你可能知道小孔成像來自墨子，你或許也知道李四光、王大珩、龔祖同這些光學(xué)大家的過往故事，你或許還聽說過“王大珩班”，但是當(dāng)這些片段串聯(lián)起來的時(shí)候，你可能對(duì)我國整個(gè)光學(xué)體系的發(fā)展又有了全新的認(rèn)識(shí)。
借濱松中國十周年活動(dòng)之際，我有幸跟隨并采訪了中國光學(xué)學(xué)會(huì)秘書長、浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院劉旭教授。他對(duì)世界及中國光學(xué)發(fā)展脈絡(luò)的侃侃而談；對(duì)教育創(chuàng)新模式的積極推動(dòng)；對(duì)光學(xué)學(xué)科未來前景的一片看好和對(duì)青年學(xué)子的殷殷期盼……無不把我們帶到了更高的層面去環(huán)視現(xiàn)在的光學(xué)事業(yè)?！奥牼幌挘瑒僮x十年書”大概就是這個(gè)樣子。
這篇文章，我們將一起梳理我國光學(xué)體系發(fā)展之脈絡(luò)，了解背后的故事，并以此向即將和正在從事光學(xué)事業(yè)的同仁，分享一些對(duì)未來光學(xué)發(fā)展的看法。
中國光學(xué)學(xué)會(huì)秘書長、浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院劉旭教授
一、我國光學(xué)體系的追本溯源
劉旭教授的本科和碩士學(xué)位都是在浙江大學(xué)光儀系完成的，而后便去了法國繼續(xù)攻讀信息工程博士學(xué)位，畢業(yè)后繼續(xù)回到浙江大學(xué)，博士后出站一直工作至今。
他從事過光學(xué)薄膜的研究，后又承擔(dān)液晶顯示方向的國家項(xiàng)目，研制出了我國自己的高亮度高分辨大屏幕顯示設(shè)備，2000年后他大力發(fā)展真三維顯示技術(shù)，建立了國際首臺(tái)全彩色大尺度光場(chǎng)真三維顯示系統(tǒng)。近年來他關(guān)注超分辨顯微成像，提出移頻超分辨成像機(jī)制，解決了非熒光標(biāo)記樣品的超分辨顯微成像難題。
30多年的光學(xué)領(lǐng)域?qū)W習(xí)經(jīng)歷和研究經(jīng)驗(yàn)，讓他對(duì)整個(gè)光學(xué)體系發(fā)展脈絡(luò)了如指掌。他將我國光學(xué)體系的發(fā)展歸納為三個(gè)階段。
第一階段：古代光學(xué)從2400多年前的墨子開始
1015年，伊拉克物理學(xué)家海什木(Ibn Al-Haytham，西方人也稱他為Alhazen)發(fā)表了光學(xué)的開山之作《光學(xué)》(Book of Optics)，系統(tǒng)地描述了當(dāng)時(shí)人們對(duì)“光”和“像”的認(rèn)識(shí)，許多人將它叫做“光學(xué)之父”，甚至聯(lián)合國教科文組織也將此作為設(shè)立 “國際光年”（2015年）的依據(jù)之一。
但事實(shí)上，早在2400多年前，古代墨子就發(fā)現(xiàn)了小孔成像原理，并對(duì)自然界的光學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行了充分的觀察和實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出的許多光學(xué)成像和光線傳播理論。不過遺憾的是，我們古人并不崇尚科技，許多優(yōu)秀的光學(xué)學(xué)說并未被完整的傳承下來。而歐洲彼時(shí)的情況也與我們類似。19世紀(jì)，歐洲社會(huì)對(duì)科技不夠重視，致使許多著名科學(xué)家的多部著作很快在歐洲失傳。
因此，在第一階段的古代文明發(fā)展中，全球各地對(duì)光學(xué)的認(rèn)識(shí)大多只是停留在少數(shù)的個(gè)人觀察和興趣之中。
第二階段：明末之后，我國物理學(xué)雛形開始顯現(xiàn)
北宋的沈括在《夢(mèng)溪筆談》中重新實(shí)驗(yàn)了光的直線傳播和小孔成像，并做了水的傳光實(shí)驗(yàn)（這是光波導(dǎo)的起源）。但是我國光學(xué)真正發(fā)展起來則是在明末時(shí)期。
隨著西方傳教士的進(jìn)入，望遠(yuǎn)鏡、眼鏡等物件也隨之而來，在上海、蘇州等地流通甚廣。蘇州更是建立了國內(nèi)最早的眼鏡制造廠，主要制備顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、眼鏡等簡單的光學(xué)器具。
在日本明治維新的影響下，“戊戌變法”轟轟烈烈地展開，彼時(shí)清朝政府派出大量留學(xué)生，帶回了西方國家關(guān)于“科學(xué)”的思想，我國的物理學(xué)思想雛形也開始顯現(xiàn)。同時(shí)，清末國內(nèi)開始創(chuàng)辦大學(xué)，留洋學(xué)生擔(dān)任講師。至此，我國的光學(xué)作為物理學(xué)中的一個(gè)分支，開始在教育體系中建立起來。
第三階段：伴隨國家項(xiàng)目的建設(shè)，開始布局光學(xué)體系
“二次大戰(zhàn)后，各國開始積極恢復(fù)本國經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)（新中國成立后），國外對(duì)我國進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)封鎖。于是，1952年開始了我國的第一個(gè)五年計(jì)劃（簡稱‘一五’計(jì)劃）。” 劉旭介紹道。
“一五”計(jì)劃中，中國要建立十大工程，包括人民英雄紀(jì)念碑、人民大會(huì)堂等。而工程建設(shè)中急需量測(cè)技術(shù)。當(dāng)時(shí)國務(wù)院委托李四光擔(dān)任地質(zhì)學(xué)家，研制量測(cè)所需的經(jīng)緯儀。李四光找到了王大珩，選址長春，籌建長春儀器館（現(xiàn)長春光機(jī)所），同時(shí)委托浙江大學(xué)物理系系主任何增祿在浙江大學(xué)建立國內(nèi)首個(gè)光學(xué)儀器專業(yè)。
浙大各類早期的光學(xué)學(xué)科書籍
