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早在古希腊时,便已出现了有弯曲弧度的玻璃——凸透镜,并可在商店里买到,它首先用於聚焦、取火。
阿里斯多芬在公元前四二三年的《云》里,便有用火镜——玻璃凸透镜折射阳光聚焦熔化涂蜡写字板上字迹的描写。用得最多当属以青铜凹面镜反射阳光聚焦取火的火镜,其时我国也有此物,称之为“阳燧”。相传阿基米德用以焚毁罗马船队的火镜,即此物也。一八五零年,在古亚述遗址里发掘到一块这样的凸透镜。《淮南子》之《万毕术》篇有凸透镜取火的记载,遗憾的是冰,而非玻璃。实际上,那时已有透明玻璃,被称为火齐。或火珠,用於聚焦取火及放大看物。至少在九四零年谭峭《化书》里,已经记载了关於透镜四种形式的状况,比欧洲的记载——一五九三年G•B•德拉•波塔要早六百多年。
至於眼镜和望远镜则是明末传入中国的,玻璃凸透镜的第二个作用是放大。一世纪时,罗马学者老普林尼曾在其三十七卷的《自然史》里记载了玻璃的制造,以及通过充水的玻璃球鱼缸可以看到鱼的放大形像。
凹透镜的矫正近视眼似乎也为世人所知。传说罗马暴君尼禄高度近视,曾通过一片凹透镜来看角斗,但那不是玻璃,而是不甚透明的翡翠打制而成的,可想而知,用此镜片视物之模糊了。不知道他是否也用此来看自己放的罗马大火。遗憾的是,这不过传闻而已。
光学原理也经历了一段很长的发展时期。《墨子》中表述了许多且较细致的光学原理及规律,与此相当时期的,欧几里德也提出了光的直线性与反射性规律,前五十年,希腊的克莱奥美德指出了太阳光在大气层中的折射现象,一二零年,埃及的托勒密研究了光在水中和空气中的折射现象,但折射定律却是一六二一年斯纳尔公布的。十一世纪阿拉伯的阿尔哈确定了光是通过物体映入眼帘的现象。十三世纪罗吉尔•培根用透镜观察试验,在《大著作》里记载了透镜可放大、缩小观察的物体,换言之,他已经找到了望远镜的原理。稍後的意大利人波增和英国人狄杰斯也提到了类似原理。培根甚至在其书中提及了一世纪的凯撒在进攻英国时,便已用望远镜窥探海峡对岸的动静,可这也与前三世纪亚历山大港口的灯塔上有一块玻璃镜可以望到肉眼难见的船只那样,纯属子虚乌有之谈。事实是,培根他们也只是从光学原理上推演,而未尝作出一具真正可用的望远镜来。
这是因为十三世纪的玻璃混浊不匀,很多气泡和疖子,用来做放大镜和取火差强人意,若要像望远镜需择两片玻璃组合起来望出去,便殊难视物清楚。还有,当时透镜甚少,用途不大,磨制用作望远镜的机会也不多。
但在《大著作》完成不足二十年,玻璃透镜便找到了新用处——作眼镜。此时在一二八零年,发明者系意大利的阿尔马提斯。也同望远镜的发明一样,记载下来的发明者有好几个人。
最初的眼镜是矫正远视眼的凸透镜片,因人通常到四十五左右,便会眼睛老花,也即远视眼。当时欧洲日益繁荣的城市手工作坊中技艺精湛之匠因此而大大延长了他们的职业寿命,日益增加的画师也是如此,对文化知识的主要掌握者——教士也大有裨益。