谁最早开始研究光学？

两千年前，墨子的墨经也记载了丰富的几何光学知识。墨子当时就知道，道光是走直线的。墨子和他的学生做了世界上最早的“针孔成像”实验，并对实验结果发表了精辟的见解。在黑暗小屋的朝阳墙上开一个小洞。当人站在屋外面对洞口时，房间的对面墙上会出现一个倒置的图形。为什么会这样？《墨经》中写道:“景光民若光，下者入也高，上者入也低。”因为光像射箭一样直线传播。人体下部挡住直射光，通过小孔射进来，在上面形成阴影；人体的上部挡住了直射光，穿过小孔，在下面形成阴影，成为倒影。这是对光直线传播的第一个科学解释。

墨经也是用光的直线传播原理来解释物体与投影的关系。墨家认为，当光线被遮挡时，就会发生投射，一个物体的投射不会随物体移动。飞鸟，它的影子好像在飞，其实不是。墨家指出，鸟挡住了直射的光线，形成了阴影。过了一会儿，鸟移动了它的位置。现在，在光线照不到的地方，旧的影子消失了，在一个新的地方，新的影子出现了。也就是说，当一只鸟在飞的时候，它的影子并没有随之移动，而是新旧投影不断更新。2000多年前，要研究光的本质，解释动影和不动影的关系并不容易。

墨家在研究了两个光源同时照射一个物体并形成阴影的现象后指出，一个物体因为被两个光源照射，所以有两种投影；如果只有一个光源照亮一个物体，那么只会产生一个投影。这些讨论非常符合现代光学中对“本影”和“半影”的描述。

3000多年前中国就出现了铜镜。到了战国时期，铜镜的制造和使用已经积累了丰富的经验。墨子及其弟子对镜面成像原理进行了深入研究，提出了平面镜、凹面镜、凸面镜的成像理论。

墨家在分析镜像时，把一个物体看成是由无数个物体组成的，由此产生的图像是由无数个“糗”(音:邱)组成的。“尴尬”一词的本义是炒米粉。这里取其微小意义，描述物体的像点。

墨家知道光线会在透镜或凹面镜前聚焦。墨家经典说:“远处有终有光，故也在景之内。”场景是阴影，指的是物体的影像；在内就是满足，就是聚集在一个点上。焦点在墨家的书中常被称为“正”或“内”，所以我们知道墨家研究过聚光原理。

墨子家也深知凸面镜产生虚像的原理。《墨经》记载:“风景臭无数遍，必是太正，故自然同处。”意思是物体的阴影是由物体与镜子的距离决定的，它可以在任何地方形成，所以有无数个阴影，但这些阴影必须穿过焦点，也就是穿过“正”。在我们所知道的可以成像的所有物体中，太阳是最远的，所以它在焦点处成像。物体离镜子越近，成像位置越远；如果物体和太阳一样远，图像也在焦点上，那么，“同一个地方，它的形体是自然的。”

墨家早已知道凹面镜成为实像的现象。墨家的书上说:“站在镜子前看风景。”是指物体被凹面镜反射，图像是倒置的，“到”就是倒置的意思。书中对这种现象给出了解释:“脚对光开放，所以风景在上面；第一次发光，就成了一道风景。"

从《莫箐》中的记载可以看出，墨家对光的本质和凹凸镜的成像现象相当熟悉。不难推测，我国在墨家时代已经出现了凹面镜和凸面镜。而且墨子和他的弟子们一定是做了很多实验，对这些实验进行了仔细的观察和思考，才得出这些结论的。

在中国浩如烟海的经史著作中，莫箐是唯一系统论述中国古代几何光学发展的著作。

据《墨子洞备》记载，当时人们为了防止敌人攻城，设计了地下声源探测装置。具体做法是沿城墙根部每隔一定距离挖一口井，直到地下水位以下两尺左右，然后在地下放置一个容量为七八十升的陶瓮，用皮革将陶瓮盖上，作为地下发声盒。让听觉灵敏的人趴在骨灰盒口，仔细听。当敌人挖地道攻城时，可以根据陶罐的响声确定敌人的方向和位置，从而出兵迎敌。

在数学方面，莫箐提出了几何的一些定义。例如:

“平，一样高。”说平的定义，指出同样的高度是平的。

“直，和也。这里的参考是三。三点* *线是直的，这就是直线的定义。

"长度相同，相位正."意思是当两个物体进行比较时，它们的长度完全相同。

“中国，一样长。”说的是车身承重中心的定义。

“圆的，一个一样长。”这是莫箐对圆的定义。这完全符合现代数学对圆的定义，“一个点与中心等距的轨迹。”

另外，莫箐提出了“端”、“尺”、“面积”、“孔”等概念，大致相当于现代几何中的点、线、面、体。书中写道:“端者，体不厚而前者也。”“结束，是天衣无缝的。”“段”字的本义是一种植物新出土的芽尖，全株由此长出。在这里借用来形容没有厚度、没有缝隙、没有中断的几何“点”，虽然这种想法在目前来看不是很准确，但在文明的时候还是很有价值的。