光学知识的应用

一、红光验尸

《梦溪笔谈》卷十一载： “太常博士李处厚知庐州慎县，尝有殴人死者，处厚往验伤，以糟悯灰汤之类薄之，都无伤迹。有一老父求见曰： ‘验伤不见其迹，此易辨也。以新赤油伞日中覆之，以水沃其尸，其迹必见。’处厚如其言，伤迹宛然。自此江淮之间，官司往往用此法。” 李处厚在庐州慎县当县令时，有人被打死了，处厚前去验伤，用糟悯灰汤之类洒在尸体上，看不到伤迹。这时有一老父提出，可在阳光下用新赤油伞照着尸体，并在尸体上撒上水，伤迹必然会显现出来。处厚照办，果然有效。从此以后，江淮之间办案常用这种方法。

“以新赤油伞日中覆之，以水沃其尸”的验伤方法被称作“红光验尸法”。北宋庐州慎县故城在今肥东县梁园一带，可见这种方法是北宋时安徽人的发明。

红光验尸法使用新的红油纸伞在日光下滤取红色波段光，犹如现在的滤光器。受伤尸体皮下淤血处一般呈青紫色，如果在白光下看不清楚，而在红色光线下则能提高它与周围部分的反衬度，很容易看出来。模拟实验证明： 在阳光观察手背静脉，取其深而不明者作为观察对象，让阳光透过6500埃滤光片，也有同样效果。而用5900埃滤光片滤取橙黄色光、用5000埃滤光片滤取绿色光、用4600埃滤光片滤取蓝色光、用4200埃的滤光片滤取青紫色光来观察，则逐渐难于辨认，以至完全辨不清。这就从理论上和实践上证明，红光验尸是很合乎科学道理的验尸方法。有关这一方法的记载，也是我国关于滤光应用的早期记载 (王锦光等 《中国光学史》，湖南教育出版社1986年版第93―94页; 中国科技大学等 《 〈梦溪笔谈〉 译注》，安徽科学技术出版社1979年版第144页)。

南宋以后，红光验尸作为一项行之有效的方法，广泛地被一些重要的法医学著作所著录。1200年 (南宋宁宗庆元六年) 刊行的郑克的《折狱龟鉴》，1211年(南宁宁宗嘉定四年)刊行的桂万荣的 《棠荫比事》，1247年 (南宋理宗淳佑七年) 刊行的宋慈的《洗冤集录》，都记载了这一方法，并对在安徽发明的红光验尸法作了新的发展。

《棠荫比事》刊行后曾风行日本、朝鲜，成为这两个国家刑侦书籍的先声。《洗冤集录》更被译成荷兰文、法文、德文、英文、俄文、日本文、朝鲜文等各种文本。因此，红光验尸法也随着这些著作而传入世界上许多国家。

二、《演繁露》 中的光学知识

休宁程大昌的《演繁露》对于“名物典故，考证详明”，除偶尔有一二条失于粗疏外，“其他实多精深明确，足为典据” ( 《四库全书总目》卷一一八)。这部书记载的光学知识，包括关于日食观测中的光学知识和关于色散现象的卓越见解。

我国古代对日食的观测，最初是用肉眼直接观察。西汉学者京房曾用水盆照映的方法，以避免强烈日光刺眼。《开元占经》卷九引京房《日食占》说： “日之将蚀，……置盆水庭中，平旦至暮视之。”这是观测日食方法的一大改进。但是，这种方法的缺陷在于，如盆水不深，盆底又非黑色，光的漫射仍很强烈，象的反衬差，效果不好，因此后来又由水盆照映改进为油盆照映。首先记载这一改进的是程大昌的《演繁露》。该书卷一说：淳熙丙申三月朔日 (1176年4月11日)，作者在开封观测日食时，“以盆贮油，对日景候之……约其所欠，殆不及一分”，即用油盆照映的方法，观测出食分不到1/10的日食。这是由于油面对可见光的反射率比水水面更低，而且油的透明度差，可以减小盆底的漫反射光线，增大像的反衬度; 再加上油的粘度大，反射面比较平稳，所以人们可以更清晰、更持久，从而也就更能准确地对日食进行观测。

关于白光色散现象，我国早在南北朝时期已经有人注意到了，北周庾信诗中就有 “雪花开六出，冰珠映九光” (庾信 《郊行值雪》，《全汉三国晋南北朝诗》 “北周诗卷三”) 的诗句，唐宋文学作品中更是多次提到。但从现有材料看，最早对这一现象作出精辟解释的是程大昌。《演繁露》卷九有如下记载：

《杨文公谈苑》 曰： “嘉州峨嵋山有菩萨石，人多收之，色莹白如玉，如上饶水晶之类，日射之有五色，如佛顶圆光。”文公之说信矣，然谓峨嵋有佛故此石能见此光，则恐未然也。凡雨初霁或露之未?，其余点缀于草木枝叶之末，欲坠不坠，则皆聚为圆点，光莹可喜。日光入之，五色具足，闪烁不定，是乃日之光品著色于水而非雨露有此五色也。峨嵋山佛能现此异，则不得而知。此之五色，无日则不能自见，则非因峨嵋有佛所致也。

程大昌的这段论述表明： (1) 发现了日光通过一个液滴也能化为多种色光，即色散现象;(2)把日光通过液滴的色散现象，同日光通过自然晶体 (菩萨石、水晶) 的色散现象联系起来，认为二者同出一理; (3) 明确提出了 “五色” 光的生成，是 “日之光品著色于水”，“无日则不能自见”，阐明了五色光彩来源于日光，接触到色散现象的本质;(4)批判了对于色散现象的神秘传说，表现了科学的态度和精神(王锦光等《中国光学史》，湖南教育出版社1984年版第121页)。所有这些，不仅在色散认识史上有重要意义，而且对于虹的色散本质的认识也有巨大的推动作用。