Термин «оптика» происходит от греческого опсис (зрение) и в античную эпоху означал собственно науку о зрении. Кроме того, существовала катоптрика – наука об отражении лучей света от зеркальных поверхностей и диоптрика – наука об оптических измерениях. Подобное деление оптики было предложено Героном Александрийским (I век н.э.). Античные зрительные теории были основаны на принципе взаимодействия видимого объекта и смотрящего субъекта. Существовало три способа осуществления подобного взаимодействия: объект мог направить сквозь промежуточную среду подобие своего образа к глазу; глаз мог послать луч или направить зрительную силу к объекту, связь могла инициировать промежуточная среда, находящаяся между объектом и глазом.

Теория вхождения (примерно V в. до н.э.) разрабатывалась атомистами, которые утверждали, что атомы отходят от видимых объектов во всех направлениях и проникают в глаз смотрящего. Мельчайшие частицы переносят изображения («атомы света»). Свет и цвет – это материальные истечения. Все объекты постоянно испускают подобия, то есть бесконечное число копий.

Попытки математически описать природу испускаемых предметами «образов» были впервые предприняты представителями пифагорейской школы (оптические иллюзии толковались ими как обман чувств). Они отрицали возможность крупных объектов посылать свои подобия, так как глаз не способен их вместить, они полагали, что это глаз обладает зрительной силой, заключающейся в визуальном луче. Видимое понималось как выражение числовых и пространственных эманаций зрения. Оно представлялось как взаимодействие с образами, испускаемыми от предмета. В дальнейшем этот тезис был переосмыслен Средневековьем и Возрождением, создавшим на его базе учение о зрительных лучах и зрительной пирамиде.

Позднее теория вхождения была дополнена и развита эпикурейцами. Подобная трактовка появляется в трактате Лукреция (I век до н.э.) «О природе вещей», где подобия называются симулякрами. Линдберг писал, что теория эпикурейцев опиралась на представления о том, что на поверхности предметов находится множество крохотных тел, которые способны от них отрываться в точном порядке, всегда сохраняя их облик и форму.

Эти тончайшие образы, называемые эйдосами на греческом и симулякром на латыни, сравнивались Лукрецием с чешуйками на коже змеи. Субъект, воспринимая подобия объекта, мог судить обо всём объекте в целом, его качествах и свойствах.

Если атомистическая теория эйдосов может быть названа теорией вхождения, так как лучение направлено на глаз зрителя, то концепция испускания основывалась на движении зрительного луча из глаза смотрящего на видимый объект. Данная теория была предложена Евклидом, он был первым, кто попытался применить геометрию для объяснения видимой величины фигуры, для трактовки отражения света и других оптических явлений.

Суммируя опыт своих предшественников, Евклид в трактате «Начала», а затем Архимед в «Оптике» и «Катоптрике» описали законы распространения и отражения света, провели анализ геометрического построения теней различных предметов. Геометрическая оптика и теория перспективы Евклида составили его закон перспективы из четырнадцати положений, основанных на наблюдениях.

К сожалению, «Катоптрика» Евклида до нас не дошла. Сочинение с таким названием, некоторое время, приписывавшееся Евклиду,оказалось компиляцией IV века н.э., автором которой является, возможно, Теон Александрийский. Память о подлинной «Катоптрике» Евклида вскоре была оттеснена на второй план «Катоптрикой» Архимеда.

Сочинение с таким названием, некоторое время, приписывавшееся Евклиду,оказалось компиляцией IV века н.э., автором которой является, возможно, Теон Александрийский. Память о подлинной «Катоптрике» Евклида вскоре была оттеснена на второй план «Катоптрикой» Архимеда.

(Прим. ред. По сравнению с оптическими трактатами Евклида и Архимеда «Катоптрика» Герона Александрийского (150-250 н.э.) содержала ряд новых элементов. В ней Герон обосновывал прямолинейность световых лучей бесконечной скоростью их распространения. В своем трактате Герон рассматривает различные формы зеркал (в частности, цилиндрические) и вызываемые ими искажения изображений. Герон Александрийский разделял науку о видении на оптику, т.е. собственно учение о видении, диоптрику, т.е. учение о преломлении света при прохождении через отдельные преломляющие поверхности и их системы, и катоптрику, т.е. учение об отражении. Любопытно, что «Катоптрика» Герона первоначально приписывалась Птолемею).

Представления о свете и теория Евклида во II веке были развиты эллинистическим математиком и астрономом Клавдием Птолемеем, согласно которому конусообразный луч выходит из глаза и движется по прямой. Птолемей, используя традиции Платона, Аристотеля, Евклида, продолжил изучение законов восприятия цвета и световоздушной среды. Основные труды Птолемея – это «Альмагест» и трактат «Оптика», который состоял из пяти книг и был посвящён рассмотрению природы света и условий зрительного восприятия.

В трактате излагались общие законы отражения, теория зеркал и проблемы диоптрики. Автор рассматривал физические основы зрения и обусловленные ими оптические обманы, излагал свои взгляды на перспективу, в частности проблемы построения световоздушной перспективы. (Прим. ред. Отметим, что положения оптики Птолемея, касающиеся передачи в пространстве объектов, расположенных на разном расстоянии от зрителя, а также вопроса построения световоздушной перспективы, по мнению Э.Гомбриха, были первой попыткой описать принципы световоздушной перспективы, которые в дальнейшем легли в основу воздушной перспективы Леонардо).

Птолемей также развивал идеи Евклида о роли угла зрения при восприятии нескольких объектов и их расположения относительно друг друга. В «Альмагесте» упоминается явление рефракции (глава 2 книги IX). Кроме того, в главе 3 книги I Птолемей обсуждает вопрос о кажущемся увеличении видимых диаметров Солнца и Луны у горизонта. Он объясняет это явление «увеличением влажности в атмосфере» на пути горизонтального луча. В «Оптике» данному явлению даётся объяснение как психологическому эффекту. «По-видимому, в IX веке «Оптика» была переведена с греческого на арабский язык. В XII веке эмир Евгений Сицилийский (1125-1195) выполнил ее перевод с арабского языка на латынь».

читать текст полностью