陽燧照物

陽燧①照物皆倒，中間有礙②故也。算家謂之“格術③”。如人搖櫓，臬④為之礙⑤故也。若鳶⑥飛空中，其影隨鳶而移，或中間為窗隙所束⑦，則影與鳶遂相違，鳶東則影西，鳶西則影東。又如窗隙中樓塔之影，中間為窗所束，亦皆倒垂，與陽燧一也。陽燧面窪⑧，以一指迫⑨而照之則正；漸遠則無所見；過此遂倒。其無所見處，正如窗隙、櫓臬、腰鼓⑩礙之，本末相格，遂成搖櫓之勢。故舉手則影愈下，下手則影愈上，此其可見。陽燧面窪，向日照之，光皆聚向內。離鏡一二寸，光聚為一點，大如麻菽，著物則火發，此則腰鼓最細處也。豈特物為然，人亦如是，中間不為物礙者鮮矣。小則利害相易，是非相反；大則以己為物，以物為己。不求去礙，而欲見不顛倒，難矣哉！《酉陽雜俎》謂“海翻則塔影倒”，此妄説也。影入窗隙則倒，乃其常理。 ^[1] 

①陽燧（suì）：一種凹面銅鏡，鏡面呈拋物面，古代用以聚集陽光取火，其原理與現今的拋物面太陽灶相似。

②礙：阻礙，文中指光的聚焦處，即凹面銅鏡拋物面的焦點。

③格術：古代數學術語，由沈括在這條筆記中最早明確提出，用現代科學術語來解釋的話，大致相當於“幾何光學”。

④臬：船上用來支撐櫓的小木樁，即力學上的支點，將搖櫓的力往相反的方向作用於水而產生推進力。

⑤礙：阻礙。這裏的“礙”是一種比喻的用法，即力通過支點後作用於相反方向，用來進一步説明光通過凹面鏡焦點的反射情況。

⑥鳶（yuān）：老鷹，猛禽。

⑦窗隙所束：被窗户縫隙所束，文中指光線透過窗户細縫，與光線透過小孔成像的情況相似。

⑧窪：凹陷。

⑨迫：靠近。

⑩腰鼓：古代一種中間細、兩端對稱的鼓，這裏用腰鼓以細處中心對稱的情況來比喻陽燧焦點與光線反射的關係。

麻菽（shū）：芝麻、豆子。菽：豆類的總稱。

著物：加於物上，文中指將可燃的東西放到凹面鏡的聚光點處。著：加於……之上。

豈特：豈止，不只是。特：只，僅，獨。

然：如此，這樣。

鮮（xiǎn）：少。

易：換，改變。

《酉陽雜俎（zǔ）》：唐代段成式所撰筆記體小説，20卷，《續集》10卷，以內容廣博而著稱。段成式（約803—863年），字柯古，晚唐鄒平人。

海翻則塔影倒：出自《酉陽雜俎·卷四·物革》。原文為：“諮議朱景玄見鮑容説，陳司徒在揚州，時東市塔影忽倒。老人言，海影翻則如此。”

用陽燧照物體都是倒立的影像，是因為中間有障礙的緣故。算學家説這叫做“格術”。譬如人搖櫓，作支撐的小木樁成了櫓的障礙一樣。像老鷹在空中飛行，它的影子隨着鷹飛而移動，如果鷹和影子之間的光線被窗孔所約束，那麼影子與鷹飛的方向就相反了。又像窗孔中透過樓塔的影子，中間的光線被窗孔所約束，也都是倒垂，與陽燧的情形一樣。陽燧的鏡面是凹陷的，當一個手指靠近鏡面時，像是正的；當手指漸漸移遠到某一位置，像就不見了；超過這一位置，像就倒過來了。那個看不見的地方，正如窗户的孔、架櫓的木樁、腰鼓的腰成了障礙一樣，物體與像相對，就成了搖櫓的情形。所以舉起手來影子就越向下，放下手來影子就越向上，這應該是可以看得到的。陽燧的表面是凹陷的，對着太陽照，光線都集中在內心。離鏡面一二寸的地方，光線集中成一個點，大小如芝麻粒，照到物體上面，物體一會兒就燃燒起來，這就是腰鼓最細的地方。豈止物體是這樣，人也如此，中間不被外物阻礙的很少。小的就把利害互相改變，是非互相顛倒；大的就把自己當成外物，把外物當成自己。不要求去掉障礙，卻想看到不顛倒的物象，太難了啊!《酉陽雜俎》所説“海翻則塔影倒”，這純屬虛枉之談。影像通過窗孔就會顛倒，這才是通常的道理。 ^[1] 

這則筆記描述陽燧（古代的一種凹面鏡）奇異的成像現象，並用生動的比喻闡述了這些現象產生的原因。從現代物理光學角度看，沈括在文中論及的光學現象主要包括以下幾個方面： 　解釋了凹面鏡倒立成像的原因。沈括以為，陽燧的中間存在一個“礙”，因此照出的物像都是倒立的。這種“礙”是什麼東西呢？沈括用船上安櫓的小支柱、窗欞的縫隙、腰鼓的最細處作了形象的比喻。實際上“礙”就是現代光學中所講的凹面鏡的焦點。

分析了小孔成像的成倒影問題。沈括觀察了鷂鷹飛翔的情況。如果沒有東西阻礙，鷹投射到地面的影子與其本身飛行的方向是一致的，如果受到窗户縫隙的阻礙，則鷹的投影與它的飛行方向相反。沈括同樣也把這一現象歸結為“中間有礙”的緣故，但究其實質，小孔成像與凹面鏡成像是兩類不同的光學現象。

論述了凹面鏡所成物像與物體距離的關係。沈括發現，當手指接近鏡面的時候，可以看到一個正立的物像。手指後移，移動到一定的位置，物像會突然消失，這一處就是陽燧的“礙”。手指再向後移，消失的物像又重新出現，但已經是倒立的物像了。在這一實驗中，沈括論證了物體在凹面鏡焦點內、焦點上和焦點以外成像的重要規律。

其實，早在兩千多年前，古人就已經觀察到凹面鏡、小孔成像等一系列光學現象了。先秦墨家學派的代表著作《墨子》記載：“下者之人也高，高者之人也下，足蔽下光故成影於上，首蔽上光故成影於下。”這是世界上最早有系統的文獻記錄，已經達到很高的水平。沈括在筆記中論及的問題，正是對前人研究的繼續和深入。

《夢溪筆談》包括《筆談》、《補筆談》、《續筆談》三部分。《筆談》二十六卷，分為十七門，依次為“故事、辯證、樂律、象數、人事、官政、機智、藝文、書畫、技藝、器用、神奇、異事、謬誤、譏謔、雜誌、藥議”。《補筆談》三卷，包括上述內容中十一門。《續筆談》一卷，不分門。全書共六百零九條（不同版本稍有出入），內容涉及天文、數學、物理、化學、生物、地質、地理、氣象、醫藥、農學、工程技術、文學、史事、音樂和美術等。在這些條目中，屬於人文科學例如人類學、考古學、語言學、音樂等方面的，約佔全部條目的18%；屬於自然科學方面的，約佔總數的36%，其餘的則為人事資料、軍事、法律及雜聞軼事等約佔全書的46%。

就性質而言，《夢溪筆談》屬於筆記類。從內容上説，它以多於三分之一的篇幅記述並闡發自然科學知識，這在筆記類著述中是少見的。

《夢溪筆談》詳細記載了勞動人民在科學技術方面的卓越貢獻和他自己的研究成果，反映了我國古代特別是北宋時期自然科學達到的輝煌成就。

沈括（公元1031～1095年），字存中，號夢溪丈人,北宋杭州錢塘縣（今浙江杭州）人 ，漢族。1歲時南遷至福建的武夷山、建陽一帶，後隱居於福建的尤溪一帶。仁宗嘉祐八年（公元1063年）進士。神宗時參與王安石變法運動。熙寧五年（公元1072年）提舉司天監，次年赴兩浙考察水利、差役。熙寧八年（公元1075年）出使遼國，駁斥遼的爭地要求。次年任翰林學士，權三司使，整頓陝西鹽政。後知延州（今陝西延安），加強對西夏的防禦。元豐五年（1082年）以宋軍於永樂城之戰中為西夏所敗，連累被貶。晚年在鎮江夢溪園撰寫了《夢溪筆談》。

《陽燧照物》選自《沈括·夢溪筆談·辯證一》

沈括，北宋科學家、改革家。晚年以平生見聞，在鎮江夢溪園撰寫了筆記體鉅著《夢溪筆談》。一位非常博學多才、成就顯著的科學家，我國曆史上最卓越的科學家之一。精通天文、數學、物理學、化學、地質學，氣象學、地理學、農學和醫學；他還是卓越的工程師、出色的外交家。

沈括的科學成就是多方面的。他精研天文，所提倡的新曆法，與今天的陽曆相似。在物理學方面，他記錄了指南針原理及多種製作法；發現地磁偏角的存在，比歐洲早了四百多年；又曾闡述凹面鏡成像的原理；還對共振等規律加以研究。在數學方面，他創立「隙積術」（二階等差級數的求和法）、「會圓術」（已知圓的直徑和弓形的高，求弓形的弦和弧長的方法）。在地質學方面，他對沖積平原形成、水的侵蝕作用等，都有研究，並首先提出石油的命名。醫學方面，對於有效的藥方，多有記錄，並有多部醫學著作。此外，他對當時科學發展和生產技術的情況，如畢畢昇發明活字印刷術、金屬冶煉的方法等，皆詳為記錄。