物理故事
托勒密的角度水盆
一道光进入水中,变成了一张测量表,尽管真正的折射定律还要等待许多个世纪。
- 年代
- 150 年
- 人物
- 克劳狄乌斯·托勒密, 欧几里得
- 思想线索
- 折射, 测量表, 几何光学, 经验规律
一条不肯保持笔直的线
公元二世纪的亚历山大城,托勒密从欧几里得那里继承了视觉的几何学,也面对一个任何把手伸进水里的人都会遇到的麻烦:水下物体看起来并不在手以为的位置。
他本可以把这件事归为错觉。《光学》却描述了仪器和表格,用来比较光线碰到水面时的角度,以及进入水后改变的角度。带刻度的圆盘、瞄准尺和一盆水,把视觉上的惊讶变成了一行行数字。
图示说明
静态物理图:ptolemy_refraction_table。
图中使用现代折射率重建这个场景。托勒密并不知道斯涅尔定律,他的数据也并不完美。重要的是,他开始要求自然给出比一幅有说服力的图更明确的回答。
一张表格已经是一种思想
测量表看起来不像革命,却改变了争论的方式。角度一旦并排写下,后来的人就能重复实验、发现偏差,或者寻找原作者尚未看见的规律。
托勒密仍相信一种古老的视觉理论,认为“视觉射线”从眼睛出发。测量结果却比解释活得更久。几个世纪后,重新阅读和批评他的人同时继承了两样东西:一个可以怀疑的理论,以及一个可以重做的实验。