摄影术在近代欧洲诞生的必然性（3）

大成教育图书馆 2021-11-13

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“没有基督教就没有现代科学”。——吴国盛

目前现存最早1545年的小孔成像示意图。网上图片

摄影术在近代欧洲诞生的必然性（3）

三、在光学研究上承前启后的中世纪的阿拉伯及欧洲学者

感谢中世纪的阿拉伯一些昌明的当权者对希腊文化的重视，感谢阿拉伯学者及翻译家。尽管无法明确阿拉伯当权者的目的，但是因为当权者的资助，使得希腊化时期的很多文献被翻译为阿拉伯语而保存了下来。除此之外，阿拉伯学者通过对希腊文化知识的学习，自己也在各方面进行了科学探索，其中，在光学领域的研究，反映出了那个时代伊斯兰最杰出的科学成就。

阿拉伯学者本·伊扎克 (Ben Yitzhak) 撰写的眼部解剖手稿，摘自他关于眼部问题的书。网上图片

跨越了10、11世纪的阿拉伯学者伊本·海桑（Ibn al-Alhazen，965— 1040年）对光学的探索最具有代表性、成果最丰硕。海桑把希腊一开始就对相互分离的光学现象研究方法——数学方法、物理方法及医学方法进行了整合。“1021年，伊本·海桑在其七卷本的《光学》中，科学地定义了光和光学的基本性质，这本书被认为是此后600年中关于这一主题的最重要的书籍。海桑是第一个使用实验方法和逻辑推理来定义光的基本性质的人。”【13】柏拉图说法，光从观察者的眼睛会发出，与太阳结合形成从可见物质延伸到眼睛的介质，通过这种介质，产生于可见物体的“运动”被传递到眼睛。另外，欧几里得也认为光从眼睛“出射”的。而海桑认为光来自外部光源，光呈射线沿直线形式传播。虽然海桑不是第一个使用暗箱的人，但他是第一个描述如何建造暗箱的人；此外，他还描述了如何用透镜放大物体，以及如何通过缩小针孔的大小，使针孔的投影图像更加清晰。

阿拉伯学者伊本·海桑（Ibn al-Alhazen）及演示针孔成像示意图。网上图片

11世纪晚期，中国北宋年间，沈括写了一本被称为中国古代“百科全书”的《梦溪笔谈》，其中在《卷十九·器用》对凹凸镜、《卷三·辩证一》对小孔成像的现象进行了叙述。但（沈括）试图用小孔成像的原理，解释物件在焦点外成倒象的现象，但其解释并不完全正确。【14】

从古希腊、阿拉伯、欧洲这一光学发展脉络看，中世纪阿拉伯学者对古希腊光学学术的继承与修正，使他们的光学研究为现代光学打开了一扇门。12世纪末13世纪初，海桑的《光学》被译为拉丁文传至西方国家。在13世纪后半叶，英国的罗杰·培根（Roger Bacon，1219— 1292）对希腊、犹太、伊斯兰文的哲学和科学的大部分译著进行了广泛的阅读和学习，并掌握了丰富的光学知识，尤其接受了海桑对光学的定义。培根“开创了西方的光学/透视学传统、而他的学术成果被同代人Pecham（佩查姆）和Witelo（威特洛）制定为教学的范本”，【15】培根不仅第一个在西方完整描述了放大镜、还描述了使用暗箱安全觀測日食的方法。后来的达·芬奇把培根的光学实践作为自己的应用方法，再后来开普勒、笛卡尔也深受培根学术影响。在中世纪，无论阿拉伯还是欧洲，涉及光学研究的学者绝不止伊本·海桑和罗杰·培根二人，但他俩在光学上的研究与发现成就显著，对光学这门学科未来的发展历程起了决定性作用。

罗杰·培根关于光线被球形容器中的水折射的图。网上图片

关于中世纪多说两句。很多人认为，中世纪与黑暗是同义语，那个时代在宗教的桎梏下，欧洲人被裹挟在为免于下地狱而救赎的情结里度过了近千年，并觉得宗教与科学相对立。其实不然，中世纪确实有过一半的黑暗时期，可在中世纪后半叶由于种种原因发生第一次学术复兴，“促成了拜占庭所保留的希腊文明、阿拉伯文明以及通过阿拉伯人传播到欧洲的中国文明，与欧洲人所继承的罗马文明之间的交流融合。”【16】关于我们对中世纪以往的认知，倒希望有熟稔中国与西方的历史学者，把中国古代皇权与中世纪神权进行一下类比，看看在它们的各自统治下，哪里的民众及文化发展更不堪。至少有一点我们都清楚，在二十世纪初，西方的现代文明已经发展到极其成熟时，满族清朝赋予我们这个民族的辫子才被剪掉，之前我们反倒以被辫子所控制脑袋，把西方的现代物质文明称作“夷技”。

因为教皇格列高利七世（也称：圣额我略七世Sanctus Gregorius PP. VII）推动的“新教会法”（jus novum），最终导致了世俗法律体系的形成，在教会权力边界之外世俗权利得以发展的同时，城市自治得以保证，并形成当时的特色。英文University 来源拉丁语universitas，它的本意是城市各种自治行会组织，其中包括学生联合会、教师联合会和师生联合会，最终学生与教师的组织发展成大学。世界上第一所大学博洛尼亚大学（拉丁语: Universitas Bononiensis）也正是这样成立起来的，并且拥有很高的自治程度。当时教会学术的态度奉行“耶路撒冷的归耶路撒冷、雅典的归雅典”神圣教义与世俗学术并行不悖。作为造物主的上帝，允许你去探究、认识、解释上帝创造的一切，这种经院哲学观念使得很多基督徒成为了科学家。无论大学制度，还是经院哲学的观念，都成了文艺复兴的发生及现代科学的诞生的基础条件。吴国盛在他的《什么是科学》里有一章用了一个非常鲜明的题目“没有基督教就没有现代科学”。

博洛尼亚大学，成立于1088年网上图片

描绘博洛尼亚大学15世纪绘画网上图片

四、从文艺复兴（Renaissance）到新教改革时期的光学研究与应用

之前人们使用暗箱技术，一般为在观看日食时以防危害眼睛。进入16世纪，暗箱开始被广泛地用于科学和艺术实践。文艺复兴时期的列奥纳多·达·芬奇（Leonardo da Vinci）1502年在他的《大西洋抄本》(Codex Atlanticus)论述过针孔成像和暗箱。荷兰的杰玛·弗里西乌斯（Gemma Frisius）1545年在他的《天文学和几何学原理》（De Radio Astronomico Et Geometric Liber）一书中讨论了用暗箱观测1544年的一次日食，其中有一幅目前现存最早的针孔成像示意图。1558年喬瓦·巴蒂斯塔·德拉·波塔（Giambattista della Porta）在《自然的魔术》（Magia naturalis）里描述了通过镜头和镜子的实验对暗箱的改进。【17】丹尼尔·巴巴洛（Daniele Barbaro）于1568-69年出版了《透视的实践》（La pratica della perspettiva）这是一本为艺术家和建筑师编写的透视学专著，书中描述了如何使用带有镜头的暗箱，并第一次尝试建构空间上的逻辑顺序，这部著作可以启发训练人们三维空间的想象力。从丹尼尔·巴巴洛的《透视的实践》可以认识到，为何西方绘画“开挂”出可以在二维平面表现出三维的透视效果，而中国传统绘画却远远不能达到西方“错觉艺术”的空间逻辑表达能力。

列奥纳多·达·芬奇 (Leonardo da Vinci，1452年—1519年) 《大西洋抄本》 (Codex Atlanticus，1515) 中绘制的暗箱网上图片

Gemma Frisius 1545年的De Radio Astronomica et Geometrica书中有现存最早的暗箱示意图，它描述了1544年发生的一次日全食。网上图片

丹尼尔巴巴罗（Daniele Barbaro）的《透视训练》（La pratica della perspettiva，1569年）网上图片

由于16世纪马丁·路德（Martin Luther，1483—1546年）的宗教改革，让当时低地的北欧（主要是荷兰七国联合共和国）兴起与聚集的新教教徒的生产、经营展现出现代资本主义经济运作的雏形，这样的结果就是让该地区很快变得普遍的富有，经济的发达必然导致科技、文化上的进步和创新。为了扩大贸易造就了荷兰最早的航海国家，这样荷兰人发明望远镜也是必然。科学史作者托尼·克里斯蒂（Thony Christie）说：“不知道是谁真正发明了显微镜，而且显微镜的原理很可能是在同一时间被几个人不约而同发现的。”【18】连同显微镜一样，尽管没明确考证出到底谁是第一个发明者，但文献记载与显微镜、望远镜发明的几位相关人，都出于16世纪末、17世纪初同时代科学家、发明家与工程师不断涌现的荷兰。

专注于科学新闻与科学史的作家劳伦·考克斯（Lauren Cox）在她《谁发明了显微镜？》（Who Invented the Microscope?）【198】里，对眼镜制造商汉斯·詹森和扎卡利亚·詹森（ Hans Janssen and Zacharias Janssen）父子，另一位眼镜制造商、发明家汉斯·李普希（Hans Lippershey），工程师、发明家科尼利斯·德雷貝爾（Cornelis Drebbel），科学家安东尼·范·列文虎克 (Antonie van Leeuwenhoek)这几个人，他们与复合显微镜及单透镜显微镜的发明之间的关系进行了详细阐述。文中以相关专家的观点，并不十分肯定地认为，是眼镜制造商詹森家族在1590年最早发明了显微镜。劳伦·考克斯在她的另一篇文章《谁发明了望远镜？》（Who Invented the Telescope?）【20】一文里对两位荷兰人汉斯·李普希与雅可布·梅提斯（Jacob Metius）望远镜的发明之争，也没有一个肯定的结论。尽管1608年当时的荷兰政府没有批准汉斯·李普希对望远镜的专利申请，但政府还是对两位望远镜专利申请人给予了资助。从显微镜与望远镜的发明现象，可以看出当时荷兰光学知识与光学制造技术的普及，让很多涉及从事光学职业的人，不约而同有了对光学科技实践应用的共识。

无论具体是哪个人发明了显微镜或望远镜，两个光学工具都是诞生自16世纪末、17世纪初的荷兰人之手，这也是顺理成章的事。马克斯·韦伯在阐述新教伦理与资本主义关系时，分析了新教教徒们为得以“救赎确认”把“履行天职而进行的有组织的世俗劳动”视为一种道德。【21】我们必须承认，当今世界上最发达国家无不以“虔敬、贸易、自由”为意识形态的新教群体造就出来的。处于北欧低地的荷兰是新教教义最早的践行者，这使得它们成为最早的经济发达地区，贸易对市场的要求，又造就了荷兰发达的航海业，而“海上马车夫”对一架望远镜的需求是再平常不过的事了。望远镜这一新的视觉体验，从发明之初它不仅延伸了人类瞩目大地的视野，还让人类的目光投向宇宙的深空。在随后的章节将提及伽利略制造的20倍天文望远镜。

显微镜除了成就了列文虎克微生物学之父的名声，直到19世纪，大多数显微镜都是作为绅士的玩具出售，而用处不是严肃的科学实验仪器。没想到，现在普遍为科技应用的显微镜，当初就是那些富裕的有钱、有闲人，因为对微观世界的好奇心才使其流行起来、大人们玩的一个“无用”的玩具而已。正是像对显微镜的这类“玩具”的爱好传统，成就了近代科学家中很多贵族身份的人。

再想想，为何中国古代的士大夫阶层，总喜欢沉湎于秦楼楚馆的歌赋吟唱呢？