卷十學術地學聲學光學

動空氣始得成聲試以極簿之鐵皮成一空心圓泡就其口呼吸之則鐵皮動有凹凸形即于泡外置一小筆頭用紙條移過則泡動因筆而作點畫如電報然悟聲者擊動空氣而得遂用電線傳聲成此德律風其聽之之法用木制一筒如人耳然筒有竅竅中以極薄之銅皮制為耳膜筒中制有電之吸繞以細銅絲以接電傳語時語音擊動筒内耳膜使吸鐵受其聲由電傳至彼處聽之絕不馍糊後有統兵大員謂此可備戰陣之用惟恐電電杆易被敵人所毀乃别思一法不用電杆将電理入地中俾發聲時敵人莫識其所在此則于倍爾創制之後推廣以盡其微妙者也至近年有美人愛疊生者制成納音開其機軸裝以臘筒一人口向皮帶語之則聲留臘筒上可郵緻他處供人聽聞雖相距數萬裡遠隔數十年亦無殊晤對同堂耳提面命此則同一從電學中出而尤為變化出奇其已見諸格緻彙編容俟他日究廠由來書之以質格物之君子 傳聲像聲器圖說 西國電音之傳惟妙惟肖神乎技矣客有以造器之由相詢者曰程端甫先生有傳聲器像聲器圖說一則述其造器之由明晰曉暢可得而稽也其略曰英之蘇格蘭人名培勒者素精聲電二學西曆一千八百七十二年随其父客居于合衆國之安化裡亞邦其父憫聾且啞者之不通聲氣也曾設法以教之能言彼習學于父精益求精有生而啞者教之以言越兩月而口音即能了了可辨培勒曾雲啞者本具能言之性但因啞必兼聾聽而不聞無由仿效故終于啞譬如不聾不啞之人自幼不聞人聲則亦啞耳苟得善法以教之則不問其啞與不啞第視其舌尚存則無不可以言語者不獨人也物亦有之今夫鐵印之即作铮铮之響引以電即顯吸驅之力體質靈妙久欲為人助能言之巧而人不之察以鐵為冥頑不靈者豈其然哉于是專心緻志創造傳聲之氣初用發電瓶與平常電報所用者同後乃删繁就簡隻用攝鐵條與熟鐵片銅線圈而已如圖第八為傳聲器之外殼以木為之如圖第九為傳聲器之剖面形甲為攝鐵條後端有螺絲旋緊之乙為絲線包裹之細銅線纏繞于攝鐵條之前端即成附電氣其細銅線之兩端接以粗銅線通至木殼外相連之螺絲釘從此線傳電至遠方而聲已随之而行攝條極點前之熟片遇聲而顫每一顫則電氣一顯無論聲之高下疾徐空氣中之聲浪亦如之俱能感動其熟片而附電氣遂傳聲于彼處之矣是既成先于家中試之有驗既而漸推漸廣幾若無遠弗屆者雖道路殷遙亦無山河阻隔由是仿造者踵相接士慶于朝曰此可頒國家政令也商賀于市曰此可議物值低昂也即婦人孺子之側耳而聽者亦莫不欣欣然有喜色曰今聞所未聞也此非某人之聲乎何聞其聲而不見其人耶将見此呼為彼應彼語而此通雖二人百裡傳言不啻觌面其人甚遠其言則迩也不第此也即有知音者好聽琴不必造門諸奏第通銅線于彈琴之室已可聆音識曲而洋洋盈耳奚啻仙樂奏空如有課讀者适先生有事暫歸則弟子有徒嬉戲而廢誦讀者以為先生不知也孰意先生已識勤惰不啻目睹因有電以傳之也俄而先生至招弟子而謂之曰某也勤則賞以鉛椠墨汗某也惰則不賞以鉛椠墨汗賞與不賞總不差謬嗣後雖先生出遊而弟子亦無敢惰者幸賞而畏電也且是器之為用也猶有大焉者如入地開礦而地中之言語可通入水作工而水中之詞意可達豈為裕國便民之一助乎 論聲 地氣大矣其功用于氣象及草木之變化而更有為大且要者乃聲音之法也 一聲經地氣以所達之法全異我凡已所言者乃以纖微至小擺搖傳行由流物之此處至于彼處而無其流物行動今我所言之結果便可相較有移動被風成于黍稷田中有波濤之形見遊于由向風所吹之方但此行之象為迷獨實之動乃谷粒即來往如梗低下而複還者此動相繼感一行之谷粒向風所吹亦同時感諸粒其高其低成一可見之波濤然此高低傳行恒一之方向而其地所滿之谷僅為擺搖而已有聲傳行于地氣亦然地氣之埃微來往經過至小之處而此擺搖行于空中由所響之物至耳内波濤非高低之式惟凝結及稀疏之式傳寄而其聲即為耳内所覺之事也更有譬如在傳開擺搖于平水面上之圈乃分歧由處被小物所摸如一點雨然始落雨之時其點為明可見每點生圈以二三聚會之圈所成即長而散留其圈之内為平而漸接及水面之處更遠其原按此并非為水之分繼所流但其攪動乃水面之舉而低所成環形之波濤即行于越廣之圈而如此其波濤傳寄由其本生之處至于各向在水面也其環形之波濤散由其中似聲散由所生之地至于所聞之處所運之擺搖同速遊于各方故所傳之波濤有圓形惟彼異于水面之圓形因聲傳達上下亦在間有各方以及橫形由此其聲之波濤有球形所生之地為球之中也夫此布傳擺搖在球形之殼乃為相繼凝結而稀疏即将易見為異于地氣本土之動如風亦不賴之水面之圈将散在流河惟當為平其波濤不獨傳開幾無攪動以流水本生之行亦有諸波濤可同時傳開在其流水皆無相攪此系可見在水當幾點落下相近所成之圈橫過無一失去而其環之異行仍可追之更有數事甚為奇意見在地氣合其故意為聲行之法今将指示幾許 二聲之高乃便用為平常之故也夫言語之官在氣地今有之元質即無疲倦成聲音可聞清明而和慰若地氣大變即為不使可見人少聾覺難亦有聲或高或低于平常甚不合宜聲之高見為依賴于地氣之纖微大小擺搖即以所之物擺搖而定 三聲有尖利及下品之别亦為緊要之質合成其大為之故也有異韻共集即成和音相合之全系在作樂之事及聲音之平仄調勻及言語之輕重合韻吐囑及氣力有烏聲乃其通達為首之法大賴于尖利下品相合之聲以成其所分之别及其所指之意也此分别以地氣之纖微之擺搖而成至下品之聲約有三十擺在一杪時至尖利之聲約有一千擺搖其二限之間每聲有樂性且在一杪時有諸擺搖之異即生凡有作樂之度與聲和及不和之别也 四有聲之清濁乃更為其别也此名付于韻音高低相同之别乃同韻緻于尖利及下品被異所成之若有橫笛與洋四弦為相合其韻音仍發異聲此等之别即分二人之聲音故為大要者因以聲因連與一定之人亦幾為必須以使言語可為衆人相談間立之法 五有聲音講正之品氣乃為緊要所成之事在世間因以比有聲音為思念心志知覺之潘譯乃人可指其欲其訓其允及其行善于人之法亦以此一人可治他人之行為而感其議論也因我以地氣可變為言故人所成不覺之擺搖在空中即為其至要之事變為其至合理交之基及其上進而獲益之機也有聲音講正之别生由凹中之異形通此其聲所出即成之後在人之聲音其聲成于喉嚨而以口之凹形及數官圜遶之調勻有例所成此講正之聲音未全發出惟見漸所為之聲音已言之性質乃高低清濁講正見為必須以使聲音可合其故意于牲畜以及人之生命也請問地氣何以使能運此四别與官同時亦使能成之乎果然以緻精技巧之合宜有全統宗之故意而适用者 六且豈以偶然有地氣及耳同在而有乎地氣豈成耳之整理乎或耳獨在整理預望空中之允氣乎或豈非獨可明之道乃彼為此所為有至智者所識其二物之惟性質即成合宜于其中乃齊整彼此如我所見之使鳥以唱可相通人亦可言而聞言語亦可行其甚奇之功在人之思行為等事乎有流物之擺搖如地氣與其性質随由行動之例可為較今不同即見為無或此例不連萬物之有而所必須為如我可思随物在宇宙中所為也故其擺搖之傳開與其性質可準為空中元氣必須之分也但有何物使其擺搖為聲乎彼何以成其力于我官中而由此于我心乎地氣之擺見為獨在不合以成聲如不合成臭我知此擺搖非全成聲惟在定限之中當其擺搖乃少于三十在一杪時即見如為不連之驚動而非如常為之聲其速亦有定限過此其擺搖為不聽之此限異于異耳而我如是實知有擺搖入一人耳内即不入他人之耳也何以人耳即合宜所聞擺搖為聲将落于其限之内乎其限之擺搖落在内乃至關我得聞譬如人聲之擺搖乎我身之官即稱意為齊整緻于元行至細工藝之行動哉 光學 論光 充塞乎天地之間[亘貫乎](乎●實)古今之際習而不察終身由之而不知其道者光是也凡物之質可分為四有發光者有透光者有回光者有食光者何為透光如空氣玻璃清水等類是也何為回光如水銀類金銀銅鐵錫類凡化學之所謂金類者皆是也何為食光如樹葉黑絨等類也是發光之易者莫如[磷](憐)質然[磷](憐)質與空氣化合故發光耳若不與空氣化合仍不能發光也宇宙之原質無一種是原能發光者惟與别質化分或化合則發光耳火之顯然者柴薪遇熱與空中之養氣相化合于是發光日之所以發光者據天文家言空中小體為流星之類皆飛至日體與日體相化合而生光計一點鐘之久飛至日臘者周日而約有五寸厚如爐竈之添置柴炭者然可謂善喻中國光學見諸墨子經上篇淮南子日火外景金水内景之說本之沈存中夢溪筆談亦嘗引申之張子正蒙參兩篇謂大日直而施金水辟而受得無有取于是耶夫火之與日皆物質化分化合之所也化分化合則物質之變動速故光輝外發焉金類皆回光回光者反光也反光者不受光也全不受光故能以其光反照入于人目水中透光透光者不阻光又不反光也人能于水監者水不純清底有土石如玻璃底之有水銀然故可監也曰辟而受者陰陽内外之說其所由來者久矣哥白尼倡地繞日之說于三百餘年之前第谷非之閱白年奈端以吸力證之于是哥白尼之說為天文家最新最确之案嘉道時揚州阮氏輯疇人傳泥于上下天地定位之經典斷哥白尼