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第一章，介绍了古希腊的光学萌芽、 光的几何学研究范式、 阿拉伯的光学继承、 11世纪的光学繁荣等。
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光学发展与人类文明
第一章 缘起视觉
古希腊的光学萌芽
几何视觉模型发展
希腊文明（西西里岛公元前5C到公元10C）
思考光、视觉的本质
单纯的逻辑推理分析和几何学思想（定性讨论）
眼睛入射说：视觉是由物体发射的微粒进入到人的眼睛所引起的
德谟克利特
眼睛发射说：人之所以能够看见物体，那是由于人眼中涌出的视觉线接触到这些物体，所以人就看见了它们
恩培多克勒
融合发射说、入射说两种理论
柏拉图
强调光是形成视觉的最重要一项外在条件→可见光线
观点：可见光线和视觉线具有相同性质
数理分析
欧几里德：视觉线的直线传播假设，单视锥理论（形成几何光学研究范式）
《视光学》、《反射光学》
托勒密连续视觉线分布，视锥中心轴线，折射研究、天文观察
罗马文明（宗教混战公元前1C）
收集希腊的研究，但未能继承希腊的理智传统
阿拉伯文明（公元7C-11C）
对希腊、印度著作的翻译
金迪等对希腊视光学理论的继承
金迪：三维视觉线模型，多视锥理论，点分析原则
伊本海赛姆（光与视觉理论的奠基人） 整合视觉理论
中世纪欧洲（10-14C）
希腊、阿拉伯的光学著作，被翻译成拉丁文并广泛传播
文艺复兴（14-17C）
开普勒 视网膜成像理论（理论经验、多理论融合）
知识革命
光的几何学研究范式
欧几里德
《反射光学》
探讨反射现象
球面镜焦点论述
应用：凹面镜对准太阳光点火
研究特点
采用图形对视觉现象进行数学抽象，光与视觉原理的突破
预设了直线传播路径，将一切直线与角度都有效的几何学理论，视觉现象→几何参数：直线（视觉线）
7条基本假设：理论支点
“公设-命题”的演绎方式：实现对光与视觉现象的相关命题进行逻辑严密的证明
意义
单纯的思辨与逻辑推理
欧几里德建立光的几何学研究范式
阿拉伯的光学继承
胡奈因：主攻希腊盖伦医学著作翻译，撰写了眼科学著作《论眼十书》
阿拉伯第一位哲学家 金迪（光学继承9世纪）
金迪翻译柏拉图、亚里士多德、欧几里德等人的著作，包括了绝大部分的希腊光学理论，撰写著作《论视学》，《更正》等，《论视学》继承了欧几里德原本创制的理论科学，对其中认为不合理的论断提出了全新的解释证明
采用逆向思维证明
定性说明分析：可见光的特性：“可见光沿直线传播”
定量实验和数学证明
利用柏拉图的观点：视觉线和可见光同性
11世纪的光学繁荣
古代研究的演变
希腊
柏拉图、欧几里德
提出基本假设
视觉性和可见光线的性质直接等价
阿拉伯
金迪
定量实验、数学证明
可见光的行为模式是被独立分析，光与视觉行为分离，被赋予一定的数学规则和定律描述
伊本海赛姆
光与视觉理论的奠基人： 整合视觉理论
《光学全书》7本，光学与视觉的奠基性作品
实验研究→经验事实→提出假设→形成结论
光线不再是抽象的概念，对应于实际的光现象
欧几里德的单视锥理论
视锥、视觉线
欧几里德：“视锥是由一条条处于离散状态的直线视觉线构成”
托勒密：“视锥是一个连续的、内部充实的几何体”
金迪：强调视锥内部视觉线的连续，“视觉线应该是具有宽度的三维几何体”
发展过程
欧几里德单视锥理论
单视锥理论
出发点：眼睛发射说，眼睛：简化为几何点
多视锥模型
多视锥理论
从角膜表面各点，向各方向发出一系列小视锥
视觉清晰度判断：越靠近视锥中轴线，视锥交叠越密集，视觉越清晰
光锥
点分析原则
伊本海赛姆的整合视觉理论
出发点：眼睛入射说，眼睛：考虑一定结构
被光照亮的、有颜色的物体，其表面的每个点都沿着从该点引出的任意直线发射光和颜色，最终进入到人的眼睛
金迪：点分析原则
托勒密：折射理论
盖伦：眼科解剖学
缺陷
晶状体的选择性：只有垂直进入眼睛的光线才能在眼中形成图像
晶状体：视觉感受器？晶状体表面，形成与可视物体表面各物点都一一对应的像点
视网膜：无用？
开普勒的视网膜成像理论
垂直入射光线VS斜向入射光线：照明能力无区别，视觉成像：所有入射光线均有贡献
物点：形成初级光锥，经角膜：初次折射，晶状体前表面：形成与初级光锥同底、顶点在视网膜的新光轴，晶状体后表面：二次折射，视网膜：像点所在位置
