眼睛是一个有厚度的物体,外表面是凸形,底部是凹形。《远镜说》里画的,可能就是以圆圈图示眼睛的这个凹[球]形。凹形与凸形结合,彼此之间距离伸长就能看见近处,缩短就看见远处。习惯于伸长的,缩短能力不佳,所以看不见远处。习惯于缩短的,伸长能力不佳,所以看不清近处。以上是近视眼和老花眼的另一种情况。根据《远镜说》。《人身说概》说,近视,小球不在前面而接近中心。大概是因为已经收缩,不能通过进一步收缩来看远处了。

    一系:

    测验法:透过眼睛前面数寸处的纱看物体,眼睛欲闭微睁,则纱的纹理清晰可辨,而外面的物体模糊不清;如果睁眼盯着看,外面的物体就显露出来,而纱的纹理却模糊掉了,这难道不是伸缩眼球的缘故吗?近视的人往往眯着眼睛看远处,由此可知近视眼的伸缩都跟正常人相反。

    八

    目有两,闭一用一,其视力相若者,光同故也;各视一物,则一明一昏者,心不二用也。故常人视物,必两目并集,使两光相叠,而视益明,盖光复必深也。原光十四。若为物所碍,两目不能并用,必闭其一,而视亦明,视力专也。本《仪象志》〔1〕。是以眇一目及睛斜者,止一目得力,虽不相叠,亦不害于视耳。

    论曰:

    两目左右各出视线,会于一物,不惟欲使光叠益明,且目有两,不致一眇而废视,此造物所加意也。〔2〕故目有疵者,或一斜一正,则两视线不能相会,爰用一目,左右互代,亦不废视。如云不然,则视线到物两歧,岂不物一而见两乎?

    医家谓精不足则视物两歧〔3〕,此又一理,以一目之光散成两线也。试以指按目,视灯头,则见歧成两三灯头也。

    短视竟有两目深浅者,曾见定造鸳鸯眼镜云。

    【注释】

    〔1〕《仪象志》:即《新制灵台仪象志》,南怀仁主编,其他钦天监官员参与编写,完成于1674年。内容主要是星图和星表,前四卷介绍钦天监观象台上的天文仪器及其安装、使用方法,旁及不少物理学知识。

    该书卷十四中说道:“往昔尝法制广大之窥筒,内安四玻璃镜,而两目并用,窥天则一目而用双玻璃远镜,所视极其分明。”《远镜说》中则有“止用一目,目力乃专”之说。

    〔2〕人眼有两只主要是为了获得立体视觉,这种认识在当时尚未出现。

    〔3〕《灵枢·大惑论》:“精散则视歧,视歧见两物。”视歧,指视一物为二物的症候,相当于现在所说的复视。复视的解剖学原因有多种,主要原因是,支配眼球转动的六条肌肉的其中一条或几条,伸缩不正常,导致不能双眼单视,而在视网膜上形成分开的两个影像。

    【译文】

    眼睛有两只,闭一只用一只,两只的视力差不多,是因为它们的光相同;分别各看一个物体,则一明一暗,是因为一心不能二用。所以正常人看东西,一定是两眼同时注目[于一处],使两道目光重叠,从而视觉更明晰,原因是光重叠就必然变深。“原光”第十四条。如果被物体遮挡,两只眼睛不能并用,必然闭上一只,却仍然看得清,这是因为专注。根据《灵台仪象志》。因此瞎了一只眼睛的人以及斜视的人,只有一只眼睛能用,虽然不能产生光的重叠,但也不妨害看东西。

    论:

    两只眼睛从左右分别伸出视线,交会到一个物体上,不仅是要让光重叠而更明晰,而且眼睛有两只,不至于瞎掉一只就失去视力,这是造物的特别关怀。所以眼睛有残疾的,有时会一只斜一只正,则两眼的视线不能交会,于是只用一只眼睛,左右轮流使用,也不丧失视力。如果说不是这样,那么视线伸到物体时分为两支,岂不是物体只有一个而看见两个了吗?

    医家所谓精气不足就会把一物看成两物,这是另一个道理,是一只眼睛的光散成两束的缘故。试以指头按住眼睛,看油灯的火苗,就会看见分成两三个火苗。

    近视眼居然还有两只眼睛深浅不一的,曾经见过有人定做鸳鸯眼镜。

    九

    目线视物,因物大小以收展合视法。然人目有不同,故两线角亦有大小,而视物大小各不同矣。

    论曰:

    月初出地,或谓如盂,或谓如轮,由人心所拟不同,何至相悬若是?故知视角异也。

    一系:

    试法:取数寸之物,逼目视之,眸不动,必不能见两端;徐引远之,使恰见两端而止,量目距物,可知此人目角几何也。

    二系:

    目有雀盲〔1〕者。鸡及诸禽,入夕则瞑不能视,而非盲也。如鸱、鼠,明于夜,而瞀〔2〕于昼;鱼、虾,察于水,而眊〔3〕于陆,此物各一性,触觉之殊,无关光也,在人则为病耳。医家谓,为肝血不足。盖肝主目〔4〕,肝不足,故触觉应异常人也。此专论光,姑略焉。

    【注释】

    〔1〕雀盲:即夜盲症。因麻雀在暗处看不清东西,故称。

    〔2〕瞀(mào):目眩,眼花。

    〔3〕眊(mào):眼睛失神、昏花。

    〔4〕肝主目:中医有“肝主目”之说。《素问·金匮真言论》:“东方青色,入通于肝,开窍于目。”《素问·五脏生成》:“肝受血而能视。”《灵枢·脉度》:“肝气通于目,肝和则目能辨五色矣。”

    【译文】

    [眼睛用]目线看物体,根据物体的大小通过收展来吻合视觉法则。但各人的眼睛有不同,所以两条目线的角度也各有大小,于是看见的物体大小也就各人不同了。

    论:

    月亮刚升上地面时,有人说像盆,有人说像轮,任凭人心的揣度不同,何至于有这么大的悬殊呢?所以知道这是视角差异。

    一系:

    测验法:取一个数寸长的物体,凑近眼睛看,眼珠不动,必定看不见两端;慢慢拉到远处,到刚好看见两端时停住,量出眼睛到物体的距离,就能得知此人眼睛的目线角是多大了。

    二系:

    眼睛有雀盲眼。鸡和其他禽类,黄昏后就昏花迷离看不见,但并不是失明。像猫头鹰和老鼠之类,夜里眼睛亮,而白天眼睛花;鱼和虾之类,在水中能明察,而在陆地上就眼睛失神,这些都属于事物各有本性,感官的感觉有差别,与光无关,对人来说就是病症。医家说,这是肝血不足。肝主目,肝不足,所以感觉就该与正常人不同。本书专门讨论光,[这方面的论述]姑且从略。

    十

    目上边必射物上边,下边必射物下边,故物入目,各如其分而不淆。若有他故隔碍,则宁昏然不见,而目线仍如常不变。

    解曰:

    目线三角,或深或浅,因物收展,其常也。设物隔小孔,孔束物线成交,目出交外,则目顺交线〔1〕,即为交隔,故目仍如常,三角视孔,止见物塞满孔隙,昏然不见物形矣。如云不然,则目顺交线,岂不见物为倒象乎?〔2〕

    【注释】

    〔1〕目顺交线:指“目线”顺着“物线”会聚成交的方向。

    〔2〕观察小孔成像,需要通过半透明屏幕直视,或通过投影屏幕反射,否则看不见像而看见小孔里的眩光。

    【译文】

    眼睛上边[的目线]必定射向物体的上边,下边[的目线]必定射向物体的下边,所以物形进入眼睛时,各部分的位置依旧,不互相混淆。如果因其他缘故被阻隔,则宁可模模糊糊看不见,而目线仍然照常不变。

    解:

    目线的角,或大或小,根据物体的大小来收展,这是它的常规。假设物体[和眼睛之间]隔着一个小孔,小孔约束物体的光线形成交会,眼睛在交点之外,那么目光顺着交会的光线,就受到交点的阻隔,所以眼睛仍然只是像平常一样,[以]三角[目线]去看小孔,于是只能看见物体[的光]充满孔洞,模模糊糊看不见物形了。如果说不是这样,那么目光顺着交会的光线,岂不是要看见物体成为倒像了吗?

    十一

    目为内光,原光二。故照物见景。在人见为见景,在已即见物形。若取景,则不必于内光原光四。而可见倒景于目。在人见为见倒景,在已反不能见物形,有交线隔目线故也。本章十。

    解曰:

    照物得景,内光含其景故。取景得倒,格术原线八。聚其光故。含其景,是目中有物象也。聚其光,非目中有物象也。夫取景法,物必塞满孔之边,景恒溢出眸之外。故物景之大有定度,目线之法无所施,取景虽明,视物反窒矣。如云不然,则物既见倒景入目矣,使目亦见物形,岂不倒顺两景交错乎?

    【译文】

    眼睛属于内光,“原光”第二条。所以能映照物体呈现影像。在别人看来是呈现影像,在自身却是看见物形。如果是[小孔成像]取影,则无须内光“原光”第四条。而可以看见眼睛上有倒像。在别人看来是呈现倒像,在自身反而看不见物形,这是有交线阻隔目线的缘故。本章第十条。

    解:

    映照物体产生影像,是内光含纳该影像的缘故。取影得到倒[像],是格术“原线”第八条。会聚光线的缘故。含纳影像,这是眼睛里有物像。会聚光线,不属于眼睛里有物像。对于取影模式,物体[的光]必定充满孔的边缘,而影像总是溢出眼球之外。因此,物像的大小有确定尺度,目线的法则却无所施展,所取之影虽然清晰,看物体却反而有窒碍了。如果说不是这样,那么物体既然呈现为倒像进入眼睛,假使眼睛又同时看见物形,岂不是有正反两个影像交错在一起了吗?

    十二

    尘封垢腻,光之累也,洗拭是宜。目液涌濡,所以洗之;阑干目眶也。启闭,所以拭之。本《人身说概》。〔1〕

    一系:矣。《远镜说》不得于言,顺文失当〔2〕,今正之,故体其意而圆其语也。

    目以收展三角视近远,是也。而谓老花为平行,则非

    【注释】

    〔1〕此句实为郑复光自己的概括。《人身说概》之说不尽相同,其中说,眼皮“动时能扫浴眼睛”,又说人眼内有玻璃汁、水晶汁、水汁,前两种用来养水晶球,水汁“即泪也,而常无用,故出于前”。

    〔2〕不得于言:《孟子·公孙丑上》有“不得于言,勿求于心”之语,其义至今有多解。但此处的“不得于言”为评价他书文辞,显然是字面上的意思,指言辞上不够妥帖。  顺文:使文句通顺。

    按:《远镜说》中有“三角形视近”、“平行视远”之说。该书虽有较早介绍西方光学知识之功,但其中的一些错误表述和错误的光路图,也是导致明清时期光学研究中有不少含混推测的原因。再加上《人身说概》中对眼睛构造和视觉机理的解释同样有问题,所以“原目”一章中多有以误解订正含混之嫌。

    【译文】

    灰尘堆积、污垢黏结,是光体的累赘,应该加以清洗擦拭。眼睛里的液体涌出来润泽,就是为了清洗;阑干就是眼眶。一开一合,就是为了擦拭。根据《人身说概》。

    一系:

    眼睛通过收展三角[目线]来看远近,这是对的。至于说老花眼[的目线]是平行的,那就不对了。《远镜说》表述不佳,行文不顺,现加以更正,是为了领会它的意思,使它的语句完整。

    原镜〔1〕

    一

    镜为内光,故能含光、透光、借光、发光。〔2〕

    【注释】

    〔1〕原镜:推究“镜”的根由。此书中的“镜”,一方面泛指凸透镜、凹透镜、凸面镜、凹面镜、平板玻璃、三棱镜,以及其他形状的透明体、反射体等光学元件,另一方面也泛指各种光学仪器。凡指透镜和面镜之处,若与现代语义相合,则相机译为“镜片”或“镜面”。作为总称则一般不译,仍作“镜”。

    〔2〕“内光”、“含光”、“透光”、“借光”、“发光”几个术语,见“原光”第二、三、六条。

    【译文】

    镜是内光[体],所以能含光、透光、借光、发光。

    二

    镜之类,概言之不越乎通光、含光两种。镜之体,概言之不越乎平面、凸面、凹面三种。而析言之,则有多种。分详于后。

    【译文】

    镜的类型,大略地说不外乎透明和反光两种。镜的形状,大略地说不外乎平面、凸面和凹面三种。但细分说来,则有很多种。分别在后面详细说明如下。

    三

    通光镜,其质四:曰烧料〔1〕,曰玻璃,曰水晶,曰玻璃纸〔2〕。其色五:曰五色〔3〕玻璃,曰五色晶,曰熏黑玻璃。〔4〕其形十一:曰平,曰凸,曰凹,曰方,曰三棱,曰多面如多宝镜〔5〕之属,曰空球如金鱼缸之属,曰实球,曰空管如寒暑表之属,曰实管如料丝灯〔6〕之属,曰转筋管〔7〕如水法条〔8〕是也。

    【注释】

    〔1〕烧料:在中国传统工艺中,玻璃、琉璃、釉都叫做料或烧料。玻璃烧料,一般是用含有硅酸盐的岩石粉末与纯碱混合,加颜料,加热熔化,冷却后凝结而成,熔点较低,透明度较小。此处所指烧料,是清代广东或北京生产的有较高透明度的烧料。

    〔2〕玻璃纸:用云母制成的透明薄片。云母,见“镜质”篇第七条。

    〔3〕五色:泛指彩色,有色。

    〔4〕以“五色”概括所有色彩,故云“其色五”。

    〔5〕多宝镜:详见“述作”篇之“作多宝镜”。

    〔6〕料丝灯:以玛瑙、紫石英等为主要原料煮浆抽丝制成的灯。明郎瑛《七修类稿·事物五·料丝》中记载:“料丝灯出于滇南,以金齿卫(今云南保山)者胜也。用玛瑙、紫石英诸药捣为屑,煮腐如粉,然必市北方天花菜点之方凝,然后缫之为丝,织如绢状,上绘人物山水,极晶莹可爱,价亦珍贵。盖以煮料成丝,故谓之料丝。”

    〔7〕转筋管:螺旋纹的玻璃棒。

    〔8〕水法条:即螺旋纹的玻璃棒,由钟表发条带动旋转,形成流水、喷泉、瀑布等视觉效果。明末清初,西方传教士带到中国的钟表有验时钟表和玩意钟表之分。验时钟表就是普通钟表,不带玩意。玩意就是充分利用机械联动,使钟表带有一些会动的观赏附件。水法是玩意的一种。

    【译文】

    透明镜,材质有四种:烧料、玻璃、水晶和玻璃纸。颜色有多种:有色玻璃、有色水晶和熏黑玻璃。形状有十一种:平、凸、凹、方、三棱、多面比如多宝镜之类、空心球比如金鱼缸之类、实心球、空心管比如温度计之类、实心管比如料丝灯之类和转筋管比如水法条就是其中一种。

    四

    含光镜,其质二:曰玻璃,曰铜。其形五:曰平,曰凸,曰凹,曰球,曰柱。其色一:曰白。

    【译文】

    反光镜,材质有两种:玻璃和铜。形状有五种:平、凸、凹、球和柱。颜色只有一种:白色。

    五

    通光之用二十一,不以镜名者八:曰玻璃窗,曰玻璃灯,曰表壳,曰水法条,形如螺挺〔1〕,旋转则如水上下,自鸣钟内饰也。曰玻璃瓶,以贮药露,暴诸日中,耗水不泄气。曰玻璃金鱼缸,曰寒暑表,曰料丝灯。此八种皆资其明,故隶焉,然不烦诠说。其以镜名者十有三:曰眼镜,曰显微镜〔2〕,曰火镜,曰取景镜,曰放字镜,曰诸葛灯镜,曰三棱镜,曰多宝镜,曰万花镜,曰测高远仪镜,曰视日镜,曰测日食窥筒镜,曰远镜。〔3〕

    【注释】

    〔1〕螺挺:螺栓,螺丝钉,螺纹杆。

    〔2〕此书中的“显微镜”一律指放大镜,与现在用来作为microscope译名的概念无关,即单枚凸透镜或凹面镜,详见“述作”篇之“作显微镜”。

    〔3〕以上各镜,详见“述作”篇,每种镜均有专章。在该篇中,“火镜”又叫“取火镜”,“万花镜”又叫“万花筒镜”,“测高远仪镜”又叫“测量高远仪镜”,“测日食窥筒镜”又叫“测日食镜”。

    【译文】

    透明体的用途有二十一种,不以镜为名目的有八种:玻璃窗、玻璃灯、表壳、水法条、形状像螺纹杆,旋转起来就像水流上下运动,是自鸣钟的装饰部件。玻璃瓶、用来贮存药水,暴晒在日光中,水分会消耗但不会漏气。玻璃金鱼缸、温度计和料丝灯。这八种都是借助于透亮的特性,所以附属于这个类别,但不再多加解说。以镜为名目的有十三种:眼镜、显微镜、火镜、取影镜、放字镜、诸葛灯镜、三棱镜、多宝镜、万花镜、测高远仪镜、视日镜、测日食窥筒镜和望远镜。

    六

    含光之用七,不以镜名者一:曰球。施之帷幄以为饰,亦无大用。其以镜名者六:曰照景镜,曰凸心镜〔1〕,曰地灯镜,曰阳燧取火镜〔2〕,与地灯镜同而用异,故别出。曰透光镜,曰柱镜。〔3〕

    【注释】

    〔1〕凸心镜:为了以较小镜面照出整个人脸,使中心部位略微凸起的铜镜。详见“圆凹”第二十三条。

    〔2〕阳燧取火镜:中国古代称用于取火的凹面镜为阳燧。

    〔3〕以上各镜,详见“述作”篇。

    【译文】

    反光体的用途有七种,不以镜为名目的有一种:[反光]球。安放在帐幕里作为装饰,也没什么大用处。以镜为名目的有六种:照景镜、凸心镜、地灯镜、阳燧取火镜、与地灯镜为同一物但用途不同,所以单列出来。透光镜和柱镜。

    七

    镜所资要药〔1〕二:曰水银,曰生净典铜锡〔2〕。

    【注释】

    〔1〕药:本意为药材,亦指加工业中所用的某些化学辅料。

    〔2〕生净典铜锡:生,指未经重新熔炼;净,指纯净;典铜锡,又叫点铜锡、点锡、点铜,大量的锡(96%)和少量的铜掺和后加热定型的一种混合金属,民间多用以制作容器用具。

    【译文】

    镜所需的重要辅料有两种:水银和纯净的典铜锡。

    八

    镜有光线〔1〕,各因其形与位置者而生,故能受光,能发光;能摄光使相顺,能拗〔2〕光使不通;能聚光使浓,能散光使无。是以镜线与目线相顺则显,相拗则隐。相同则加深,相反则克制。〔3〕顺目则宜,拗目则不宜。加深与克制,则有宜有不宜。夫有宜有不宜者,得其用则有济,失其用则为害。

    解曰:

    相顺者,如透视平镜,无施不可。相拗者,如斜视立方,豪〔4〕无所见。理详后镜形章。相同者,如凸与睛同,宜视近,虽短视人可作显微,而视远则昏。相反者,如凹与睛反,宜短视人视远,非短视则昏,而视近必除。

    【注释】

    〔1〕镜片自有某种真实存在的“光线”,这是郑复光的一个假说,见“原线”第一条,详见“释圆”篇。

    〔2〕拗:在书中为一常用词,有时为动词,指扭转或倒转;有时为形容词,与“顺”相对。一般情况下,“顺”是指几种光线方向一致,不互相穿越;“拗”是指几种光线方向相反或交叉,互相穿越。郑复光认为这分别是导致影像清晰或模糊的重要原因。

    〔3〕此处省略的主语既可为“镜线与目线”,亦可为“镜与目”。

    〔4〕豪:通“毫”。

    【译文】

    镜有[自己的]光线,各自根据形状和位置而形成,所以能受光,也能发光;能控制光线使其[方向]相顺,也能倒转光线使其不能透过;能把光会聚起来使之变浓,也能把光发散开去使之消散。因此,镜线与目线互相顺从则彰显,互相抵触则晦暗。[镜与目]相同就会加深,相反就会互相克制。[镜光]顺从目光则合用,抵触目光则不合用。加深与克制,则有合用之处,也有不合用之处。所谓有合用之处,也有不合用之处,是指使用得法就有助益,使用不得法就有危害。

    解:

    [镜线与目线]互相顺从的情况,比如透过平板透明体去看,怎么用都行。[镜线与目线]互相抵触的情况,比如斜着看[透明]立方体,什么都看不见。道理详见后面“镜形”章。[镜与目]相同的情况,比如凸透镜与眼睛相同,适宜于看近处,即使近视的人也可以用来做放大镜,但看远处就显得模糊。[镜与目]相反的情况,比如凹透镜与眼睛相反,适宜于近视的人看远处,不近视反而模糊,并且看近处时必须拿掉。

    九

    镜以鉴景,而镜亦有景。〔1〕原景九。通光者两面透光,必能自相照而成多景。〔2〕然虽有此理,非目在局外者所能见耳。

    【注释】

    〔1〕中国古代对两个镜子对照时互相反复成像以至无穷的现象认识较早。(唐)陆德明《经典释文·庄子音义》“天下”篇“今日适越而昔来”句释文中说到:“鉴以鉴影,而鉴亦有影。两鉴相鉴,则重影无穷。”

    〔2〕郑复光观察到透镜的两个表面兼有反射作用,也有互相反复成像的现象。如此细致的观察十分难得。郑复光之所以重视这一现象,是因为后面建立透镜理论时用以解释透镜的聚光能力。详见“圆凸”第六条。

    【译文】

    镜是用来照出影像的,而镜本身也有影像。“原景”第九条。透明体两面透光,必定能够自己互相映照而产生很多影像。但是,虽然存在着这样的事理,却不是局外人的眼睛所能注意到的。

    十

    凡物近目大、远目小,为远差,镜亦宜然。故物切镜则景与形等,远则见小。然有大小之不可以常理论者,则由于镜形之光线殊科〔1〕,而其为差则一也。

    解曰:

    凹视物,远则骤小;凸视物,远则反大,似不可与远差同论矣。而渐远渐差,其理自同。说详于后。

    【注释】

    〔1〕殊科:不同,悬殊。

    【译文】

    大凡物体距离眼睛近就显得大、距离眼睛远就显得小,这是远差,镜片也应该如此。所以物体紧贴镜面,则影像与物体形状相等,[物体移到]远处,则[影像]显得小。但也有大小不能按常理来论的情况,那是由于镜体形状[所决定]的[镜]光线各自不同,但作为大小之差则是统一的。

    解:

    用凹透镜看物体,物体到了远处就急剧变小;用凸透镜看物体,到了远处反而变大,似乎是不能与远差混为一谈了,但大小随着距离变化的次第差别,所遵循的道理自然相同。解释详见后。

    十一

    镜不合目,离目视物,虽无所见,亦无损也。切目视物,即有所见,必害目矣。

    论曰:

    镜不合目,其线相拗,必至昏然,甚则豪无所见。本章八。盖镜既切目,是强目线穿镜光线〔1〕,拗折〔2〕害目,固不待言矣。若离目视物,景纵不到镜,不过见为空镜而已,目之视镜,与视他物同;目视物景,与视镜质同,无所于强也,又何损焉?

    【注释】

    〔1〕“目线”与“镜光线”同为郑复光自创假说中的专门术语,详见“释圆”篇。

    〔2〕拗折:指两种光线逆向而抵触。折,倒转,翻转,反转。

    【译文】

    与眼睛不匹配的镜片,将它与眼睛拉开距离[并透过它]去看物体,即使无所见,也没有损害。如果把它紧贴眼睛去看东西,就会有所见,但必定会损害眼睛。

    论:

    与眼睛不匹配的镜片,它的[镜]光线就会[与目线]互相抵触,必然导致模糊不清,甚至什么也看不见。本章第八条。因为镜片既然紧贴眼睛,那就是较强的目线穿越镜光线,逆向抵触而损害眼睛,这自然是不用多说的了。如果将它与眼睛拉开距离[并透过它]去看物体,即使影像到不了镜片上,也不过是呈现为空镜片而已,此时眼睛看镜片,就跟看其他东西一样;同时眼睛看物像,就跟看镜片的质地一样,没有什么勉强,这还能有什么损害呢?

    类镜〔1〕

    镜之制〔2〕,各有其材;镜之能,各呈其用,以类别也。不详厥类,不能究其归。作类镜。

    【注释】

    〔1〕类镜:镜的分类论说。类,作动词,意为归类,以类为别。

    〔2〕制:形制,形状与构造。

    【译文】

    镜的形制,各自具备其材质;镜的能力,各自展现其作用,都是根据类型来分别的。不清楚它的类型,就不能根究它的归属。因此作这篇《类镜》。

    镜资〔1〕

    一

    透照资乎通光,返照资其受光。透照者必取通光体,返照者必取受光体。通光体兼能受光,故玻璃亦可作含光镜。

    【注释】

    〔1〕镜资:按现在的语言习惯,即“镜的原材料”。但按此书的标题体例,此篇各章题中的“镜”字宜解为动词,意指“明察”,见“明原”篇注〔1〕。故“镜”在此有双关之意,“镜资”意为“明察镜之资”,以下各章俱同。“资”在此意为“制造之所资”,即原材料。

    【译文】

    透射凭借的是透明[属性],反射凭借的是反光[属性]。透射[元件]一定要采用透明物质,反射[元件]一定要采用反光物质。透明物质同时也能反光,所以玻璃也可以用来制作反光镜。

    二

    有光之体,皆能受光。光在其面,则面受光。光在其体,必背受光,乃可资其返照。〔1〕

    【注释】

    〔1〕此条讨论了一个重要的现象:玻璃或透镜并不完全透明,两个表面都有反光,也能产生微弱的反射影像。这条预备知识关涉后面的透镜常数“侧三限”的原理,详见“释圆”篇。

    【译文】

    明亮的物体,都能反光。表面明亮,则表面反光。通体明亮,背面也必定反光,才能提供反射的条件。

    三

    铜为光体,而不通光。以为镜则色带黄,必资汞锡助其光。

    解曰:

    铜色本黄,杂锡则青,青近白,故宜于镜。磨镜药〔1〕亦汞锡为之。

    【注释】

    〔1〕磨镜药:用于镜面抛光的化学辅料。

    【译文】

    铜是一种光体,但是不透明。用来做镜子则颜色有点偏黄,一定要借助汞锡来增加它的光亮。

    解:

    铜的本色是黄色,掺锡就会变青,青接近白,所以适合做镜子。镜子的抛光辅料也是用汞锡制作成的。

    四

    玻璃为通光体,而兼受光。以为含光镜,必资汞锡阻其通。

    解曰:

    玻璃作含光镜,其取之,盖有二端:

    一取玻璃为光明之最。缘通光而受景微,宜阻其通。然或不能贴合,未善也。唯锡洁白,汞最光明,且汞能柔锡,使贴合玻璃为一体,故能阻其通而受光烂焉。此资汞锡助玻璃之用者,一也。

    一取水银为受光之最。缘其体流,必凝于物而后可,此铜镜所为作也。然铜色光劣,尘侵易退,未善也。锡故当胜,而遇汞则化,不能自立,唯用玻璃为之干〔1〕,而蒙其面,能隔尘而不隔光。此资玻璃妙汞锡之用者,二也。

    【注释】

    〔1〕干(gàn):事物的主体或重要部分。

    【译文】

    玻璃是透明体,同时也能反光。用它来做反光镜,一定要靠汞锡来阻挡光的透过。

    解:

    用玻璃制作反光镜,取材于它的原因,说来有两点:

    一点是看中玻璃为明亮[物质]之最。但由于它透明而反影像微弱,有必要阻挡光的透过。然而有时[阻挡层]不能贴合,还不算完美。由于锡色洁白,汞最明亮,而且汞能软化锡,使它与玻璃贴合为一体,所以能阻挡光的透过并使得反光灿烂。这种借助汞锡增强玻璃效用的考虑,是第一点。

    另一点是看中水银为反光[物质]之最。但由于它是流体,必须凝结在别的物体上才行,铜镜就是靠这一点来制作的。但是铜的颜色光泽不佳,受到灰尘的侵袭时容易褪色变暗,还不算完美。锡固然应该有优势,但遇到汞就会软化,不能自成形状,只有用玻璃作为躯干,同时盖住它的表面,能挡住灰尘而不隔绝光照。这种借助玻璃改善汞锡效用的考虑,是第二点。

    镜质〔1〕

    一

    镜质贵明净,疵累〔2〕有二:一由于生质〔3〕,一由于形质。故拣选必严,工力尤宜到也。

    解曰:

    料色〔4〕混,玻璃有纹、有泡,水晶有绵〔5〕之类,生质之疵也。平镜不平,凹、凸不圆,则光线相拗;磨砻〔6〕草率,则镜光未莹,形质之疵也。若是者,则有不清不确之累。

    【注释】

    〔1〕镜质:镜的质地。此章讨论光学元件原材料的品质。

    〔2〕疵累:瑕疵,缺陷,毛病。

    〔3〕生质:未经加工的原材料。

    〔4〕料色:烧料的成色,详见“原镜”第三条。色,成色,原指金银制品(主要是钱币)中纯金、纯银的含量。

    〔5〕绵:指晶体中的絮状杂质。

    〔6〕砻(lóng):磨砺。

    【译文】

    镜子的质地贵在明净,缺陷有两类:一类出在原材料,一类出在形状加工。所以拣选必须严格,做工尤其要到位。

    解:

    烧料的成色混浊,玻璃有花纹和气泡,水晶有絮状体等等,属于原材料的缺陷。平镜不平,凹镜和凸镜不圆,则光线互相抵触;打磨草率,则镜子的光泽不够明净,这些就是形状上的缺陷。有这些毛病,就有不清晰、不逼真的麻烦。

    二

    镜照物虽真,而通光者返照必有玻璃差〔1〕。本《仪象志》。盖内光体能受光,而体既通光,则正面透见背面,背面亦透见正面,两面各照一物,是生两景,而有相距之差矣。

    【注释】

    〔1〕玻璃差:指与玻璃厚度有关的一种反射影像错位重叠现象。玻璃的前表面有反射光,同时进入玻璃的光会在后表面反射,再折射而出,于是产生两个影像。这个概念来自《新制灵台仪象志》,其卷四中论及折射,将现在所谓“光疏媒质”称为“易通光之体”或“易透之体”,“光密媒质”称为“难通光之体”或“难透之体”;也介绍了折射面上光线入射点的法线概念(称之为“径线”),可惜未能讲清折射定律。其中将折射造成的光线偏折或影像错位称为各种“差”。书中说道:“玻璃差者,则光或是物象,同一理。从空明之器透玻璃离于径线远近之差也。”郑复光借用“玻璃差”概念时,并不涉及折射原理。

    【译文】

    镜子映照物体虽然逼真,但透明体的反射必定有玻璃差。根据《灵台仪象志》。原因在于,内光体能反光,而整体既然透明,就会正面透出背面,背面也透出正面,两面各自映照物体,就会产生两个影像,于是就有位置错开的偏差了。

    三

    铜镜质坚,其光在面,面者无厚,故无玻璃差,是其所长。惟铸成后必须刮磨,刮易磨难,工惜磨力,故砥平〔1〕者鲜。验法:斜迤日中,视发光处莹如止水,工力乃到耳。否则亦不易验。

    【注释】

    〔1〕砥(dǐ)平:平直,平坦。

    【译文】

    铜镜质地坚硬,反光层在表面,面是没有厚度的,所以不产生玻璃差,这是它的优点。只是铸成之后必须刮磨,刮易磨难,做工的人舍不得花力气打磨,所以完全平坦的很少。测验法:在阳光下拿得偏斜一点,看见反光照射之处像平静的水面一样晶莹,才算做工到位。否则也不容易检验。

    四

    玻璃作含光镜,莹彻不染纤尘,是其所长。然质脆,又性畏鱼腥,程鲁眉〔1〕云,玻璃灯下鱼汤熏蒸,往往碎裂,解法,地铺棕荐〔2〕则无碍。又,轿用棕底,则玻璃窗不畏炮震。物类相制也。且由火化吹成,《多能鄙事》〔3〕有炼琉璃法:黑铅〔4〕四两,硝石〔5〕三两,白矾〔6〕二两,熔三物,以白石末〔7〕二两,捣、飞〔8〕极细,和之,用铁筒夹抽成条〔9〕。此当是作料丝〔10〕法。予亲见张明益熔玻璃于铁管一端,其一端套木嘴,含而吹之成泡。欲作管,则火而长之。欲作方,则火而范〔11〕之。据云,闻广人以博山〔12〕石粉〔13〕加铅药〔14〕炼成料,亦如此吹成大泡,再火而平之。予曾游粤,见肆中吹成之泡,高三尺余,大如瓮,剖成者形似瓦,洵不诬也。故多泡多纹,不能砥平,更有玻璃差,是其所短。惟红毛又名荷兰,有谓即英吉利,有谓近为所并。非即英吉利地,大约是大西洋总称。其国甚多,粤人亦不能析也。玻璃坚厚少疵,但质愈厚,玻璃差愈大耳。曾见屏风镜,高三尺,厚半寸者,此甚难得。其厚二分者,时一遇之。程鲁眉云,红毛玻璃不畏鱼腥。

    解曰:

    玻璃贴以汞锡,含光在背,背透景于其面,面亦含光有景,故生玻璃差。此两景一浓一淡,以面通而背阻也。镜资四。正视则遮,侧视则见。乃侧视至于目与镜切,则背景渐近于面,两景又合一而不见矣。

    一系:

    试以指甲切镜面,目稍侧,则见浓景在背面,与指甲相离;别有相切淡景,乃正面所照,故必有两也。间或甲景内又有一虚圈,有似三景者,则是正面所照指端之景,非用景〔15〕也。试剪甲使尖,可证其非。又,或玻璃薄,止见一景,乃相距甚微之故;谛视之,必应有见。故两景相距大小,可验玻璃厚薄。

    【注释】

    〔1〕程鲁眉:疑为郑复光走访的匠人之一。后面的“张明益”亦同。

    〔2〕棕荐:棕垫子。

    〔3〕《多能鄙事》:十二卷类书,内容为日常生活百科,其中多有工艺技术的史料,明初托名刘基所撰。以下转述与原文有出入。《多能鄙事》卷五“炼琉璃法”条:“黑锡四两,硝石三两,白矾二两,白石末二两。右捣飞极细,以锅用炭火熔前三物,和之……用铁筒夹抽成条。”

    〔4〕黑铅:即铅。《多能鄙事》原文为“黑锡”,黑锡是铅的别称。

    〔5〕硝石:主要成分硝酸钾,其无色透明棱柱晶体的性状适宜于作为玻璃原料。

    〔6〕白矾:即明矾,化学名十二水合硫酸铝钾,因其无色透明立方晶体的性状,可用于仿冒水晶。

    〔7〕白石末:疑为石英砂或石灰石的粉末。

    〔8〕捣、飞:两道工序。飞,将捣过的细末置于水中以漂去其浮于水面的粗屑。

    〔9〕从两个铁筒之间的缝隙里把尚未冷凝的玻璃拉成条。

    〔10〕料丝:抽成丝状的烧料(玻璃)。

    〔11〕范:用模子浇铸。

    〔12〕博山:今山东淄博市西南端。博山是清代烧料玻璃及其制品的主要产地,产品称“博山料”,作为京城料器行业的主原料又称“京料”,以区别于由洋行销售的进口玻璃“洋料”。

    〔13〕石粉:应与白石末类似,为玻璃原料,即含有二氧化硅之类的酸性氧化物质的矿石。

    〔14〕铅药:以铅为主要原料制成的粉状材料。中国古代炼制“铅汞齐”的工序和成品演变出许多应用,比如做化妆品用的铅粉之类。此处的铅药应属此类。

    〔15〕用景:指需要观察的影像。用,有用的,用得着的。

    【译文】

    玻璃制作的反光镜,晶莹透彻、纤尘不染,这是它的优点。但质地较脆,又天生怕鱼腥,程鲁眉说,玻璃灯下,有鱼汤熏蒸,往往碎裂,解决的办法,地上铺棕席就不妨事了。他还说,轿子里用棕榈铺垫,玻璃窗就不怕被鞭炮震破。这是事物互相克制的道理。而且玻璃是经过加热融化、吹气[凝结]而成,《多能鄙事》载“炼琉璃法”:黑铅四两,硝石三两,白矾二两,把这三种物质熔化在一起,取白石末二两,捣碎后再到水中漂去粗屑得到极细粉末,加以混合,用铁筒夹抽成条。这应该是制作烧料丝的方法。我曾亲眼看见张明益把玻璃熔化在铁管的一头,另一头套木嘴,含着把玻璃吹成泡。要制成管状,就通过加热拉长。要制成方形,就加热后用模子定型。据说,传闻广东人用博山的石粉加铅料炼成烧料,也像这样吹成大泡,然后加热做平。我曾游历广东,见到作坊里吹成的玻璃泡,高有三尺多,与水缸一般大,剖开来的形状像瓦,真是一点不假。所以气泡和纹路较多,不够平整,况且有玻璃差,这是它的缺点。只有红毛又名荷兰,有人说就是英吉利,有人说最近被英吉利吞并。其实并非英吉利的地域,大概是大西洋的总称。那里国家很多,广东人也分不清楚。玻璃坚硬厚实,少瑕疵,只是质地越厚,玻璃差就越大而已。曾经见过一种屏风镜,高三尺,厚半寸,这一种很稀奇。厚度是二分的,偶尔会遇见。程鲁眉说,红毛玻璃不怕鱼腥。

    解:

    把汞锡贴在玻璃上,反光在背面,背面透出影像到正面,正面也反光生成影像,于是产生玻璃差。这两个影像一浓一淡,是正面透光而背面不透光的缘故。“镜资”第四条。正对着看会遮住,侧着看就能看见。于是侧着看直到眼睛紧贴镜面,则背面的影像逐渐接近表面,两个影像又合为一个,就看不出[玻璃差]了。

    一系:

    试把指甲紧贴镜面,眼睛稍微侧一点,就会看见一个比较浓重的影像在背面,与指甲是分离的;另有一个与指甲紧贴的浅淡的影像,这是正面映照出来的,所以必定有两个影像。偶尔指甲的影像里会出现一个微弱的圆圈,好像有三个影像,那是正面映照的指头的影像,不是所要观察的影像。试把指甲修剪成尖形,就可以证实它不是[所要观察的影像]。还有,玻璃较薄时,只见一个影像,这是两影距离微小的缘故;仔细盯着看,一定应该能看见。所以两个影像的距离大小,可以用来检验玻璃的厚薄。

    五

    洋料〔1〕侧视之,其色亦白,与视玻璃侧面或绿或黄者稍异,〔2〕应别一种。佳者,明净殊胜。博山料佳者亦明净,间有入火变米汤色,故火镜中多有混色者,取火差可,照物殊不了了〔3〕。

    【注释】

    〔1〕洋料:对当时进口玻璃的称谓。

    〔2〕按:中国古代的玻璃工艺,一方面很早就有透明度高的制品,另一方面又长期不以制作透明材料为目的,重在色彩鲜艳和软化加工,所以配方中硅酸盐比例较低,熔点不高,且加入各种金属使之产生丰富色泽,主要用于仿制宝石和制作精美挂件、配饰、玩具、摆设品等等,与不透明或半透明琉璃、陶和瓷的釉彩、景泰蓝等工艺属于一路。不同于源自阿拉伯、兴旺于欧洲,以无色透明为目的的玻璃。清代开始生产无色透明玻璃后,传统工艺的惯性仍然存在。

    〔3〕了了:清楚,明白。

    【译文】

    优质的洋料,侧着看,颜色仍是白色,与看玻璃侧面时泛出绿色或黄色的情况不同,应该另作一类。光洁透明方面很出众。优质的博山料也能光洁透明,偶尔在火中会变成米汤色,所以取火镜很多都有杂色,取火还可以,照东西就不大清楚。

    六

    水晶为天生玉石之类,明彻最胜,惜不能大而无绵。得其净者,取以为镜,别为银晶,以示贵重。今海州〔1〕所产,其白烂然夺目。洋产稍黑而明净。黑宜养目。凡晶性凉,能消热气。目力久用,不无眦火〔2〕,眼镜宜之。然则料自火出,必忌作眼镜矣,当慎辨之。其别有五:

    一曰绵。绵是其病,然正如玉之莱菔花〔3〕、砚之鹦鹆眼〔4〕也。

    一曰纹。银晶无绵,法,闪〔5〕侧向明,睨〔6〕而审谛,见有如水波、云头堆起之纹,摸之实无此,不能伪为者也。

    一曰皱。晶不必定有纹,然必有晶之形,则橘皮皱〔7〕是也。视法同上,若肌肤之有毛孔然,然视之较难,须善会之。

    一曰重。晶与料较重必镇手,亦犹玉之与料。

    一曰舐。与玻璃等同时舐之,晶则其凉彻骨,此法最易而无失。

    【注释】

    〔1〕海州:即今连云港市海州区。

    〔2〕眦(zì)火:中医名词,指眼角干涩、肿痛等上火症状。眦,眼角。

    〔3〕莱菔花:古玩术语,指玉石上因质地不匀而呈现的一种花纹,一般为同心圆加散开纹,像切开的萝卜剖面。莱菔,萝卜。

    〔4〕鹦鹆眼:古玩术语,指砚台原料端石上特有的圆形斑点,形如鹦鹉眼。鹦鹆,鹦鹉。鹦鹆眼又叫鸲鹆(八哥)眼。

    〔5〕闪:侧转,使偏侧。

    〔6〕睨:斜着眼睛看。

    〔7〕橘皮皱:也是古玩术语,指烧炼温度不太高导致的釉面或烧料上的一种斑点,通常不被看成瑕疵而看成特色。此处郑复光观察到天然水晶的表面也有类似的不完全光滑现象。

    【译文】

    水晶属于天然玉石一类,明亮透彻方面最出众,只可惜不能大块取材而不含絮状体。[人们]得到其中比较纯净的,用来制作镜片,把它另作一类叫做银晶,以表示它的贵重。当今海州出产的,其白色光耀夺目。西洋产品稍黑但是光洁透明。黑色适宜于养护眼睛。大凡水晶都性凉,能消除热气。眼睛用得久了,难免眼角上火,用眼镜是有益处的。这样的话,烧料出自火中,是必定不宜用来制作眼镜的了,应当小心分辨。区别的方法有五点:

    一是絮状体。絮状体是缺陷,但正如玉石的莱菔花和砚石的鹦鹆眼一样[具有观赏价值]。

    一是纹路。银晶没有絮状体,[辨别]的方法是,将它对着光倾斜晃动,斜着眼睛仔细看,会看见水波或云朵堆积起来一样的纹理,摸上去其实没有[这些纹路],这是无法伪造的。

    一是皱纹。水晶未必一定有纹路,但一定有晶体的形状特点,那就是橘皮皱。观察方法同上,所见就跟皮肤上有毛孔一样,但较难观察到,需要用心体会。

    一是分量。水晶的分量与烧料相比,手感必定更重,就像玉石和烧料相比。

    一是舔。与玻璃比不出差别时就舔一下,是水晶就会感觉冰凉彻骨,这个方法最方便而且不会出差错。

    七

    玻璃纸为天生云母〔1〕之属,起层似明瓦〔2〕。其透若玻璃,色明而稍黑,其薄似纸,软脆不可折。然掷地不碎,入火不焦,亦一异也。向来用之窗棂,近今玻璃价减,殊形其陋。然用以钩字,明而无玻璃差,又可拭除改易,是其独擅之长。

    一系:

    焚香者,意取幽细。以玻璃纸置炉炭上,投沉香片〔3〕,其香清永而不烈。

    二系:

    近自东洋来水晶扇,颇似玻璃纸。形质既大,插骨、收折,均非玻璃纸所及。然不甚行,想因不坚牢故耳。余曾渍以水,则涨成混色,似凉粉之所为者。然则作字其上,不可蘸水拭除矣。附记于此。

    【注释】

    〔1〕云母:一种造岩矿物,钾、铝、镁、铁、锂等层状结构铝硅酸盐的总称。颜色随化学成分的变化而异,其中白云母常有无色透明者。

    〔2〕明瓦:用牡蛎壳、蚌壳等磨制成的瓦状半透明薄片。古时常用以装在屋顶天窗或其他窗户上。

    〔3〕沉香片:瑞香科植物沉香的木材切片。

    【译文】

    玻璃纸属于天然云母制品,像明瓦一样有层状结构。它的透光性像玻璃,色泽明亮但稍偏黑,薄得像纸,又软又脆不能折叠。但扔在地上不碎,掉进火里不焦,也算一个奇特之处。一向是用在窗户上,现今玻璃价格下降,使它显得很粗劣。但是用来描字样,既清晰又没有玻璃差,还可以擦除涂改,这是它独具的特长。

    一系:

    焚香,追求的是优雅含蓄。把玻璃纸放在炉炭上,再放上沉香片,香气清幽持久而不浓烈。

    二系:

    近来从东洋传来一种水晶扇,很像玻璃纸。首先是取材大块,安插扇骨和收折,都不是玻璃纸所能及,但不太流行,猜想是由于不够坚固扎实的缘故吧。我曾用水把它打湿,就漫延成浑浊的颜色,跟凉粉的表现相似。这样的话,把字写在上面,就不能蘸水擦掉了。附记于此。

    镜色〔1〕

    一

    水晶生具五色〔2〕。除金晶见纪文达公说,忘其书名。〔3〕贵重罕见外,其余诸色,只可充玩器。惟墨晶能养目及视日,具有大用。盖目最畏明————以光相夺也,黑能杀之;视久生火,晶能凉之;色深者能视日不眩。料厚益黑,故作眼镜者以厚为贵。独墨晶以薄为贵,盖薄而能黑,乃真墨晶也。别有茶晶,乃其浅者,价则大减。然亦稍能养目也。

    色亦有伪作者,久则退。本《博物要览》〔4〕。

    【注释】

    〔1〕此章讨论透明材料的颜色,主要是讲养护眼睛用的有色镜片。

    〔2〕天然水晶中含有微量杂质时会呈现颜色,以下的金晶、墨晶、茶晶都属此类。

    〔3〕纪文达公:纪昀(1724——1805),字晓岚,河北献县人。清乾隆年间的著名学者和官员,曾任《四库全书》总纂修官。卒后嘉庆帝御赐碑文有“敏而好学可为文,授之以政无不达”之语,故谥号文达,乡里世称文达公。所著《阅微草堂笔记》卷十五“姑妄听之一”:“漳州产水晶,云五色皆备,然赤者未尝见,故所贵惟紫。别有所谓金晶者,与黄晶迥殊,最不易得。”

    〔4〕《博物要览》:有两种,一署谷泰撰于明天启年间,十六卷;一署谷应泰撰于清初,十二卷。两书内容均为碑刻、字画、古玩见闻录,相应各卷内容基本一致,表述略有不同。关于水晶的内容,前者见于卷十三,后者见于卷八。从后面“镜色”第三条的引文看,郑复光所据为十二卷本。

    【译文】

    水晶天然具备色彩。除了金晶见于纪文达公的笔记,忘记书名。贵重罕见之外,其他几种颜色,只能充当玩具。唯有墨晶能养护眼睛,还能用来观察太阳,用处很大。眼睛最怕太亮————因为亮光刺眼,黑色能减弱光强;眼睛看久了会上火,水晶能降低火性;深色的能用来看太阳而不眩目。烧料不仅厚而且更黑,所以制作眼镜的人以厚为贵。唯独墨晶以薄为贵,因为既薄又能够黑,才是真墨晶。另有一种茶晶,属于颜色较浅的墨晶,价格则低得多。但是也多少能起到养护眼睛的作用。

    [水晶的]颜色也有伪造的,时间久了就会退掉。根据《博物要览》。

    二

    玻璃作窗,室内视外,为居暗视明,原光九。是其长处。五色玻璃作窗,外人更难于窥伺,且辉煌可观,间一用之,亦致饰之美也。

    一系:

    《多能鄙事》炼琉璃法云,欲红入朱〔1〕,欲青入铜青〔2〕,欲黄入雌黄〔3〕,欲紫入赭石〔4〕,欲黑入杉木炭。张明益云,玻璃内五金皆可参入。据此,则物皆可参,所以能成五色。然未见有黑者。惟绛色,似黑而透照,仍带红。即墨晶亦然。岂本是黑色,因透照映光,致似绛邪?抑黑则无所见,故取绛代之邪?观围棋黑子,稍透者映光,必带红黄。而灯熏玻璃,除视日外,一无所见。殆兼有二理矣。

    【注释】

    〔1〕朱:即朱砂。硫化汞的天然矿石,大红色。

    〔2〕铜青:铜锈,铜绿。

    〔3〕雌黄:三硫化二砷的天然矿石,橙黄色。

    〔4〕赭石:以氧化铁为主要成分的矿石,褐色、棕色、土黄色或红色。

    【译文】

    用玻璃做窗,从室内看外面,属于处在暗处看亮处,“原光”第九条。这是它的长处。用有色玻璃做窗,外面的人更是难于窥探,而且辉煌可观,间或采用一下,也能产生装饰的美观效果。

    一系:

    《多能鄙事》“炼琉璃法”说,想要红色就加入朱砂,想要青色就加入铜青,想要黄色就加入雌黄,想要紫色就加入赭石,想要黑色就加入杉木炭。张明益说,玻璃里面各种金属都可以掺入。由此看来,其实任何物质都可以掺入,所以能产生各种色彩。但是没见过有黑色玻璃。只有绛红色玻璃,接近黑色并且透明,仍然带有红色,即使墨晶也是如此。莫非本来是黑色,因为透明而映出光亮,导致有点像绛红色?还是因为黑色就看不见,所以用绛红色来代替?看围棋黑子,稍微透明而映出光亮的,一定带点红黄色。而油灯熏黑的玻璃,除了用来看太阳之外,什么都看不见。大概两种事理都是存在的吧。

    三

    视日食,无黑玻璃则用熏黑玻璃视之。日光虽盛,绝不射目。法:取平玻璃,于油灯烟上熏遍用之。熏热时,宜放纸上,俟其自冷。最忌风与湿,盖冷与热相激,则有迸裂之患。

    一系:

    《博物要览》云:凡水晶,不可用热汤滚水注之,粉裂如击。〔1〕盖水晶体本冷,故与热不宜,不可不知。

    【注释】

    〔1〕(清)谷应泰撰十二卷本《博物要览》卷八:“凡用水晶什物,不可用热汤滚水注之,注之粉裂如击破者。”

    【译文】

    观察日食,没有黑玻璃就用熏黑玻璃来看。日光尽管强烈,绝不会刺眼。方法:取平玻璃,在油灯的火烟上遍体熏黑后即可使用。熏得发热时,应该放在纸上,等它自己冷却。最忌讳的是冷风和潮湿,因为冷和热互相激荡,就会有碎裂的担忧。

    一系:

    《博物要览》里说,凡是水晶,都不能用热汤滚水浇注,否则将会像受了重击一样粉碎。原因在于,水晶的质地本来是冷的,所以与热不相适。这一点不可不知。

    镜形〔1〕

    一

    平形者,惟铜镜可一面平。若玻璃镜,无论用通光、用含光作镜,皆须两面砥平,方为平镜。故铜镜磨工不足,及玻璃拣选不精,隐有起伏痕迹者,是平而不平也,皆有改形之累。

    【注释】

    〔1〕此章讨论镜的形状与其光学性质的关系。由于凸透镜和凹透镜是全书的主体内容,专辟一篇,所以此处主要讨论了平面镜和方棱镜(立方透明体)。

    【译文】

    外形呈平面的,只有铜镜可以一面平。如果是玻璃镜,不论是利用透明还是利用反光来制作镜,都必须两面平坦,才是平镜。所以铜镜打磨功夫不足,以及玻璃拣选不精,以至隐约有起伏痕迹的,都属于似平而非平,都有[影像]变形的麻烦。

    二

    镜面必合度。如平者必中准〔1〕,凸凹必中规是也。设破为二,未经移动,照物自仍如常度,未改故也。若稍移动,即如二镜,必物一而景二矣。多一破,即多一景。

    【注释】

    〔1〕中准:符合测量平面的仪器。中,符合。准,古代测量水平的仪器,又称“水准”、“水平”等。《汉书·律历志上》:“准者,所以揆平取正也。”

    【译文】

    镜面必须合乎标准。比如平面必须符合水准仪,凸面和凹面必须符合圆规等等。假使破为两半,只要不被移动,映照物体自然仍旧符合正常尺度,因为没有发生改变。如果稍微移动,就如同两个镜子,必定是一个物体而有两个影像了。破裂多一块,影像就多一个。

    三

    镜以能力胜者,愈大愈佳,尽其才也。

    【译文】

    以能力取胜的镜片,总是越大越好,那就充分发挥了它的天生材质。

    四

    含光镜对物得景,故光线所对,无不毕含。而人之见物,则视立处之目所射镜两边线之角大几何,止见几何。

    论曰:

    如一图(图17左)。甲为镜,目在乙。线射戊而折到庚,射己而折到辛,止见庚辛界内。若进至寅,所见渐广,目线角大也。若移丙,则射戊到子,射己到丑。移丁,则射壬、癸亦然。盖物入镜到目,各从其线而不乱。

    图17

    如二图(图17右)。未自入卯,申自入辰。故物在酉必右入卯、左入辰。在戌者,见酉不见戌也。如云不然,岂不物景重叠乎?

    【注释】

    〔1〕此条以光的反射定律解释平面镜成像的可见范围,不再是定性思辨,而有清晰的反射光路几何模型,这是西学输入后的一种新气象。

    【译文】

    反光镜对着物体就产生影像,所以光线能对到的地方,[其影像]无不全部容纳[于镜面之中]。但是人所能看见的物[像],则取决于观察者的眼睛射向镜面两边的目线的张角有多大,就只能看见多广。

    论:

    如第一图(图17左)。甲是镜子,眼睛位于乙。目线射到戊就反折到庚,射到己就反折到辛,只能看见庚辛以内的范围。如果眼睛推进到寅,看见的范围逐渐变广,这是目线角变大的缘故。如果眼睛移到丙,则目线射到戊而折到子,射到己而折到丑。眼睛移到丁,则同样反折到壬和癸。一般来说,物[像]进入镜子再传达到眼睛,都是各自依从自己的光线而不混淆。

    如第二图(图17右)。未自然进入卯,申自然进入辰。所以在酉处的物体必定是右边映入卯,左边映入辰;而在戌处的人,能看见酉而看不见戌。如果说不是这样,那岂不是[多个]影像重叠了吗?

    五

    凡目视物,在目前者可见,在目后者不可见;无隔者可见,有隔者不可见。而镜线反折,能使可见者不见,不见者可见。

    解曰:

    如一图(图18左)。甲为镜,乙在目前,丙在目后,见乙不见丙也。而甲镜所照,缘为丁隔,能使见丙不见乙。

    图18

    如二图(图18右)。甲为镜,戊无隔而己有隔,见戊不见己也。而甲镜所射,缘戊居癸辛线外,能使见己不见戊。

    【译文】

    大凡眼睛看东西,在眼睛前面的可见,在眼睛后面的不可见;无遮挡的可见,有遮挡的不可见。但是经过镜线的反折,能使可见的看不见,不可见的看得见。

    解:

    如第一图(图18左)。甲是镜子,乙在眼睛前面,丙在眼睛后面,本来是乙可见而丙不可见。但经过甲镜的映照,由于被丁遮挡,能导致丙可见而乙不可见。

    如第二图(图18右)。甲是镜子,戊不被遮挡而己被遮挡,[本来是]戊可见而己不可见。但对于甲镜的照射范围来说,由于戊位于癸辛线之外,能导致己可见而戊不可见。

    六

    含光镜对物得景。若以镜对镜,人居其间,必见镜中含镜,而见多景,何也?镜亦有景,而景中有镜也。若两镜相距愈近,则镜景亦愈多,何也?视线近而角大也。

    论曰:

    司马彪注《庄子》谓,鉴以鉴景,而鉴亦有景,两鉴相鉴,则层景无穷。〔1〕而梅勿庵〔2〕征君〔3〕则曰,六七层以上亦遂有穷。今按:无穷者理也,有穷者势也,亦不可限其层数。盖照一层,必远一层,原镜十。而小一层;远则深,深故暗;小则微,微故隐,势穷于不见也。原色七。故移两镜距,使视线近,则暗者显;视角大,则微者巨,其层数必较多矣。

    【注释】

    〔1〕(唐)陆德明《经典释文·庄子音义》多引(西晋)司马彪《庄子注》,但此语为陆氏而非司马氏所发,出自《天下篇》“今日适越而昔来”句下注。原文“景”为“影”,“层”为“重”。

    〔2〕梅勿庵:梅文鼎(1633——1721),字定九,号勿庵,安徽宣城人。清初著名的天文、数学家。

    〔3〕征君:对征士的尊称,指不接受朝廷征聘的隐士。

    【译文】

    反光镜对着物体就产生影像。如果将两面镜子相对,人处在它们中间,必定看见镜子中含有镜子,并且看见多重影像,这是为什么?因为镜子也有影像,而影像中又有镜子。至于两面镜子距离越近,镜中重影也就越多,这又是为什么?因为视线拉近从而视角变大。

    论:

    司马彪注《庄子》说,镜子用来照出影像,而镜子本身也有影像,两面镜子互相映照,则重重影像无穷无尽。而梅勿庵处士却说,六七层以上也就有穷了。今按:无穷是理想情况,有穷是实际情况,其实不可能限定它的层数。一般来说,每多照出一层,必定比前一层远,“原镜”第十条。同时比前一层小;远就深,深就暗;小就微弱,微弱所以隐匿,最终势头穷尽于看不见。“原色”第七条。所以改变一下两面镜子的距离,使视线拉近,则暗的变得明显;视角增加,则小的变大,结果层数就必定比先前增多了。

    七

    方形〔1〕,六面俱平,通光四照。如晶章〔2〕类,是非镜也,然具有镜理,故论之。至方体不通光者,则无可论焉。然必物自背透,景从面见。故斜对其面,能见其背所切之物,而目与物真形反不相参直,是亦折线。原线四。

    论曰:

    如图(图19):

    图19

    碗底置钱,目在乙,视钱于甲,为碗边丁所遮而不见。若充以水至丙,则见矣。夫水为通光,甲自透景于丙,为直线;目自乙视丙,亦直线;丁遮甲而不遮丙,其见之也宜矣,而乙丙与丙甲实为折线。设广碗边之丁于庚,则庚不遮甲。目线至甲,虽直射而无所蔽,亦必见钱于丙,而不能见钱于甲也。如云不然,岂不置一钱而见两钱乎?

    又设图(图20)以明之:

    图20

    有直竹四节两根相等,一根平置,如子巳;一根插池内,必当如子丑,而目自子视之,则为子辰寅。夫子丑本直竹,乃至辰若折者,辰丑之景透浮水面为辰卯,而辰丑真形为斜迤,故景亦斜迤,而似辰寅也。又,辰寅本与午巳等,缘丑上透卯,必成垂线,故辰寅若短于午巳也。叉鱼者居子见鱼在寅,其投叉必下向丑。渔夫习之熟,故知之悉。此通光视物不得不然之理。本《远镜说》。〔3〕

    或谓,池底之物,既浮其景,则应在水面,是见丑于卯,非见丑于寅也。曰,丑自浮于卯,而象若在寅,此水差也。本《仪象志》。即镜中远差之理。〔4〕如云不然,则铜镜之光在面无厚,返物景有近有远,乃以同含于面之故,遂谓物之远近并在一处,其可乎?

    【注释】

    〔1〕方形:此指立方体。而平面方形则称“平形”。

    〔2〕晶章:水晶制作的图章。

    〔3〕以上关于折射的说明,包括渔夫叉鱼的比喻,大多为转述《远镜说》之语,图19亦与《远镜说》图类似。但扩大碗边之论和相应的图19虚线部分及图20,为《远镜说》所无。按:此处“本《远镜说》”四字系正文字体,但以该书体例应作夹注字体,或为误刻,今仍依原文。

    〔4〕《新制灵台仪象志》卷四论及折射(见“镜质”第二条),将光由空气进入水而发生折射的现象叫做“水差”。又云:“凡玻璃望远、显微等镜,其所以发现物象远近、大小、暗明、正斜之众端,皆可从此差之理而明之。”其附图之“一百一十三图”与此处图19类似。

    【译文】

    立方体,六面都是平的,透明时每面都有映照。就像晶章之类的东西,虽不属于镜,但具有镜的性质,所以论说一下。至于不透明的立方体,就没什么可论的了。但必定是物体从背面透出,影像呈现于正面。所以眼睛斜对着正面时,能看见紧贴在背面上的东西,而此时眼睛与真实物体反而不是正对,这种情况也属于折线。“原线”第四条。

    论:

    如图(图19):

    碗底放一枚铜钱,眼睛在乙处,看甲处的铜钱,被碗边丁遮挡而看不见。如果注水[使水面]到达丙,就看见了。水是透明的,甲的影像自然透射到丙,呈直线;眼睛从乙处看丙处,也是直线;丁挡住甲而不挡住丙,能看见是当然的事情,然而乙丙和丙甲事实上是折线。假设把碗边丁增宽到庚处,则庚不遮挡甲。目线到达甲处,虽然是直射而且没有遮挡,也必定在丙处看见铜钱,而不能在甲处看见铜钱。如果说不是这样,岂不是放置一枚铜钱却看见两枚了吗?

    另设一图(图20)来说明:

    有两根相等的四节竹子,一根平放,如子巳所示;一根插在水池里,必然应当如子丑所示,然而眼睛从子处所见,却是子辰寅。子丑本是直竹,竟然到了辰处就像折成两截,这是因为,辰丑的影像透射上浮到水面成为辰卯,而辰丑的真形是斜的,因此影像也是斜的,于是看起来就如同辰寅了。还有,辰寅的长度本来与午巳相等,由于丑往上透射到卯,必定呈垂直,所以辰寅看起来就比午巳短了。叉鱼的人位于子处看见鱼在寅处,他投鱼叉时必定往下投向丑处。渔夫训练有素,所以心里明白。这是透过透明物体看东西的必然道理。以上根据《远镜说》。

    也许有人会说,水池底部的物体,既然向上浮起影像,就应该在水面,那就是在卯处看见丑,而不是在寅处看见丑。我们说,丑自然是上浮到卯处,但影像似乎在寅处,这就是水差。根据《灵台仪象志》。即镜中远差之理。如果说不是这样,那么铜镜的光在表面,没有厚度,反射物像有近有远,于是以容纳在同一个表面之内为由,就认为近处和远处的物体合并在一处,能讲得通吗?

    八

    方形通光者,每面能受四面之光,而视其受光,必因斜折线而见,故受光者止见一斜面;每面皆透空际之明,而视其透明,必因直穿线而见,故透明者止有一对面。

    解曰:

    如己底面,甲丙乙丁旁四面皆其斜面,而对面止有正面戊。故遮戊面,则目于己面无复透明处矣。若受光,虽有四面,然自甲视己,其折线止射于乙;若遮乙面,则目自甲视,不见受光。理矣。(图21)

    图21

    一系:

    图正方体,必斜画以合视理。西法更以近阔远狭者,并视差之分寸而图之。今欲图三面于正视中,不得不反西法,作近狭远阔之状。虽于视理乖谬,时亦有所取尔。盖图以明说,不比绘事必以形求肖也。又,旧法密不容书,则作圈引线,图外书之;至背面,则别作背图。今于背面作为△,圈其背面,记号皆作左书,觉易明了。两法皆属创始,相其宜参用之。

    【译文】

    透明立方体,每面都能反射四周的光,但观察它的反光,必定要通过斜射而偏折的光线才能看见,所以能看见的反光面只有一个斜面;每面都能透进外围空间中的光亮,但观察它的透明,必定要通过直接穿透的光线才能看见,所以透明面只有一个对面。

    解:

    如对于底面己,甲、丙、乙、丁四个侧面都是斜面,对面只有正面戊。所以遮住戊面,眼睛在己面就看不见透明之处了。至于反光,虽然四面都有,但从甲面看己面,它的折线只能射到乙面;如果遮住乙面,则眼睛从甲面看,就看不见反光了。道理就是如此。(图21)

    一系:

    画立方体,一定是画成斜的,才符合透视法则。西洋的方法还进一步通过近宽远窄的处理,结合视差的尺度来画。现在要在正视图中画出三个面,就不得不跟西洋方法反着来,画成近窄远宽的样子。虽然对于透视原理来说是反常,但特殊场合也是有用的。因为图是用来辅助说明的,不像绘画那样一定要追求形象的逼真。还有,旧的图示法,画面太密而容不下文字,就画一个圈,引一条线,在图外面标上文字;至于背面,则另作一个背面图。现在在背面标一个△,作为背面的记号,标示文字都写成左右颠倒,这样就感觉比较明了。以上两种方法都属于首创,可以根据适合的情况斟酌采用。

    九

    方形,正视能透背面之物,侧视能受斜面之光。但透物之面即不能受他面光,受光之面即不能透面外物。

    解曰:

    自甲正视乙,能透见外戊,则不见乙受光矣。自甲侧视己,既见受乙光,则不见透外庚矣。(图22)

    图22

    论曰:

    自甲视丙,必以折线返照至乙,故能受乙之光,即能阻丙之透。夫甲既透明,故受光处能见也。而甲与乙对、丙与丁对,自甲穿丙视戊,则目线为斜,而镜线为拗,故透戊物处不能见也。

    若置目在己庚棱线之间,则戊当辛壬棱线,目跨见甲、丁两面之交,则物分到乙、丙两面。是目自甲穿乙,得顺线〔1〕可透;自甲穿丙,得拗线〔2〕不透;自丁穿丙,得顺线可透;自丁穿乙,得拗线不透。夫丙与乙本各为一面,而各有透、不透之殊,〔3〕则必成半透、半不透之面,而生丑寅及癸子两线为之隔矣。夫丑寅与癸子两线,实辛壬一棱之景所缩而成。辛壬棱既各缩于两边,见其景,则辛壬之实线如处空虚,反不可见,而丑壬及辛子〔4〕两半透之面〔5〕,必相连成一透明之面矣。(图23)

    图23

    【注释】

    〔1〕顺线:相顺的镜光线。

    〔2〕拗线:相抵触的镜光线。

    〔3〕此句指乙面和丙面各有透明的部分和不透明的部分,即前面所谓乙面对甲面为透、对丁面为不透;丙面对丁面为透、对甲面为不透。此条论立方棱镜,所描述的观察结论都是正确的,但仅以“顺线”和“拗线”进行解释,是无法将光路分析清楚的。

    〔4〕郑复光通常以两个对角的标号来表示一个方形。“丑壬”代表长方形“丑寅壬辛”,“辛子”代表长方形“辛壬子癸”。

    〔5〕两半透之面:指两半个透明的面,而非两个半透明的面。

    【译文】

    [透明]立方体,正对着看能[看见]透出背面的物形,侧着看能[看见]反射斜面的光。但透出物形的面就不能反射其他面的光,反光的面就不能透出它外面的物形。

    解:

    从甲面正对着看乙面,能透出去看见外面的物体戊,就看不见乙面反光了。从甲面侧着看己面,既然看见反射乙面的光,就不能透出外面的庚了。(图22)

    论:

    从甲面看丙面,必然以折线反射到乙面,所以能反射乙面的光,也就能阻挡丙面的透光。甲既然透明,所以反光之处可见。而甲面与乙面相对、丙面与丁面相对,从甲面穿越丙面看物体戊,则目线是斜的,镜线是与之抵触的,所以透出物体戊之处是看不见的。

    如果眼睛位于己庚棱线处,那么当物体戊正好位于辛壬棱线,而眼睛同时看见交会的甲、丁两面时,物体影像就被分到了乙、丙两面。这是因为,目线从甲穿到乙,与镜线相顺,可以透过;从甲穿到丙,与镜线抵触,不能透过;从丁穿到丙,与镜线相顺,可以透过;从丁穿到乙,与镜线抵触,不能透过。丙和乙本来各自是一面,并且各有透光部分和不透光部分的分别,于是必然形成一半透光、一半不透光的面,从而产生丑寅和癸子两条线为界限。丑寅和癸子这两条线,实际上是辛壬这条棱线的影像[向两边]收缩而成的。辛壬棱线既然分别缩向两边,见到它的影像时,辛壬这条实际的线就好像处于空虚,反倒不可见,而丑壬和辛子这两半个透明面,却必然连接成一个透明的面了。(图23)

    十

    方形斜视,不透明而受光。若对明外视,自丁窥乙,则乙背明必暗,然见其不透,不见其受光矣。乙外向明,返对丙面,故为背明。若向明下视,自甲窥己,空明下透,则己受乙光,必烂如汞锡,故见其受光而不透者,亦即如汞锡之阻其通也。(图24)

    图24

    【译文】

    斜着看[透明]立方体,不透明但是反光。如果对着光亮朝外看,从丁面看乙面,则乙面背光,必定昏暗,于是就看见它不透明,看不见它反光了。乙面朝外对着光亮,反射对着丙面,所以是背光。如果朝着光亮往下看,从甲面看己面,周围的光亮往下透,则己面反射乙面的光,必定像汞锡一样灿烂,因此看见它反光而不透明的情况,也就跟汞锡阻挡光线通过的情况一样。(图24)

    十一

    方形受光,能阻其通,故字虽切镜不见也,字在镜外也。若作字镜面必见也,墨染镜上也。夫切镜之与镜上,一间耳,然而墨既染焉,则已连为一体矣。

    【译文】

    [透明]立方体反光,能阻挡光通过,所以即使把字紧贴镜面也不可见,因为字在镜面之外。如果把字写在镜面上就必定看见,因为墨已经染在镜面上。紧贴镜面和[写在]镜面上,相差只是一丝缝隙而已,然而墨既然染上去了,就已然连成一体了。

    十二

    方形斜视,自甲窥己,己本方面如子辛,缘目线斜射,光线斜受,两线相会,适得其半如癸,故必缩庚辛线为壬癸,变方成扁矣,若作方字,亦必成扁字矣。(图25)

    图25

    【译文】

    斜着看[透明]立方体,从甲面看己面,己面本来是正方形如子辛,由于目线斜射,光线斜受,两种光线相会之处,恰好在正方形的中间如癸,所以必定使庚辛线收缩为壬癸,把正方形变扁,此时如果[在底面上]写一个正方形的字,也就必定变成扁字了。(图25)

    十三

    方形向明,自边视底,则方缩成扁。夫横之为扁者,直之即为长。故置目甲丙之间,跨见两面,其在甲窥己,缩戊庚为癸子;因丙面斜向所碍,则庚之所缩不能到寅而到子,则成癸辛壬子半圭形〔1〕;丙面所见亦必如之。而半圭之首斜边,两形相等而适合,必并成一曲尺形矣。目在卯壬棱线之间,下视其底,上视其面,皆为内缩,故曲尺形必外向。如二图。若移目出卯上,而下视其面,则为上缩;或移目出壬下,而上视其底,则为下缩;其曲尺形必皆内向矣。如三图。夫同一底方而缩成两形,同一缩法而缩于两面;若作一方字于上,必见为一扁字、一长字矣。如四图。(图26)

    图26

    论曰:

    下视底见己,上视面见戊;在己称下缩,在戊称内缩〔2〕;非有二也。

    【注释】

    〔1〕半圭形:圭是古代帝王或诸侯在举行典礼时拿的一种玉器,上圆(或剑头形)下方。此处圭形为剑头形,即方形上面一个等腰三角形。则半圭形为长方形上面一个直角三角形。

    〔2〕内缩:疑为“上缩”之误。

    【译文】

    [透明]立方体朝着亮处,从侧面看底面,则正方形缩扁。横起来成为扁形的,竖起来就成为长形。所以当眼睛位于甲面和丙面之间,同时看见两面时,对于在甲面看己面的情况,戊庚收缩为癸子;由于受到丙面偏斜的阻碍,则庚点的收缩不能到达寅点而到达子点,就成了癸辛壬子半圭形;从丙面看到的情况也必定如此。而两个半圭形头部的斜边,相等而恰好弥合,必然合并成一个曲尺形。眼睛位于卯壬棱线的中间,往下看底面,往上看上表面,都是向内收缩,因此曲尺形必定朝外。如第二图。如果把眼睛移到高出卯点的位置,并往下看上表面,则为向上收缩;再把眼睛移到低于壬点的位置,往上看底面,则为向下收缩;[两种情况]曲尺形必定都是向内的。如第三图。同一个方形底面而缩成两种不同形状,同一种缩法而缩在两个面上;如果写一个方形文字在[底面]上,就必定会看见一个扁字、一个长字了。如第四图。(图26)

    论:

    往下看底部见到己面,往上看顶部见到戊面;对于己面而言叫做下缩,对于戊面而言叫做上缩,并非不同的两种情况。

    十四

    方形斜视,作字则可见。字在乙面,甲透其景,丙、丁皆受其光,则一字应见三字。但目居甲、丙之间,为丙面所碍,止见半景。若字偏乙面之右,目亦稍偏于甲,必见右半面全景,是一字成三字矣。唯丁所受字,斜线不得到丙,故丙面止透空明耳。(图27)

    图27

    【译文】

    斜着看[透明]立方体,写字在面上就能看见。字在乙面,影像从甲面透出来,丙、丁两面都受乙面的光,则应该看见一个字变成三个字。但眼睛位于甲、丙两面之间,受到丙面遮挡,只能看见半个影像。如果字偏向乙面的右边,眼睛也稍微偏向甲面,一定能看见右半面的完整影像,这样就一个字变成三个字了。只是丁面所受的字的影像,反射的斜线到达不了丙面,所以丙面就只有光亮透过了。(图27)

    十五

    平形通光者,侧面甚微,姑不论。其余各体皆有侧面。但方形六面为直角,否则为锐角、钝角。夫直角斜视不透明者,以视线斜故也。至于钝角,大于直角,则视线愈斜、愈不透明可知也。若锐角,小于直角,则斜线渐杀,必渐透明矣。

    【译文】

    平板透明体,侧面的尺度很小,暂且不论。其他各种立体都有侧面。只有立方体的六个面为直角,否则为锐角、钝角。斜着看直角就不透明,是因为视线歪斜。至于钝角,由于它大于直角,则可想而知视线更斜、更不透明。如果是锐角,由于它小于直角,则随着斜线[的倾斜程度]逐渐减小,必然就越来越透明了。

    十六

    方形斜视,受光不透,亦因乎体斜线拗,故色深而黑暗耳。体愈厚,线愈拗。若杀其厚,则为锐角;杀其黑,则为青、红、黄诸色。原色五。故三棱体自其一棱透视对面,必由薄渐厚,而厚不至直角;掩映空明,必由浅渐深,而深不至黝黑;遂能透见外物,而生红绿彩色矣。云气厚薄,掩映日光,见为虹霓,其理也。本《仪象志》。〔1〕

    【注释】

    〔1〕《新制灵台仪象志》卷四“测空际异色并虹霓珥晕之象”一条中,以“厚薄”解释三棱镜色散现象和大气虹霓现象,且云:“玻璃所现之彩色与虹霓之彩色,其理固无异矣。”

    【译文】

    斜着看[透明]立方体,看见它反光而不透明,也是因为位置偏斜、光线不顺,所以颜色深而亮度暗。厚度越厚,光线越不顺。如果减少它的厚度,就成了锐角;减少它的暗黑,就呈现青、红、黄等色。“原色”第五条。所以,对于三棱体,从它的某一棱透视对面,必定从薄渐厚,但最厚也达不到直角;掩映周围的光亮,必定由浅渐深,但最深也达不到黝黑;于是能透出外面的景物,并产生红绿彩色。云气有厚有薄,掩映日光,呈现为虹霓,就是这个道理。根据《灵台仪象志》。

    十七

    平镜及多面虽各不同,而就其面论之,皆不外乎平耳。异乎平者,惟凹与凸。镜有凹凸,其形既殊,其变自异,为用甚广,为论亦繁,非更端未易终也。特详后篇。

    【译文】

    平面和多面的镜虽然各有不同,但仅就面来说,都不外乎平面而已。不同于平面的,就是凹和凸。镜有凹镜和凸镜,形状既有区别,变化自然不同,用途非常广泛,解说起来也比较复杂,不另起头绪就不容易一下子说清。特于下一篇详细解说。

    十八

    镜有柱形,其纵面与平同理,其横面与凸同理。

    【译文】

    镜有呈柱形的,它的纵向与平[面镜]同理,它的横向与凸[面镜]同理。

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