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光學,我們自然視力的增強
是 500 年來,科學最主要的 催化劑之一
有趣的是,光學發展最初不是 為了科學,而是更實際的問題
1440 年古騰堡 (Johannes Gutenberg) 發明了印刷機
短期內,書籍由稀有
變為普遍現象
新的閱讀材料意味著更多知識流通
但也意味著更多的人過度用眼
尤其是用燭光閱讀時
雖然眼鏡早在 1286 年 就在義大利發明
到這時,眼鏡的需求才大幅增加
既然使用鏡片可以看得更清楚
人們開始思考,能否透過儀器 讓肉眼看到本來看不見的東西
虎克 (Robert Hooke) 研究顯微鏡 1665 年公布他發現的小世界
他在《顯微圖譜》書中稱為「細胞」
光譜的另一端
伽利略 (Galileo Galilei) 改良了伸縮式望遠鏡
1609 年,他改進的望遠鏡 強大到足以看清天空遠處的物體
精度前所未見
他發現,月球上有隕石坑和山脈
木星有衛星。支配地球與 天體運行的整個系統開始被質疑
不是每個人都樂見伽利略的發現
例如當時大家認為 月亮是完全光滑的球體
然而擺在眼前的證據卻難以忽視
發現木星的衛星後,他也證實了 克卜勒 (Johannes Kepler) 的推測
就是地球並非宇宙的中心
他又消除了另一個當時的核心教條
伽利略去世後一年
牛頓 (Isaac Newton) 誕生了
過去的未知,如今已可觀察得到
其中大多只是進一步問題的基礎
光是什麼?顏色是什麼?
支配地球與天體的法則又是什麼?
透過敏銳的觀察就能發現嗎?
牛頓做了廣泛的光學實驗
才了解光的本質
顏色則是光的組件,各有不同頻率
在牛頓之前,人們普遍認為 顏色是因為光量不同造成的
紅色的光最多,藍色則是最暗的
牛頓的三稜鏡實驗顯示 不但白光可分解出各種組成顏色
第二個透鏡也可將各色重組回白光
這顯示顏色與光的折射有關 與亮度無關
牛頓的光學研究 引領了反射式望遠鏡的發展
加上他對行星運動的研究 引發了他的萬有引力定律
這是世上最偉大的例子之一: 要了解看不見的事物
可觀察它對可見事物有什麼影響
我們把時間快轉到幾百年後的今日
光學已從單一鏡片進化到可觀察 其他星系的新星誕生、
嬰兒在子宮內發育、
電子繞著原子轉動
現代太多東西可以看到了,重要的 不是看到什麼,而是怎麼看這世界 甚至比我們所看到的重要。
我們覺得世上所有重要的事物 都已被發現了嗎?
還是覺得昨日的發現,不過是 引領我們到明日突破的入口?