#2.1.3 从秘密的魔法到公开的新技术

15世纪

15世纪前叶：

• 丰塔纳在其《战争器械之书》中也描绘到一种“魔法灯笼”，画面中一人手持灯笼，投影出一个小恶魔的形象，配文“夜间出现吓唬观众”，由于配图潦草，灯笼看起来只是简单地利用烛火做光源，投影原理可能类似于影灯或走马灯。

约15世纪后期：

• 意大利画家、发明家达·芬奇（Leonardo da Vinci，1452-1519）的手稿涉及大量光学和机械内容，他探讨了一些关于眼睛是如何工作的观点，但似乎并未能明确地解释该问题；提及到视觉暂留现象，指出快速移动的人似乎会给自己的路径涂上色彩印记，闪电在乌云中移动时像一条发光的蛇，挥舞一个亮点会看到火焰余晖等；对暗箱进行了完整的描述，有270张关于暗箱的画稿，对不同的光圈形状和孔径进行成像测试。但这些内容在1797年被物理学家乔瓦尼·文丘里（Giovanni Battista Venturi，1746-1822）破译并发表之前鲜为人知。
• 达·芬奇特殊的“镜像字”书写习惯以及部分画作，后来也被认为也可能和光学研究有关。

16世纪

平面玻璃板制作技术得以完善，实用的玻璃镜开始出现。玻璃镀锡技术开始用于镜子生产，均匀、高反光率的玻璃镀锡在威尼斯盛产，价格极度昂贵。后有法国工厂盗取了该技术，实现了镜子的大规模生产，虽不光彩，但确实推动了镜子的普及。欧洲几个兴盛的玻璃制造产业圈，为高质量光学镜的研发提供了基础。

1521：

• 相传意大利画家、建筑家塞萨尔·切萨里亚诺发表了关于暗箱投影的描述，记录了一位僧侣的实验，对暗箱的形状和尺寸都给出了清晰的描述。

约1540：

• 德国数学、天文学家伊拉斯谟·赖因霍尔德发表了如何使用暗箱观看日食或街景。

1545：

• 荷兰数学家杰玛·弗里修斯在其《射电天文学与几何学》中发表了使用暗箱观测日食的插图，成为第一幅公开发表的暗箱图像。

图2-1：丰塔纳描绘的魔法灯笼（15世纪）；图2-2：暗箱手稿（达芬奇，15-16世纪）；图2-3：暗箱图像（弗里修斯，1545）

1550：

• 意大利博学家吉罗拉莫·卡尔达诺发表了已知最早的有双凸透镜的暗箱，并详细描述了透镜如何提高投影图像的清晰度和亮度。
  • 参考文献：Vaquero J M, Vázquez M. 历史中的太阳记录[M]. 柏林:斯普林格科学与商业媒体, 2009:104.

1558：

• 意大利博学者波尔塔（Giambattista della Porta，1535-1615）《自然魔法》（Magia Naturalis），系统总结了暗箱原理，为后来摄影技术的发明奠定基础，详细描述了多种凹透镜和凸透镜的功能和原理，平面镜和透镜的组合使用（翻转图像），以数学方式解释它们的折射特性，还包含多种投影方法的具体操作说明。此书后被多次翻译出版，在欧洲地区广为流传，帮助人们更加了解透镜和镜子的作用，很大程度上推动了暗箱的进一步发展。
  • 参考文献：Porta G. Magia Naturalis(1658英译版)[M/OL]. [2022-8-4].

约1560年代：

• 意大利金匠、雕塑家和画家本韦努托·切利尼在其自传中声称曾在罗马竞技场举办过一次召唤怪物的表演，但没有解析所用技术。

1573：

• 意大利数学家埃格纳蒂奥·丹蒂（Danti E）在其对欧几里得光学论文的译著中提及使用凹面镜来翻转倒立的投影。
  • 参考文献：Danti E .欧几里德的观点[M]. 佛罗伦萨: 君蒂斯印刷厂, 1573: 82-83.

1585年：

• 意大利数学家詹巴蒂斯塔·贝内戴蒂再次提及使用平面镜和透镜来校正图像。
  • 参考文献：Gorman M. 艺术、光学和历史：对霍克尼命题的新解读[J].莱昂纳多, 2003, 36(4):295-301.

17世纪

17世纪初：

• 德国天文学家约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler，1571-1630）发表了多篇关于镜反射和针孔相机原理等研究报告，是术语“暗箱”的创造者。他把眼睛比作相机暗箱，对晶状体和视网膜的作用提供了较为令人信服的解释，进行了利用透镜增强投影图像的实验，还提到放大投影、双凸透镜使用和反转图像的优势。而他更为人所知的成就是发明了开普勒望远镜（凹透镜物镜+凸透镜目镜），发现超新星。
  • 参考文献：
    Dupré S. 在“暗箱”里:开普勒的实验和光学成像理论[J]. 早期科学和医学, 2008, 13(3): 219-244
    Ilardi V. 从眼镜到望远镜的文艺复兴视野[M]. 费城: 美国哲学学会, 2007: 220.
• 荷兰工程师、发明家科内利斯·德雷尔被认为在17世纪初发明了自动精密透镜研磨机。

1621：

• 荷兰天文、物理学家威理博·斯涅尔（Willebrord Snellius，1580-1626）通过实验发现了光线从一种透明介质到另一种透明介质时，入射角和折射角之间折射数学定律，即n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂，称为“斯涅尔定律”。有趣的是，斯涅尔也没有直接发表该成果，直到1703年才由克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens，1629-1695）正式发表并命名。而惠更斯正是幻灯时代的揭幕者。（见后文）

1637年：

• 法国数学家勒内·笛卡儿（René Descartes，1596-1650）在斯涅尔坐标几何学的基础上，用正弦函数对该定律进行推证，还独立地发现了“反射定律”。他把眼睛比作相机暗箱，把视网膜描述为摄像机的屏幕。笛卡儿也是“我思故我在”（Cogito, ergo sum）的提出者，开创近代哲学认识论转向，影响深远。

约1630-1640年代：

• 意大利数学家卡瓦列里也推进了关于透镜表面曲率、半径与焦距的计算。

17世纪中叶，人类对科学技术的探究与积累终于带来“幻灯”，不仅催生了幻灯动画，也是摄影和电影的重要一步。