유클리드 광학

Euclid's Optics
유클리드에서는 시각 광선이 눈에서 물체로 진행되며, 물체의 다른 시각적 특성은 시각 광선이 물체에 어떻게 부딪히느냐에 따라 결정된다고 가정했다. 여기서 빨간색 사각형은 실제 물체인 반면 노란색 평면은 물체가 어떻게 감지되는지를 보여준다.
1573년판 이탈리아어

유클리드 광학(그리스어: ὀπικά)은 기원전 300년경 그리스의 수학자 유클리드(Eucleid)가 쓴 시력의 기하학에 관한 작품이다. 옵틱스의 가장 초기 생존 원고는 그리스어로 되어 있으며 AD 10세기부터 유래되었다.

이 작품은 시각의 물리적 측면이나 심리적 측면에 대해서는 거의 언급하지 않고 거의 전적으로 시각의 기하학을 다룬다. 이전에 어떤 서양 과학자도 시각에 대해 이런 수학적인 주의를 기울이지 않았다. 유클리드 광학은 후기 그리스, 이슬람, 서유럽 르네상스 시대의 과학자들과 예술가들의 작업에 영향을 주었다.

역사적 의의

참고 항목: 광학의 역사

유클리드 이전의 작가들은 시각의 이론을 발전시켰다. 그러나 그들의 작품은 본질적으로 대부분 철학적이었고 유클리드가 그의 광학에서 소개한 수학이 부족했다.[1] 유클리드 이전의 그리스인들의 노력은 주로 시력의 물리적 차원에 관한 것이었다. 플라톤과 엠페도클레스는 시각광을 "유연하고 유서 깊은 발산"[2]이라고 생각했지만, 유클리드가 수학적 방법으로 시력을 다루는 것은 모든 범위의 과학 분야를 정량화하려는 더 큰 헬레니즘 경향의 일부였다.

광학(Optics)이 시각 연구에 새로운 차원을 제공했기 때문에, 그것은 후대의 과학자들에게 영향을 주었다. 특히 프톨레마이오스는 프톨레마이오스의 옵틱스(Optics)에서 물리 이론과 결합하여 유클리드(유클리드)의 시각적 처리와 시각적 콘(Visual conn)에 대한 아이디어를 사용하였는데, 이 이론은 '뉴턴 이전에 쓰여진 광학에서 가장 중요한 작품 중 하나'[3]로 불리고 있다. 브루넬레스치, 알베르티, 뒤러 등 르네상스 시대의 예술가들은 유클리드 광학(Eucleid's Optics)을 자신의 작품에 선형적 원근법으로 사용했다.[4]

구조 및 방법

유클리드의 기하학에 관한 훨씬 더 유명한 작업과 유사하게, 원소, 광학(Elements, Electronics)은 적은 수의 정의와 견본으로 시작되는데, 이는 연역적 추론에 의해 시각에 관한 기하학적 명제의 본체(현대 용어의 주제)를 증명하는 데 사용된다.

광학(Optics)의 인용문은 다음과 같다.

그것을 상정해 두어라.

  1. 눈에서 진행 중인 직선 광선은 무한히 분산된다.
  2. 가시광선 집합에 의해 포함된 그림이 정점이 눈에 있고 보이는 물체 표면의 기저부가 있는 원뿔이라는 것.
  3. 그러한 것들은 어떤 시각 광선이 떨어지는지, 그리고 어떤 시각 광선이 떨어지지 않는지 볼 수 없다.
  4. 더 큰 각도에서 볼 수 있는 것은 더 크게 보이고, 더 작은 각도에서 볼 수 있는 것은 더 작게 보이며, 같은 각도에서 볼 수 있는 것은 같아 보인다.
  5. 더 높은 시각 광선으로 보이는 것이 더 높게 나타나고 더 낮은 시각 광선으로 보이는 것이 더 낮게 나타난다.
  6. 이와 유사하게, 오른쪽으로 더 멀리 보이는 광선이 더 오른쪽으로 나타나고, 왼쪽으로 더 멀리 보이는 광선이 더 왼쪽으로 나타난다.
  7. 더 많은 각도에서 볼 수 있는 것들이 더 선명하게 보인다.[5]

주제의 기하학적 처리는 원소와 같은 방법론을 따른다.

내용

유클리드에 따르면, 눈은 그것의 비주얼 콘 안에 있는 물체를 본다. 비주얼 콘은 눈에서 바깥쪽으로 뻗어나가는 직선으로 구성되어 있다. 이 시각광선들은 별개의 것이지만, 우리의 눈, 즉 우리의 시각광선이 매우 빠르게 움직이기 때문에 우리는 연속적인 이미지를 감지한다.[6] 그러나 시각광선은 서로 분리되어 있기 때문에 작은 물체들이 그 사이에 보이지 않게 놓여 있는 것은 가능하다. 이것은 떨어진 바늘을 찾는 것이 어렵다는 것을 설명해준다. 비록 바늘이 자신의 시야 안에 있을지라도, 눈의 가시광선이 바늘에 떨어질 때까지, 그것은 보이지 않을 것이다.[7] 이산형 가시광선도 물체의 날카롭거나 흐릿한 외관을 설명한다. 가정 7에 따르면, 어떤 물체에 가까울수록, 더 많은 시각적 광선이 그 물체에 떨어지고 더 세밀하거나 날카롭게 나타난다. 광학적 해상도 현상을 설명하기 위한 초기 시도다.

많은 작품들이 시각과 관련된 공간에 물체가 어떻게 나타나는지, 원근법을 고려한다. 예를 들어, 명제 8에서 유클리드에서는 물체의 인식된 크기가 단순한 비율에 의해 눈으로부터의 거리와 관련이 없다고 주장한다.[8]

미국 광학 협회 저널에 영어 번역본이 실렸다.[9]

메모들

  1. ^ 린드버그, D. C. (1976년). 알 킨디에서 케플러로 이어지는 비전의 이론들. 시카고: 시카고 대학 출판부. 12페이지.
  2. ^ 자존크, A. (1993) 빛 잡기: 빛과 마음의 얽힌 역사. 옥스퍼드: 옥스퍼드 대학 출판부. 25페이지.
  3. ^ Lindberg, D. C. (2007) 서양 과학의 시작: 유럽 과학 전통 철학적, 종교적, 제도적 맥락에서 기원후 1450년 2차 개정판. 시카고: 시카고 대학 출판부, 페이지 106.
  4. ^ 자존크(1993년), 페이지 25.
  5. ^ 린드버그(1976년), 페이지 12.
  6. ^ 루소, L. (2004) 잊혀진 혁명: 과학은 기원전 300년에 어떻게 태어났으며 왜 다시 태어나야 했는가. S. 레비, 번역. 베를린: Springer-Verlag 페이지 149.
  7. ^ 자존크(1993년), 페이지 25.
  8. ^ Smith, A. Mark (1999). Ptolemy and the Foundations of Ancient Mathematical Optics: A Source Based Guided Study. Philadelphia: American Philosophical Society. p. 57. ISBN 978-0-87169-893-3.
  9. ^ 해리 에드윈 버튼, "유클리드 광학" 미국 광학 협회 저널 35 (1945), 357-372 OSA 출판 링크.

참조