物理爱好者

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我们的天然实体镜

在看实体图的时候，我们也可以不用什么仪器，只要我们把自己的两只眼睛做一番训练，使得能够适当地向实体图望去就可以。这种做法的结果，和通过实体镜所看到的情形一样，惟一的差别，只是这样所看到的形象没有经过放大罢了。实体镜发明以前，大家就正是使用这种天然的方法的。 　　下面我预备了一系列的实体图，依照从简单到复杂的次序排列，希望大家不用实体镜，练习用自己的两只眼睛直接去看。在几次练习之后，就会成功的。 　　请从图114的那两个黑点开始练习。把那张图放近你的眼前，凝视两个黑点中间的空隙，这样一直继续几秒钟，不要把眼光转移；看的时候仿佛是要想看清楚图背后更远的物体的样子。这样，不久之后，你就会看见两个黑点变成了4个黑点，──仿佛黑点已经一个分成两个了。接着靠外边的两个黑点渐渐移远了，中间的两个却渐渐接近，最后融合到一起，变成了一点。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　请你用同样的方法来看图115和图116。在图116上左右两部分融合到一起以后，你会看到眼前仿佛是一根伸得很远的长管子的内部。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　学会了这个以后，你就可以练习看图117了──这儿，你应该看到几个悬空的几何形体。图118应该是一座石头建筑的长廊或者隧道。图119会让你看到一只透明的玻璃鱼缸。最后，图120会给你看到海洋的景致。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　学会这种直接看两张并列的实体图的方法并不困难。我的许多熟人都在极短时间里经过不多的几次练习以后，就学会了这个方法。戴眼镜的患近视或远视的人，可以不必摘下眼镜，就用随便看什么图画的样子来看；把这些图画拿在眼前前后移动，一直找到合适的距离为止。不管在什么情形，做这种实验的时候，一定要光线充足──这会帮助你得到成功。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　你学会了不用实体镜来看上面这些图画之后，就可以用这个本领去随便看什么实体照片，不必用实体镜来帮助了。图121和图124的实体照片，你也就可以用眼睛直接去看。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　这儿有一点要注意，就是不要对这个练习过分热心，免得两眼过度疲劳。 　　　　　　　　　　　　 　　假如你没有办法把两只眼睛训练出这个能力，而手头又没法找到一个实体镜，那么你可以找远视眼镜的镜片来帮忙。用一张硬纸板剪出两个圆孔，把这两块镜片粘在圆孔里，使你只能够通过这两块玻璃去看，再在两张并列的图画之间放一块纸片做隔板。这样简单的实体镜就能够很好地完成任务。

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用一只眼睛和两只眼睛

图121是几张照片。上排左中两图上各有3个药房用的小玻璃瓶，这几个瓶仿佛是一样大小的。无论你怎样仔细去看这几张照片，你也不会发现各瓶的大小有什么差异。但是实际上这几个瓶的大小是有差异的，而且还差得很多。这些瓶所以使我们认为同样大小，是因为它们的位置跟我们眼睛或者照相机之间的距离并不相等的缘故：大瓶比小瓶离得远些。那么，图上的3个瓶，究竟哪一个离得远，哪一个离得近呢？这是不可能用普通的看法来判定的。 　　　　　　　　　　　 　　但是这个题目也很容易解答，只要我们用实体镜或者用方才学到的看实体图的方法来帮助就可以。那时候你会清楚地看到，3个瓶最右边的那个要比中间那个远得多，而中间那个又比左边远。这3个瓶实际大小的比较，就像右图所示。 　　图121下面一排的照片更加奇怪。那照片上有两个花瓶、两支蜡烛和一架钟，看起来两个花瓶一样大小，两支蜡烛也一样大小。但是事实上它们的大小差得很多：左边的花瓶几乎有右边的2倍大，而左边的蜡烛却比钟和右边的蜡烛低。这也只要用上面说的看实体图的方法来看，就可以发现原因：原来这些东西并不是排成整齐的一列，而是摆在远近不同的位置上的──大的东西摆得比较远，小的东西摆得比较近。 　　这样看来，用“两只眼睛”看实体画的方法要比用“一只眼睛”好这一点在这里可以充分证明了。

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揭露假票据的简单方法








　　假定我们有两张完全一样的图画，譬如有两个完全一样的黑方块，我们用实体镜去看，就会看到只有一个方块，这个方块的形状跟原来两个方块中的任一个都没有一点不同。现在，假定每个方块的正中央都有一个白点，那么用实体镜去看，自然也看到这个白点。但是，只要在随便哪一个方块上这个白点略略移动，使它离开正中央的位置，那么就会得到意想不到的效果：你通过实体镜去看，仍旧可以看到一个白点，但它已经不是在方块的同一个平面上，而是在这个平面的前面或后面了！只要两张图画上有少许不同，通过实体镜去看就会产生立体的感觉。

　　这给我们提供了一个辨别假支票和假造文件的简单方法：只要把须辨别的假票和真票并排放在一起，装在实体镜里，就可以把假票辨别出来，无论这假票造得多么精细，随便哪一个字母、一条线纹上的最小差异，就会立刻给你的眼睛一个特别的感觉，因为在实体镜里看来，这个字母或线纹会孤立在别的部分的前面或背后了。

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巨人的视力

当物体离我们非常远的时候──超过450米，两眼之间的距离就已经不能够引起视觉上感象的差别了，因此很远的建筑物。山林、风景等等，只给我们一种平面的感觉。根据同一个原因，天上的星也仿佛都离我们一样远，虽然实际上月球要比行星离开我们近得多，而行星又比那些不动的恒星近得不可计量。 　　总而言之，对于距离我们在450米以上的物体，我们就完全没法直接看出它的立体形象。它们在我们左右两眼里看起来完全一样，因为两只眼球之间有限的那6厘米距离，跟450米比较起来，实在太小了。因此，在这种条件下面拍得的两张实体照片，就会完全一样，也就不可能通过实体镜看到它的立体形状。 　　但是这件事情也有办法解决，只要在拍照的时候，从比两眼距离大的两个地点拍摄就可以了。这样拍出的照片，用实体镜望去时所看到的形象，就跟两眼距离增加了许多倍时候所看到的一样。实体的风景照片正是这样拍出来的。人们一般都用放大棱镜（有凸面的那种）来看它们，因此这种实体照片时常会显示出原来物体的大小，得到的效果是非常惊人的。 　　读者大概也已经想到，我们很可以造出一种双筒望远镜，用来直接看出这些风景的立体形象，不必再经过照片。这种仪器──实体望远镜──的确是有的：它的两个镜筒之间的距离要比平常两眼的距离大，两个像是由反射棱镜投射到我们的眼睛里来的（图122）。当你向这种仪器望去的时候，真难描写出你的感觉──这感觉竟是不寻常到这样的程度！大自然的整个面目都变了。远山变成凹凸不平的了，树木、山岩、房屋、海上的船只──一切都变得凸起来了，已经不是像平面的布景似的，而是在无限广阔的空间里面了。你会直接看到很远的海轮怎样在动，而这当你用普通双筒望远镜去看的时候是看不出的，就好像它是静止的。像这样的地面上的风景，在过去是只有神话里的巨人才能够看到的。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　假如这个实体望远镜有10倍的放大率，而两个物镜间的距离等于平常人两眼瞳孔距离的6倍（就是等于6．5×6＝39厘米），那用它所看到的像就会比用肉眼看到的凸出6×10＝60倍。这一点可以用下面的一个事实说明，就是离开25公里远的物体，用这种望远镜望去，仍旧能够看得出显著的凹凸。 　　这种望远镜对于大地测量工作者、海员、炮兵和旅行家都是很重要的仪器，特别是那种附有测量距离的刻度的实体测距镜更有用。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　棱镜造成的双筒望远镜也有这种功能，因为它的两个物镜间距离比两眼距离大（图123）。而观剧镜却相反，它的两个物镜间距离比较小，削弱了立体的感觉，可以使布景不会显出它是假的。

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实体镜里的星空







　　但是，假如我们把实体望远镜向月球或者别的天体望去，我们就看不出一些立体形象。这一点应该是预料之中的，因为天体距离对于实体镜来说实在太大了。你不妨想想看，实体镜两个物镜之间只有30～35厘米的距离，跟地球和某一个行星之间的距离比较，还能够算得什么呢？即使我们能够造出一个巨大的实体镜，使两个物镜之间有几十或几百公里，使用它来观察千万公里以外的行星，也是不可能得到什么实体效果的。
　　这儿我们又要靠实体照片帮助了。假定我们昨天用照相机拍出了某一个行星的照片，接着在今天又拍了一次；这两次虽然都是从地球上相同地点拍的，但是拿整个太阳系来说，我们是在太阳系里两个不同的地点拍摄的，因为我们的地球在一昼夜里已经沿着它的轨道走出了成百万公里的路了。因此这样拍出的两张照片是不会完全相同的。假如把这样拍出的两张照片放在实体镜里，那么你看到的就不会是平面的形象，而是立体的了。

　　因此，我们就可以利用地球的公转，得到从两个相距极远的地点拍摄出来的照片；这样拍出的照片就是实体照片了。你不妨设想一个巨人，他的两眼之间的距离要用百万公里做单位来量，这样你就可以了解，天文学家靠了天体的实体照片的帮助，得到多么不平常的效果了。

　　把拍成的月球立体照片拿来仔细观看，我们可以看到，形象显著地圆凸起来了，仿佛一位巨人雕刻家用他神奇的刻刀把这平面的、没有生气的大石块给雕刻得生气勃勃一般。它表面上的凹凸是这么清晰，我们甚至能够利用这些照片量出月球上山的高度来。

　　现在实体镜也用来发现新的行星──那些在火星和木星轨道之间绕转的许多小行星。不久之前，发现这种小行星还只是碰运气的事情。但是，现在只要用实体镜把不同时间拍得的某一部分天空的两张照片比较一下就够了。假如在所拍摄的那部分天空有这种小行星，实体镜就会把它显示出来，因为它是要从总的背景里凸出来的。

　　用实体镜不但可以察觉两个点在位置上的不同，而且也可以察觉两个点在亮度上的不同。这使得天文学家有可能去找寻所谓“变星”，就是周期地变换亮度的星。假如某个星的亮度在两张照片上显示得不一样，那么，实体镜就会把这变化亮度的星报告给天文学家知道。

　　最后，人们还拍出星云（仙女座星云和猎户座星云）的实体照片；要拍出这种照片，太阳系已经嫌不够大了，因此天文学家就利用了我们这个太阳系在众星中间的位置变动：由于太阳系在太空中的这个移动，我们经常是从新的地点去看星空的，而且在经过相当长的一段时间之后，我们所看到的星空的差别会达到连照相机也可以感受到的程度。于是我们先拍一张照片，以后隔一段很长的时间再拍一张，这样拍出的两张照片就可以放在实体镜里去观察了。

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三只眼睛的视力







　　用3只眼睛看东西？难道你有3只眼睛吗？

　　请往下面读下去吧，我们这里正是要谈3只眼睛看东西的问题。科学虽然不能给人再生一只眼睛，但是它能够使人看到仿佛有3只眼睛才能看到的东西。

　　让我们从头说起。一个只有一只眼睛能够看东西的人，仍旧能够看实体照片，并且从实体照片得到他原来不可能直接得到的立体感觉。这方法就是把预备给左右两眼看的照片很快交替地在银幕上放映出来就可以了：两只眼睛的人同时看到的东西，独眼的人可以在它们很快的交替中间先后看到。这样所得的结果完全相同，因为很快交替的看在视觉上所引起的感觉，会跟同时看到的一样融合成一体的。

　　但是假如这样的话，那么有两只眼睛的人就可以用一只眼睛看两幅很快交替着的照片，同时另一只眼睛去看从第三个地点拍摄的第三张照片。

　　换句话说，可以从一个物体，在3个不同的地点拍出3张照片，就仿佛从3只眼睛看到3个不同的形象。然后把这3张照片里的2张很快交替地出现在看的人的一只眼睛前面：在很快交替的作用下，2张照片给这只眼睛提供了立体的感觉。另外一只眼睛在这个时候去看第三张照片，得到的第三个感觉就会跟方才那个立体感觉连结到一起。在这种情形下，我们虽然只用两只眼睛看，但是得到的印象却跟用3只眼睛去看完全一样。这时候立体的感觉达到了很高的程度。

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光辉是什么

图124也是复制出来的实体照片，表示两个多面体：一张是白底黑线，一张是黑底白线。假如把这两张图放到实体镜里，你会看到些什么呢？这真使人意想不到。让我们听听赫尔姆霍茨的叙述吧： 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　如果一个平面在一张实体图上用白色表示，在另外一张实体图上用黑色表示，这两张图的像融合的结果就会得到有光辉的感觉，甚至在两张图所用的纸都是非常不光滑的时候也是这样。用这种方法制出的结晶体模型的实体图，会使人产生一种印象，仿佛结晶体的模型是由光辉的石墨做成一般。利用这种方法，水和树叶等等的光辉在实体镜里会显现得更好看。 　　在生理学家谢切诺夫著的《感觉器官的生理学·视觉》（1867年）里，可以找到对这个现象的非常中肯的解释： 　　把明暗程度不同或着色深浅的表面，用实体观察的方法融合到一起的实验，可以使我们看到物体发出光辉的实在条件。粗糙的表面跟光辉（打磨光滑）的表面实际上有什么区别呢？粗糙表面把光漫射到各个方面，因此，无论眼睛从什么方向向它望去，它都使眼睛感到同一的明暗；光滑的表面呢，却只能够把光向一定的方向反射出去。因此甚至可能发生这种情形： 　　人的一只眼睛向这表面看去可以得到许多反射来的光线，但是另外一只眼睛却几乎一点光线也得不到（这些条件正好跟黑白两个表面的实体图融合起来一样）。观察的人两眼分配到不同的反射光线，就是一只眼睛得到的光线比另外一只多，这在现看发出光辉的、打磨光滑的表面的时候是不可避免的。 　　这样看来，读者可以看到，实体现察法看到的光辉，实实在在地说明了在两个图形的实体融合上，经验起着首要的作用。只有在视觉器官依靠经验，能够把两眼视野的差异跟某一个实际看到的熟悉情形联系起来的时候，两眼视野的冲突才会变成实体的感觉。 　　我们的结论是这样：人们所以能够看见光辉，原因（至少是原因的一个）是左右两眼得到的像的光度不同。这个原因，假如没有实体镜的话，就恐怕很难发现了。