《镜镜詅痴》与《费隐与知录》

《镜镜詅痴》与《费隐与知录》均为晚清学者郑复光所著的科学著作。郑复光(1780 年—?),字浣香,又字元甫,安徽歙县人,我国 19 世

纪 30—40 年代有成就的几何光学专家。《镜镜詅痴》一书是他的几何光学代表作。

在郑复光生活的时代,我国学者在光学仪器的制作方面已取得不少成就,但在光学理论方面,却十分贫乏,也缺少相应的书籍,可以称之为光学专著的,也就是明末德国传教士汤若望编著的《远镜说》。但该书主要是介绍望远镜的制法、用法及其一般原理,内容十分简略,光路图也都是错的。鉴于这种情况,郑复光决心通过自己的研究,写出一部系统的光学专著。他经过刻苦的钻研和实验,历时十个寒暑,终于在道光十五年(1835 年)写成了《镜镜詅痴》一书。

郑复光以“镜镜詅痴”作为书名,有其一定用意。“镜镜”,表示照物用之镜;詅,本义为叫卖,这里意为夸耀。北齐颜之推《颜氏家训·文章》云:“吾见世人,至无才思,自谓清华,流布丑拙,亦以众矣。江南号为詅痴符。”“詅痴”二字涵义,直接由此而来,它表示无才学而又好夸耀于人, 适成献丑。郑复光以此为书名,当然是谦虚之意,我们可以把它解释为“关于照物之镜问题之愚见”。另外,它也表明这是一部光学专著。

《镜镜詅痴》一书成稿后,又经郑复光多次修订增补,最后于道光二十六年(1846 年)定稿并付梓刊行。全书共五卷,约七万余字,除“自序”外, 分为“明原”、“类镜”、“释圆”、“述作”四大部分共三十二篇。书末附有《火轮船图说》,是有关火轮船制作方面的论述。

“明原”主要讨论几何光学的基本原理,包括原色、原光、原景、原线、原目、原镜六篇。郑复光在这一部分论述了光的发生、传播及反射、折射现象,对几何光学中的四条基本定律,即光的直进、光的独立传播、光的反射、光的折射定律,都作了阐述。他还分析了眼睛的光学功能,探讨了引起眼睛近视或老花的原因以及视物近则大、远则小的“远差”问题,并对该书中用的一些基本概念如“外光”、“内光”、“通光”、“含光”、“光线”、“约行线”、“侈行线”等做了规定,为后文的讨论做了准备。

“类镜”部分包括“镜资”、“镜质”、“镜色”、“镜形”四篇,介绍了几种镜的质料和性能,重点阐述了几种方形透镜的特性及其光学现象。

“释圆”部分主要讨论透镜成像,分为“圆理”、“圆凸”、“圆凹”、“圆叠”、“圆率”五篇。“圆理”讨论凸、凹透镜成像的总规律;“圆凸”、“圆凹”分别讨论凸透镜、凹透镜成像的特点;“圆叠”则说明透镜组的成像情况;“圆率”说明凸、凹透镜之间各种量的关系,提出了一系列的参数。这一部分是全书的重点,也是郑复光研究成果的主要表现。他在这一部分提出的“顺三限”、“侧三限”概念,富有自己的特色。他所给出的“凸限全率表”和“凹限全率表”,详细列出了透镜顺、侧各限的比值,利用它们可以方便地互求透镜各限,对于光学仪器的研制也有一定的指导作用。

“述作”部分则著录了 17 种光学器械,郑复光运用上述“释圆”部分阐明的理论,对它们一一进行了深入的研究,介绍了它们的制作、使用和保养方法。这些介绍,大都切于实用。

“镜镜詅痴”一书也有其不足之处,例如它关于光线在透镜前面相交的

说法就不够准确。但就全书而言,它以独具特色的论述,说出了与西方近代几何光学类似的结论,从而把我国古代光学的研究推上了一个新的台阶,这也是难得的。

与《镜镜詅痴》构成姊妹篇的,是郑复光的《费隐与知录》一书。所谓“费隐”,是“用广体微”之意;“与知”,是参与闻知之意。这两个词均出于《中庸》“君子之道,费而隐;夫妇之愚,可以与知焉。”郑复光以此作书名,意思是说,他在这本书中所谈之事,虽然都是一些细微问题,但涉及面广,里面包含有深刻道理,一般人读了,也可以明白。由此,这本书是一本具有普及性质的科学著作。

从内容上来看,也的确如此。郑复光把当时人们认为怪异不可解的各种现象,包括天地、日月、星辰、风云、雷雨、霜雪、寒暑、潮汐、医药、饮食、服饰、器皿、鸟兽、虫鱼等诸多方面,归纳成 225 条,采用问答式写法, 用物性、热学、光学、地理学等科学知识加以解释,在一定程度上反映了我国当时的科学认识水平。清儒包世臣对此曾有所评价,他在为该书所作的序中指出:《费隐与知录》“所说皆世人惊骇以为灾祥奇怪之事,而郑君推本说之,或以物性而殊,或以地形而变,或以目力而别,明白平易,如指诸掌。当郑君之未说也,循其迹,几于圣人所不知,及其既说而目验之,则夫妇之所与知也。”这一评价,基本上也说明了该书的特征。

《费隐与知录》虽是一本百科问答式的普及书籍,但也有一些新的见解。例如书中对小孔成像的讨论,包括了正像、模糊无像、倒像三种情况,揭示了小孔成像的全过程,在光学史上是一贡献。再如书中提出“透光即如透火”、“能透光即能透暖”的论点,认为凡是光线能照射进入的地方,就能同时把热传进去,光的传播就是热的传播。这实际指的是热的辐射传导现象。在中国,在郑复光之前,还没有人明确指出这一点。

《费隐与知录》一书始作于 1816 年,1842 年正式刊行,历时二十余年。在这期间,郑复光又写了《镜镜詅痴》,两书同时进行,交叉写作,因而在内容上也有一定联系。特别是《费隐与知录》一书中有二十多条关于光学的见解,与《镜镜詅痴》关系更为密切,可以补正《镜镜詅痴》之不足。例如对于小孔成像的研究就是如此。另一方面,《镜镜詅痴》的系统论述,又为

《费隐与知录》的讨论提供了基础理论知识,在《费隐与知录》书中多处注明详见《镜镜詅痴》,就表明了这一点。

由于种种原因,在《费隐与知录》中还存在一些模糊甚至错误的观念。但无论如何,这本书在普及科学知识、宣传科学思想上所起的作用是巨大的, 它与《镜镜詅痴》一样,都是中国科学史上的重要著作。