博明

博明,清代学者,清朝满洲镶蓝旗人,姓博尔济吉特,原名贵明,字希哲,一字晰之,号西斋,又号皙斋,生于 18 世纪 30 年代前后,卒于 1788—

1789 年间。(本文的写作,参考了王锦光、李胜兰“博明和他的光学知识”,

《自然科学史研究》,1987 年第 4 期)

博明出身于官宦之家。他的祖父邵穆,曾任两江总督,博明自幼受到良好教育,博学多艺。他博通经史,精于书画,兼工语文、骑射。乾隆十七年

(1752 年)中进士,曾在散馆授编修,参加修订《续文献通考》,累官洗马, 外任云南迤西道,后降兵部员外郎。一生宦迹南至云南边陲,北抵鸭绿江畔, 风餐露宿,无所不尝,仕途颇为坎坷。

博明才华横溢,以博学多才而闻名,但流传下来的著作却不多,这也许是由于他仕途中衰、备受冷落的缘故。现存可查的博明著作大致有《西斋偶得》、《西斋诗辑遗》、《凤城琐录》等。就是这几种,也是他逝世十几年后才由他的同僚、好友帮助付印的。后来他的外孙穆彰阿官居高位,他的著作境遇才有所好转,得以重版。

在现存博明的这几种著作中,《凤城琐录》是他降兵部员外郎后在凤城所记,涉及当地大量古迹和典故,包含许多对朝鲜山川、地理人物的介绍。

《西斋偶得》则是一部笔记体著作,分上中下三卷,每卷均按若干标题逐一加以论述。博明的科学见解,主要反映在这部书中。就内容而言,《西斋偶得》包括的范围很广,有名称考证、源流探察、读书后记、博物趣闻等,涉及到物理、天文、数学、地理和动植物学诸多自然科学领域。他对其中一些问题的论述较之于传统内容有所突破,尤其是光学部分,极富特色,具有较高价值。

博明的光学知识大致包括以下内容:

对色觉的认识。《西斋偶得》卷中“五色”条,论到了这一问题:

“五色相宣之理,以相反而相成,如白之与黑,朱之与绿,黄之与蓝, 乃天地间自然之对,待深则俱深,浅则俱浅,相杂而间色生矣。”

在这里,博明发现,颜色中存在三个相反的“自然之对”,即白与黑、红与

绿、黄与蓝。每一对颜色之间都存在着比对关系,可以相互衬托,一方色重, 另一方看上去也重;一方色浅,另一方显得也浅。把它们掺在一起,就产生了别的颜色。

这段话,实际是对传统“五色相宣”理论的突破。古人一直认为颜色存在着“正色”与“间色”两类,所谓“正色”,指青、赤、黄、白、黑五色。“间色”则为杂侧之色,由不同的“正色”以不同的比例混合生成。如黄青相合为绿,赤黑相合为紫,赤白相合为红,等等。这种理论,虽然看上去与现代光学中的“原色”理论有相似之处,但它只是一种意想,是对五行学说的一种附会。而且,把黑、白二色作为“正色”,也不科学。同时,博明从诸多颜色中选出三个“自然之对”,认为它们是生成“间色”的三组原色, 这突破了传统的五色之说。因为传统五色说是与五行说联系在一起的,约束力很强,只有突破这种约束,才能促进颜色学说的发展。所以,博明的创新是有意义的,尽管他的理论本身也还有待成熟。另外,博明这段话孕育了互补色的初步概念,这也是一个进步。

在欧洲,1878 年,哈利(Hering)提出了一种色觉理论,认为视网膜上

存在有三对颜色相互拮抗的视锥细胞,即红—绿对、黄—蓝对、白—黑对, 这三对细胞的活动结果产生了各种颜色知觉和各种颜色混合现象。显然,博明的学说与这一理论有某种相通之处。

博明提出他的三个“自然之对”,有其观察依据,紧接着上述引文,他说:

“今试注目于白,久之目光为白所眩,则转目而成黑晕,注朱则成绿晕, 注黄则成蓝晕。错而愈彰,黼黻文章之所由成。”

博明从经验出发,举例说,观察白色物体,时间一长,将眼移开,脑子中会

显现出该物体的黑色图像,这表明白和黑是颜色中的一个“自然之对”。对于红和绿、黄和蓝同样如此。他的这一说法并不十分准确,但他的这一发现却十分重要,这是视觉理论中现在所说的负后像现象。所谓负后像,是指当原来的色光刺激停止作用后,由于视觉暂留等生理因素的作用,原色觉向其补色转化,在脑子中呈现其补色的图像。博明所说的三个“自然之对”,除了红与绿互补外,其余并不构成补色关系。这是由于他的观察并未严格按照现代实验要求去做的缘故。尽管如此,他有意观察并记载了负后像现象,这在中国光学史上,是罕见的。

博明还对眼睛的近视、远视成因及用眼镜矫正近远视眼的原理作了解说。在其《西斋偶得》卷下“目理”一节中,他说:

“目睛体至圆,瞳体亦至圆,故其为用也,视近物则大,视远物则小。盖圆则外照之光亦如天体地球之有度数,近则度狭,远则度广,所谓车毂形是也。”

“入目之物,得其度分之多即见为大,少即见小。物近则得度分多,远则少,渐远渐渺,至极微而有所不见矣。”

这段话,是他对眼睛视物特征的理解。可以看出,他力图从视角出发讨论物

体的视大小,他称之为“度分”。他认为,眼睛瞳孔呈圆球形,而透明的圆球体具有聚光作用,光线由球面到聚光点构成一定的度数,对同一物体,距眼远近不同,构成的度数大小也不同,他把这叫做“度分”。显然,这些话不够准确,但它反映了一种运用几何光学解释视觉的努力,这是应予肯定的。

从这样的理论出发,博明阐释了近、远视眼形成原因。他说:

“日视近(如读书作精巧艺事类),则目光为近物所聚,其圆体微尖, 尖则本体小,外照之度亦小,于是视物形较大且愈远愈大,故视近物明,视远处散漫而不明。”

这是近视眼成因。远视眼则与之正好相反。这些描述,当然不能算是确切,

但它意味着近、远视眼的形成与眼球凹凸形状的改变有关,这毫无疑问是正确的。

对于用眼镜矫正视力的原理,博明也做了解释,他说:

“目镜则因其不圆,用透明之物制极圆凹凸之形,映目便完其绽圆之体也。”

他认为用眼镜之所以能矫正视力,是由于它弥补了眼球的凹凸变形缺陷,使

之恢复了原来的正常状态。这种说法,总的来说是正确的,但它比较笼统, 尚未真正揭示用眼镜矫正视力的光学原理。

中国古代对视觉的认识,一直未能进入到几何光学的范围。汤若望的《远镜说》开了用几何光学解释视觉之先河。现在,博明继其后,进一步把这一做法推向了深入。这是他对光学史的重要贡献。

此外,博明还讨论过小孔成像,他认为小孔成像的决定因素是:

“其妙理则在墙板之厚薄及墙与壁相距之远近。盖板薄则光甚,厚则光小。若数寸之板,指大小孔,必不能成光,以其不能四面掩映耳。至墙与壁及塔,皆须适合其尺寸,可以算法得之。”

博明对此问题的贡献有两条:一是他探讨了小孔厚薄与成像的关系,涉及到

小孔的有效孔径问题,这在光学史上尚未有过;另一条是他注意到小孔成像“可以算法得之”,实现了定量化。这是超越前代之举。

博明的科学见解还有一些。从这些见解及上述他的光学知识来看,他受到了西方科学的影响。西学影响加上博物兴趣,是他在科学上有所成就的重要原因。但他不是职业科学家,他的科学活动的深度和广度都还比较有限。