笛卡尔

在他的《屈光学》（DiOptrique）（Discours I）的卷首，笛卡尔把视觉同一个盲人借助手杖感知周围物体的过程相比较。他认为，(251)光是一种

作用或压力，它从发光体经过居间媒质传到我们的眼睛，就象一个物体的运动或者抵抗通过盲人的手杖传到他的手。他把颜色归因于发光媒质的微粒的转动速率不同。这个类比使笛卡尔更坚信光是“即时”传播的。笛卡尔在另外两本书《论人》（Le Mon- de）（1664 年，但写于 1630 年前后）《哲学原理》（Principia Philos- ophiae）（1644 年）里更为完整地阐发了这种关于光的本性的概念。在他的体系里，最重要的光源是炽烈的涡旋核心。太阳和恒星就是这样的核心，它们的外向压力除了照耀行星而外，还使它们各自的涡旋抵御邻近恒星的外向压力而保持存在。

在试图从力学上证明折射和反射定律时，笛卡尔假定，既然光的本性是一种推力或者说运动倾向，因此可以期望它跟一个实际运动物体，例如网球拍打出的一个网球一样，也遵循相同的力学定律。他表明，当这样一个球从一个坚硬而又平滑的表面反射时，其速度的那个平行于该表面的分量（即部分）实际上未受影响，而垂直于这平面的那个分量则因这碰撞而反转方向

（Diopt.,II）。由此不难可知，入射角必定等于反射角。为了说明从较密媒质到较疏媒质的折射，笛卡尔假想这球击穿一层薄布，结果其速度的垂直分解部（即部分）按一定的比例减小，而水平分量则不变（同上）。在从较疏媒质到较密媒质的折射的情形里，假定这球在入射处又受到了一次推动，因而以更大的速度行进。这些类比包含一个假设：光在较密媒质里比在较疏媒质里行进得更“顺利”、更迅速；笛卡尔对此提供了一个力学理由。他论证说，光由媒质中的运动构成，因此碰撞在柔软的、联系松散的空气微粒上比碰撞在较为坚硬、联系较为紧密的水或玻璃微粒上，更容易使光减弱，正如一个球在地毯上不如在光的桌子上容易滚动那样。上述考虑立即导致折射定律。笛卡尔对它阐述如下：

设 ABI 代表进入另一种媒质时在 B 处被折射的一支光线（图 141）。在该光线的入射平面上围绕 B 画一任意半径的圆，与该光线(252)交于 A 和 I。向过 B 的法线画垂线 AH 和 IG。于是，对于这两种媒质，不管 AB 的入射角多大，比 AH：IG 不变（同上）。

图 141—笛卡尔的折射定律

《屈光学》的其余部分系根据笛卡尔关于官能生理的一般理论研讨眼解剖学和视觉。它论述了怎样用牛眼的实验来表明视网膜像的形成，以及怎样说明眼睛通过施压力于晶状体而进行调节（Discoilrs V ）。在介绍用透镜来矫正视力时，笛卡尔主张把透镜制成椭圆或者双曲截面而不是圆截面

（Discours VIII），以便消除缺陷；他还描述了研磨镜片用的机械（Discours X）。

笛卡尔在《气象学》（Les Meteores）里对虹霓理论的贡献，将结合牛顿对这理论的改善来介绍。

以上概述的笛卡尔对光学定律的证明是不能令人信服的，尤其因为这些证明把即时传播的压力同一个以有限而可变的速度运动的物体相比较。他关于光在进入较密媒质时速度增加的假设，遭到同时代物理学家们的极力反对。