難度: ⭐⭐⭐⭐⭐
唐高宗顯慶年間,大唐國力正值巔峰,東都洛陽萬國來朝,市集裡奇珍異寶玲瑯滿目。一日,一位自稱來自西域極西之地的巧匠「奧米茲」,在大唐宮外的宣政門前設下擂台,聲稱要向大唐司天監獻上一面足以「奪日之輝、焚燒萬物」的青銅寶鏡。
當時任職司天監少監、博通格物之學的墨聞大人,親自帶領屬下前往查驗。奧米茲小心翼翼地從絲綢襯墊中取出一面名為「虹光聚陽燧」的寶鏡。眾人屏息以待,本以為會看到厚重巨大的凹面銅鏡,沒想到映入眼簾的卻是一面直徑約兩尺、薄如蟬翼的青銅片。
這面鏡子鏡身極輕,甚至能放在指尖平衡,鏡面在陽光下泛著冷冽的青光,平坦得如同靜止的湖水,完全不具備傳統取火陽燧那種明顯的內凹弧度。
奧米茲在眾人懷疑的目光中,將寶鏡斜置於庭院中央,調整角度對準正午的烈日。令人震驚的一幕發生了:不過短短幾次呼吸的時間,一道肉眼可見、極其熾熱的細小光束,精準地投射在十步之外的一捆乾草堆上。乾草堆瞬間冒出濃煙,轉眼間便燃起熊熊烈火,四周圍觀的百姓無不驚呼這是在施展「西域幻術」。
墨聞接過寶鏡,只覺觸手微涼,並無焚燒後的餘溫。他取出一把精細的絲絹輕輕拂過鏡面,指尖傳來一種極其規律且細微的震動感。
他屏退左右,拿出隨身的放大鏡細細審視,發現這看似光滑平坦的鏡面下,竟然佈滿了一圈又一圈、細如髮絲的同心圓環帶構造。每一圈環帶都帶著細小的斜角,彷彿是將一個巨大的球面鏡,以極其殘酷的手段拆解成無數細碎片,再巧妙地橫向壓縮進這薄薄的一片平面中。
奧米茲在一旁得意地解釋:「此乃吾族傳承千年的秘技。吾輩將整面透鏡分割成無數區塊,每一圈環帶都經過精確計算,將光線折射角完美導向單一的燃點。故此鏡雖平薄如紙,其聚光神效卻遠勝傳統厚重的銅山。」
墨聞聽罷,眉頭深鎖,心中捲起驚濤駭浪。他深知光的反射原理,更鑽研過《墨子》中對凹面鏡取火的記載,但眼前這「平面分區聚光」的構造與幾何邏輯,完全打破了他對當世工藝的認知。
他沉吟良久,手心微微出汗,斷定這絕對不是這個時代應該出現的造物。
🕵️ 偵探,你發現其中的「邏輯怪」了嗎?
📍 嫌疑點清單:
- A. 巧匠奧米茲的名字與唐代對西域人士的音譯習慣不符,聽起來更像現代譯名。
- B. 鏡面由「多個同心圓環帶構成」且「將球面壓縮於平面」的構造,隱含了菲涅耳透鏡(Fresnel lens)原理。
- C. 唐代司天監負責曆法與星象,即便墨聞博學,也缺乏現代光學微積分的理論基礎來鑑定這種精密結構。
- D. 銅鏡因材料特性無法磨出如此細微的齒狀環帶,理論上只有透光的琉璃才能達成這種聚光效率。

答案在下方

💡 正確答案:B. 鏡面由「多個同心圓環帶構成」且「將球面壓縮於平面」的構造,隱含了菲涅耳透鏡原理。
🔍 為什麼:
故事中描述的寶鏡特徵,完全符合現代光學中的「菲涅耳透鏡」。這種透鏡由法國物理學家奧古斯丁·菲涅耳(Augustin-Jean Fresnel)於1822年為燈塔所發明。
它的核心原理在於:決定透鏡折射光線效果的是「曲面」,而非透鏡本身的「厚度」。
菲涅耳將傳統厚重的凸透鏡,按其曲率切割成無數個環狀區域(環帶),並將這些環帶全部移至同一個平面上,形成看似平坦但實則具有強大聚光能力的結構。
這種技術能將原本重達數噸的燈塔鏡片,減輕至十分之一的重量,同時維持極高的光學效能。要在唐代以手工磨製出如此精密的、符合幾何微積分邏輯的同心圓環帶青銅鏡,在當時的數理模型與切削工藝下是不可能達成的,這是一場嚴重的時代錯置(Anachronism)。
🧪 冷知識:
中國古代真正的光學奇蹟是「透光鏡」。西漢時期的工匠能在鑄造銅鏡時,利用鏡背圖案造成的厚薄差異,在冷卻和研磨過程中產生微小的應力變形。雖然鏡面看起來平整,但反射出的光斑會呈現出背面的文字或圖案。
這種「一鏡兩面」的技術曾讓無數西方學者百思不解,被稱為「東方魔鏡」,與故事中利用幾何分割聚光的菲涅耳原理完全不同。
😎 有趣的點:
如果你現在翻開錢包,看看裡面的「放大鏡片卡」,或者觀察交通號誌燈、汽車尾燈的燈罩,你會發現上面有一圈一圈的紋路,那就是菲涅耳透鏡!它讓笨重的光學儀器變得輕便,但在唐代,它無疑是超古代文明的黑科技。
⚙️ 難度來源:
難點在於故事將先進的物理構造偽裝成「西域巧匠的秘技」,讀者若不了解菲涅耳透鏡的發展史(19世紀)與結構特徵,很容易將其誤認為一般的古代神兵利器或西域黑科技。
🧶 J博土的思考敲敲門:
J博土,我們常說「讀史使人明智」,但當先進的科學原理被包裹在古老的文言敘述中時,我們是否還能保有偵探般的敏銳度呢?
- 如果這面鏡子在唐代真的存在,它最可能被用在哪種軍事防禦上?(提示:阿基米德的傳說)。
- 您認為古代工匠在沒有精密量測儀器的情況下,如何達成「透光鏡」那種微米等級的形變控制?
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