(整理)中国古代物理学知识及其应用简述.

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中国古代物理学-中国古代物理学史概述

中国古代物理学-中国古代物理学史概述

中国古代物理学-中国古代物理学史概述从远古到西周时期在原始社会时期,当人们学会用火、学会制造石器时,人们就在劳动实践中播下了物理学的种子。

据古籍记载,这时期的人们“刳木为舟、剡〔yan演〕木为楫”,“断木为杵、掘地为臼”,“弦木为弧、剡木为矢”,船、杵臼和弓箭的制造,可知力学中有关浮力、杠杆、弹性的知识开始萌芽。

“燧人氏钻木取火”的记载,也表明人们开始懂得热学中摩擦生热的道理。

夏、商、西周时期,交通运输工具的制造,用以计量时间的壶漏的发明,贸易交换中必备的权衡器,杠杆和桔槔在生产中的应用,烧陶和冶铜中控制火候的技术,铜镜和阳燧(凹面铜镜)的铸造,各种乐器的创制,这些技术的发展为物理学知识的积累创造了条件,也为其后总结物理学理论打下了坚实的基础。

春秋战国时期历史学家一般把这个时期称之为从奴隶制向封建制过渡的社会变革时代。

这个时期也完成了我国从青铜时代向铁器时代的过渡。

随着冶铁和铁制工具的使用、农田水利的发达、都邑建筑的兴盛,以及列国兼并战争的刺激,以《墨经》和《考工记》两书为标志,中国古代物理学开始了它的形成时期。

墨子(约公元前468—前376年)是这个时期具有唯物主义倾向的哲学家,也是我国古代最早的物理学家。

墨子,名翟,鲁国人,他和他的弟子组成的墨家,是春秋战国时期物理学成就最大的学派。

其代表作《墨经》一书,记载了有关力学、声学、光学等方面的知识。

尤其是在光学方面,它以八条文字连续有序地记述了光、影、镜面成像的光学问题。

它不仅是中国最早的几何光学著作,而且在世界古代文化史上也是一篇很难得的和较全面的光学杰作,比欧几里得光学还早百余年。

《考工记》是春秋末年齐国人的著作。

它论述了当时手工业的主要工种,是一部关于我国古代手工技术规范的总汇集。

尤为可贵的是,该书在记述各种手工技术的同时,还分别阐明了它们的科学道理。

其中包括许多力学、声学和热学方面的物理知识,堪称为集我国古代物理学知识在工艺技术上应用的大成。

中国古代对物理学的贡献

中国古代对物理学的贡献

一、中国古代对力学的研究力学知识起源于古代人对自然现象的观察和生产劳动中的实践经验,并逐步发展为生产技术和初步的自然哲理,这在东西方古代都是如此。

在我国古代,手工工艺技术成果远比经验性的理论总结突出得多,这是中国古代对力学研究的主要特点。

从时间来看,大体可分为春秋战国、两汉、宋明三个高潮。

(1)春秋战国时期(公元前770〜前221年)公元前316年,蜀守李冰修建都江堰,“正面取水,侧面排沙”,其飞沙堰工程巧妙地利用了弯道环流,说明当时测河水流量、了解泥沙规律等水力学知识及水利工程已有相当的水平,成都平原二千多年来始终受益。

传为齐人著的《考工记》,是记录我国古代农具、兵器、乐器、炊具、酒具、水利、建筑等古代手工艺规范的专著,现存版本中如《裘氏》、《筐氏》、《雕氏》等篇内容已散佚。

其中惯性现象的记述[”马力既竭,螭(zhou,指车辕)犹能一取焉”],车轮大小与拉力的关系(轮太低,马总是像上坡一样费劲),箭羽影响箭飞行速度的关系(“后弱则翔,中强则扬,羽丰则迟”),检验木料强度的经验方法[如“置而摇之,以视其蜗(yudn,蠕动程度)],“横两墙间,以视其槎之均”,“横而摇之,以视其劲”),以及堤坝设计的经验尺寸等,都反映了我国当时的生产技术水平和经验知识水平。

与《考工记》几乎同时的《墨经》,则进一步得出一些初步的力学哲理(如“奋”、“衡”、“本”、“标”、“重”、“权”等),给力下了比较科学的定义:“力,刑(形)之所以奋也。

”可惜这一形成科学的抽象思维进程在后世没有顺利继续下去。

这一时期是以记录与积累生产经验为主,也形成了初步哲理。

(2)两汉到五代时期(前206〜960)简单机械逐渐发展为精巧的或大型的联合机械,如张衡的水运浑天仪、候风地动仪,西汉未巧工丁缓(公元1世纪)的“被中香炉”是世界上已知最早的常平支架,祖冲之(429〜500年)的水磨等等。

隋代造船业已很发达,如隋炀帝的龙舟已高40尺,宽50尺,长200尺。

中国古代的物理知识

中国古代的物理知识

中国古代的物理知识中国古代的许多著作都涉及到了物理知识。

小编在这里整理了相关知识,快来学习学习吧!中国古代的物理知识《墨经》《墨经》是墨家学派的著作,也是他们进行私学教育的教材。

《墨经》中有关物理知识的内容,主要是在力学和光学方面。

力学方面《墨经》中对时间和空间概念分别作了正确的定义。

如“久,弥异时也”。

“宇,弥异所也”。

就是说,时间是不同时候的通称。

空间是包括各个方面的一切地点。

并区分了时间和时刻的概念,如“始,当时也。

”“时,或有久,或无久。

始,当无久。

”就是说,时间可分为“持续(有久)的”和“非持续(无久)的”,即瞬时的两种。

“开始”则属于“无久”的瞬时的那一种。

墨家又把机械运动定义为“动,或(域)徒也”。

意思是说,运动乃是物体空间位置的变动。

《墨经》中对力的概念提出了初步的论述。

“力,刑(形)之所以奋也。

”即是说,力是使物体开始运动或加快运动的原因。

《墨经》中还进一步把重量与力联系了起来,“力,重之谓。

下与(举),重,奋也”。

显然它指出了物体的重量也是一种力。

并说明物体下落或向上举时,都有力的作用。

墨家以桔槔和秤的工作原理为例,总结了杠杆的工作原理,提出了“本(重臂)”、“标(力臂)”、“权”、“重”等概念,论述了等臂杠杆和不等臂杠杆的平衡条件,并指出“挈,长重者下,轻短者上。

”即杠杆的平衡,不但取决于两物的重量,还与“本”、“标”的长短有关。

可见墨家已知道了可以用两种方法来调节杠杆的平衡,并已进行了杠杆原理的探讨。

墨家还叙述了斜面上的物体失去平衡的道理,以及利用斜面来提升重物的方法。

他们曾设计了一种装着滑轮的前低后高的斜面车,称为“车梯”,用来载重物沿斜面不断升高,以节省人力。

光学方面《墨经》从早就被人们认识的光的直线传播原理出发,首先提出了影与光、物之间的关系。

如“景不徙,说在改为。

”就是说影是不动的,为什么有时看到影在移动呢?这是由于光源(或物体)移动而使影改变位置的缘故。

接着对本影和半影及影子的大小跟光源、物体的关系等等作了论述,如“景二,说在重。

古代记载物理学知识

古代记载物理学知识

古代记载物理学知识咱们老祖宗可留下了不少奇妙的物理学知识呢。

在古代呀,虽然没有咱们现在这么精确复杂的物理研究体系,可古人对世界的观察细致入微。

就拿咱们中国来说吧,墨家那可是相当厉害。

墨家对力的认识就很有一套。

力是什么呢?就好像你推一个东西,这个东西动了,这就是力在起作用。

这和咱们平常生活中推桌子、拉凳子是一个道理。

你想啊,要是没有力,这桌子凳子就老老实实待在那儿,纹丝不动。

这就像人要是没有志向没有动力,就只能原地踏步,哪也去不了。

再看看古人对杠杆原理的了解。

阿基米德说给他一个支点就能撬动地球,咱中国古代也有类似的智慧。

咱们打水的桔槔,那就是杠杆原理的巧妙应用。

长长的一根杆子,一头挂着水桶,一头坠个重物。

你在水桶这边轻轻一拉,就能把水提上来。

这多神奇呀?这就好比在生活里,咱们有时候用小力气办大事。

就像两个人抬东西,找个合适的支撑点,两边协调好了,重东西也能轻松抬起来。

难道古人不聪明吗?古人对光学也有研究。

小孔成像就是个例子。

在暗室里,墙上有个小孔,外面的景象就会在对面墙上倒立成像。

这像就像水里的倒影一样,上下颠倒。

你说奇怪不奇怪?这其实就反映了光线直线传播的道理。

就好比咱们排队,如果大家都直直地站着,那从前面看和从后面看都是整整齐齐的一条线。

要是有人歪歪扭扭,那这个队伍就乱套了。

光线也是这样,直直地传播,一旦有个小孔,就形成了特别的影像。

还有对磁学的认识。

咱们老祖宗发现了磁石,还做出了司南。

司南就像一个忠诚的向导,总是指向南方。

这在航海啊,远行啊这些事情上可太有用了。

你想啊,在茫茫大海上,没有什么标记,司南就像黑暗中的一盏灯,给人指引方向。

这磁石的吸引力就像人与人之间的吸引力一样神秘。

有时候两个人一见面就互相吸引,磁石和铁也是这样,莫名其妙就吸在一起了。

古代的物理学知识虽然不像现在这么精确量化,但是这些知识都是从生活中实实在在观察和总结出来的。

这些知识不是枯燥的理论,而是生动有趣的生活智慧。

它们就像一颗颗明珠,散落在历史的长河里。

[精品]中国古代物理学

[精品]中国古代物理学

[精品]中国古代物理学中国古代物理学是一种引人入胜的学科,它在中国历史上有着悠久的传统和文化积淀。

在古代帝王时代,物理学的研究是由官员和科学家来处理的,并且在后来的时代中,也有很多知名的学者致力于研究物理学,从而对中国科学发展做出了重要的贡献。

中国古代物理学的历史可以追溯到2300多年前的战国时代,那个时候,人们已经开始探索自然现象的本质和规律。

当时各诸侯国之间的竞争,促进了科学技术的发展,物理学研究也随之得到了快速发展。

当时的著名学者铁齿铜人先生,提出了“物之不灭,名为巨万,物之天然,名为真,物之可见,名为形”的理论,奠定了物质守恒定律的基础。

经过几百年的发展,中国古代物理学理论体系日趋完备,形成了一系列学派和流派,比如儒家、道家、墨家和阴阳家等。

这些学派对于物理学的理论和研究取向都有着不同的观点和做法,但是不可否认的是,它们都在一定程度上推动了物理学的发展。

儒家学派认为,物质的规律是不变的,而人的行为却是可以改变的。

因此他们重视人的道德教育和行为规范,认为“和、敬、忠、信、节、廉”是人必须遵守的准则。

这种观点在当时的中国社会中非常流行,因此被广泛被接受。

同时,在物理学方面,他们还提出了“天地万物之体皆有气”,认为气是物质存在的基本元素之一。

相对于儒家学派的强调人的道德素养,道家学派则更加关注自然规律和生命本质。

道家认为,自然界的本质是相互联系的,而存在于自然界中的万物都有一种范式性,如神知道万物的本质和规律。

因此,建立在道家哲学基础上的物理学也更加关注物理现象产生的背景和内在规律。

墨家学派则更加重视实践和应用。

他们认为,只有把知识转化成实践,才能让它变得更加有价值。

因此,他们致力于研究和发展一些实用的工具和科技,如力学,量角器和角度悬挂器等。

阴阳家则是在儒家、道家、墨家和其他流派的基础上发展起来的。

他们认为,自然现象是相互关联的,这些现象可以通过各种参数来描述和计算。

因此,他们通过研究参数之间关系的变化,建立了各种数量的变换关系,并形成了一系列关于自然现象的规律和定理。

物理学史——中国古代电磁学知识

物理学史——中国古代电磁学知识
中国古代的电磁学知识
1. 中国古代的电学知识
2.雷电和摩擦起电来自3. 2. 中国古代对磁的认识
4.
磁体、磁性及应用、司南、指
南针
(一) 中国古代的电学知识
我国古代对电的认识,是从雷电及摩擦起电现象开始的。 早在3000多年前的殷商时期,甲骨文中就有了“雷”的形声字。 西周初期,在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“電”字。
方 以 智 《物理小识》:“雷火所及,金石销熔,而漆器不坏 。”
(2)雷电成因 《淮南子·坠形训》:“阴阳相薄为雷,激扬为电”,即雷
电是阴阳两气对立的产物。 王充《论衡·雷虚篇》:“雷者,太阳之激气也”。“试以
一斗水灌冶铸之火,气激■裂,若雷之音矣。或近之,必灼 人体。天地为炉大矣,阳气为火猛矣,云雨为水多矣,分争 激射,安得不迅?中伤人身,安得不死?。” 明代刘基(1311~1375):“雷者,天气之郁而激发也。 阳气困于阴,必迫,迫极而迸,迸而声为雷,光为电”。
者,此名延年砂;四面只吸铁八两者,号曰绪采石;四面 只吸铁五两以来者,号曰磁石。” 陶弘景《名医别录》:磁石“今南方亦有好者,能悬吸针, 作虚连三、四为佳。”世界上关于磁力测量最早的文字记载。 宋代苏颂《本草图经》:磁石“能吸铁虚连十数针,或一、二 斤刀器回转不落者,尤真。”
(3) 磁石只能吸铁 《淮南子》 : “慈石能吸铁,及其于铜则不通矣”,“
武当山主峰金殿
最为奇特的地方就是它本身是良导体,每逢电闪雷鸣的时候,光球在金殿 四周滚动,但霹雳却击不到金殿,金殿经受多次雷击后,不仅豪无损伤, 无痕无迹,反而其上的烟尘锈垢被烧去,雨水一洗,辉煌如初。这一奇观 被称为“雷火炼殿”。金殿造了已经有六七百年了,但还是完好如初,仍 然光彩夺目。 【原因:其实这是一种自然现象。金殿本身就是一座庞大的 导电体,雷雨前夕,带电荷的积雨云向金殿移动,当达到一定距离时,云 层与金殿的电位差增大,使空气电离,金殿上的电荷与云中的电荷间频频 闪击,火球滚动,于是产生了“雷火炼殿”奇观。

古代中学物理知识点总结

古代中学物理知识点总结

古代中学物理知识点总结在古代,物理学是一门非常重要的科学学科,人们通过观察和实验的方式,探寻自然界的规律。

古代的物理学知识点虽然没有现代物理学那么复杂,但也有许多有趣的内容。

本文将总结古代中学物理知识点,包括力学、光学、热学、声学等方面的内容,希望对读者有所帮助。

1. 力学在古代,人们对物体的运动和力的研究比较简单,主要集中在静力学和动力学两个方面。

静力学:研究物体静止和受力平衡的情况。

古代人们已经发现了简单机械原理,比如杠杆、滑轮、斜面等原理。

通过这些简单机械,人们可以更容易地完成一些力的作用,比如搬运重物等。

动力学:研究物体的运动和受力的关系。

古代人们认为,物体的运动受到外力的影响,比如地心引力、推拉等。

2. 光学光学是古代人们久远的兴趣议题之一,古代人们对光的性质和规律进行了一定的研究。

折射定律:古代人们观察现象发现,当光线从一种介质射入另一种介质时,会发生偏折。

古代人们总结出了折射定律,即入射角等于折射角。

反射定律:古代人们也发现光线在平面镜上的反射规律,总结出了反射定律,即入射角等于反射角。

3. 热学在古代,人们对热能的研究主要集中在火的燃烧和传导两个方面。

火的燃烧:古代人们认为,火是一种特殊的物质,具有极强的热能。

他们通过实验和观察,总结出了火的燃烧规律,比如需要氧气、燃烧会产生热量等。

传热:古代人们对传热也进行了一定的研究,尤其在冬季取暖和烹饪方面。

他们发现了一些取暖和烹饪的技巧,比如使用一些燃料和热能传导的原理。

4. 声学古代人们对声音的产生和传播进行了一定的研究,尤其在音乐和传声方面。

声音的产生:古代人们发现,当物体振动时会产生声音,这启发了一些乐器的发明和制作,比如古琴、箫、钟等。

声音的传播:古代人们认为,声音是由一种特殊的“介质”传播的,他们进行了一些实验,比如两块木板和一根绳子进行“电话”实验,从而了解声音的传播规律。

综上所述,古代中学物理知识点主要包括力学、光学、热学、声学等方面的内容。

中国古代记载物理学知识

中国古代记载物理学知识

中国古代记载物理学知识嘿,朋友们!今天咱们来唠唠中国古代那些超有趣的物理学知识,就像挖掘宝藏一样,保证让你惊掉下巴。

咱先说说杠杆原理吧。

这杠杆啊,就像是一个神奇的魔法棒。

古代人可聪明啦,阿基米德说给他个支点能撬起地球,咱中国古代也有类似的智慧。

你看那秤,小小的秤砣就能称起大大的物件。

这秤砣就像一个武林高手,虽然个头小,但是凭借着杠杆这个“武功秘籍”,在秤杆上那么一挪,就能四两拨千斤,轻松知道东西的重量。

就好比一个小蚂蚁能拉动比它大好多倍的食物一样神奇。

再看看光学知识。

铜镜就像是一个时间的记录者,表面光滑得就像平静的湖面。

古代人通过打磨铜镜来利用光的反射,那时候的铜镜就像是一个小小的太阳,把人的面容反射出来。

想象一下,古人对着铜镜梳妆,就像在跟另一个自己对话。

而且小孔成像更是奇妙,一个小小的孔就像是一个神秘的时空隧道,外面的世界通过这个小孔就倒着映在墙上了。

这就好像是现实世界被施了魔法,来了个大反转,大树变成了小树,人也头朝下脚朝上了,特别有趣。

还有声学呢。

古代的编钟那可是响当当的。

一个个编钟就像一群听话的小精灵,按照不同的大小和形状,发出高低不同的声音。

当乐师敲响它们的时候,就像是一场精灵的音乐会。

那声音悠扬动听,仿佛能穿越时空,带着我们回到古代的宫廷,看到那些穿着华丽服饰的人在翩翩起舞。

这编钟的声音就像流水一样,有时候湍急,有时候缓慢,在空气中流淌着美妙的旋律。

古代的磁学也很厉害。

指南针就像一个永远不会迷路的小导游。

不管你在多么复杂的环境里,它就坚定地指着一个方向。

它小小的指针就像是一个忠诚的卫士,守护着方向的秘密。

在茫茫大海上,它就像海上的灯塔,给船只指引回家的路,哪怕狂风巨浪也不能让它动摇。

咱中国古代的物理学知识就像一座神秘的大花园,里面充满了各种奇妙的花朵。

虽然当时没有现在这么先进的设备去精确测量和研究,但古人凭借着敏锐的观察力和无限的智慧,发现了这么多有趣的物理现象。

就像一群探险家在未知的世界里发现了一个个宝藏一样,这些知识是他们留给我们的珍贵礼物,我们现在看着这些知识,就像看着古人智慧的结晶在闪闪发光呢。

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学院:数学科学学院专业:数学史(研究生)课程:中国科学技术史稿学期:2009-2010学年上指导老师:侯刚中国古代物理学知识及其应用简述学生:陈鹏学号:09205017中国古代物理学知识及其应用简述陈鹏(数学科学学院,09205017)摘要:中国古代涉及到的物理知识面是相当广泛的,它不仅涉及到力学、光学、声学和热学,而且也探讨了物质的本源。

同时也可看出,古代在物理知识代代相传的过程中,也有独到的见解和创造性的应用,很多都处于世界领先地位。

关键字:物理力学光学声学热学中国古代很早即有物理一词,但其泛指一切事物的道理。

正如明末方以智的《物理小识》所说,“物理在一切中”,即使“性命、生死、鬼神”,也“只一大物理也。

”有人认为“中国古代物理学是有术无学”,只是停留在经验阶段,没有理论、没有方法,充其量也只达到一定程度技术的层次。

也有人认为中国古代人的与物理学有关的经验理论也是科学理论,中国古代物理学历史悠久而内容丰富。

抛开学术上的争论,客观地讲,一方面中国古代人对许多物理现象有比较深刻的认识并上升到经验得以应用,另一方面中国古代人也曾对自然现象的认识达到极高度抽象的理论层次,并用这些理论理解和解释自然现象、物理现象。

中国古代有没有物理学,这一方面不同人有不同的理解,另一方面重要的是必须依靠史实说话。

只要对中国古代的物理学知识和中国古代解释自然现象的理论有充分的认识,人人都可以得出一个结论。

因此,认真学习这部分知识,就比一味地争论更加重要和有意义。

而且人们对这个问题的结论,还受限于我们的历史观念以及我们所能掌握的史料的丰富程度,而这两方面都是可变量。

如1987年在河南贾湖斐李岗文化遗址,现为中国科技大学研究员的张居中等人发现了距今8000年左右的完整的由鹤类长肢骨制成的骨笛,这些骨笛长约20㎝,7孔,有7个音阶。

这一发现使中国的音乐文化历史一举远远超越巴比伦、埃及的音乐历史。

象这类发现的出现自然要修正我们对中国古代相关物理学知识的历史看法。

因此,随时间的推移、研究的进步、新发现的出现,人们对中国古代物理学知识的认识难免还会发生变化。

下面首先简单展示一下中国古人在认识自然现象时形成的物理学知识及其应用情况。

一.对运动的认识《墨经•经上》说:“动,域徙也。

”显然这是指物体位置改变的机械运动。

关于静止,《经上》说:“止,以久也。

”物体在某一位置停留一段时间。

在《庄子》中,庄子记述了其好友惠施的一些学术观点,其中有:“轮不碾地”以及“飞鸟之景未尝动也”的说法,可以想象其对运动的思索已达到相当高的认识水准。

中国古人对运动的相对性也有较早的清楚的认识,有关这方面的文献很多,如汉代成书的《春秋纬•元命苞》中说:“天左旋,地右动。

”而南唐的谭峭在其著作《化书》中也说:“作环舞者,宫室皆转,瞰迥流者头目自旋。

”更加令人惊异的是在汉代成书的《尚书纬•考灵曜》中,我们可以看到善于观察的古代中国人竟然认识到了力学的相对性原理的思想:“地恒动不止,而人不知。

譬如在大舟中,闭牖而坐,舟行而人不觉也。

”力学的相对性原理也叫伽利略相对性原理。

在1623年出版的伽利略的著作《两大世界体系的对话》中,伽利略是这样描述的:“把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里,再让你带几只苍蝇、蝴蝶和其它小飞虫。

然后,挂上一个水瓶,让水一滴一滴地滴到下面一个宽口罐里。

船停着不动时,你留神观察,小虫都以等速向各方面飞行,鱼向各个方向随便游动,水滴滴进下面的罐子中。

你把任何东西扔给你的朋友时,只要距离相等,你向这一方向不比向另一方向用更多的力。

你双脚齐跳,无论向哪个方向跳过的距离都相等。

当你仔细观察这些事情后(虽然当船停止时,事情无疑一定是这样发生的),再使船以任何速度前进,只要运动是匀速的,也不忽左忽右地摆动。

你将发现,所有上述现象丝毫没有变化,你无法从其中任何一个现象来确定,船是运动还是停着不动。

……”伽利略的思想与中国古人的智慧何其相似。

最保守地估计中国古人的这一思想的提出早于伽利略也要在1600年以上。

二.动力学方面的知识《墨经•经上》说:“力,刑之所以奋也。

”这句话的含义,学术界还有争议,但不可否认这是有意识的对力的一种定义,而这句话很大程度上断定了力与形变的关系。

其上还说:“力学,重之谓。

”这表明在当时看来,重力仍是最常见最重要的力之一。

直到中国近代早期西方力学翻译成中文时,还曾译为重学。

《考工记》中说:“马力既竭,輈犹能一取也。

”显然对惯性有了一定的认识。

王充在其《论衡•状留篇》中说:“车行于陆,船行于沟,其满而重者行迟,空而轻者行疾。

”可见王充对惯性有了更进一步的认识。

他还清楚只有外界其他物体的作用力才能改变物体的状态。

他在《论衡•效力篇》中说:“古之多力者,身能负荷千钧,手能决角伸钩,使之自举,不能离也。

”中国古人对弹性力也曾有深刻的认识。

《考工记•弓人》中有“量其力,有三均”的说法。

东汉郑玄在注解时说:“参、均者,谓若干胜一石,加角而胜二石,被筋而胜三石,引之中三尺。

假令弓力胜三石,引之中三尺,弛其弦,以绳缓擐之,每加物一石则张一尺,故书‘胜’。

”唐代贾公彦对郑玄的话又做如下解释:“此言谓弓未成时,干未有角,称之称一石;后又安角,胜二石;后更被筋,称之即胜三石。

‘引之中三尺’者,此据干、角、筋三者俱总,称物三石,得三尺。

若据初空干时,称物一石,亦三尺;更加角,称物二石,亦三尺;又被筋,称物三石,亦三尺。

郑又云‘假令弓力胜三尺,引之中三尺’者,此即三石力弓也。

必知弓力三石者,当‘驰其弦,以绳缓擐之’者,谓张之,别以一条绳系两箫,乃加物一石张一尺;二石张二尺,三石张三尺。

”学术界基本认为中国古人在制造弓弩的过程中应用了弹性定律的知识。

弹性定律在西方称为胡克定律,由英国物理学家胡克于1660年左右发现,而这比郑玄晚了近1500年。

三.简单机械方面的知识及应用杠杆是最简单的机械,中国古人制造的简单机械中,杠杆平衡原理的应用也最为常见。

将一长杆通过绳索悬挂于一立柱上,以悬挂点为支点,长杆可象秤杆一样上下摆动,使支点不在杆的中点,这样的装置中国古人称之为桔槔。

传说商汤时“伊尹始作桔槔”,这种装置在20世纪70—80年代中国农村尚可普遍看到,主要用于取水,在杆系桶的另一端一般还可以系重物,根据杠杆平衡原理,这样提水时省力。

汉刘向在《说苑•反质》中说:“卫有五丈夫,俱负缶而入进灌韭,终日一区。

邓析(春秋末人)过,下车为教之曰:‘为机重其后,轻其前……终日灌韭,百区不倦。

’”利用杠杆原理的还有脚踏碓、水碓以及天平、杆秤等等。

《墨经•经说下》说:“衡,加重于其一旁,必捶权,重相若也。

相衡,则本短标长。

两加焉,重相若,则标必下,标得权也。

”学术界认为这叙述的是杠杆平衡原理。

其中标与本分别指秤杆的支点到秤锤的距离和支点到悬秤钩处的距离,权即秤锤或砝码。

1954年在湖南长沙左家公山战国楚墓出土的天平横杠长27㎝,离杆端0.7㎝处有两盘,以两为单位的砝码系列有:4.00,1.78,1.00,0.495,0.25,0.15,0.062,0.043,0.026。

滑轮,古代称滑车。

从春秋战国开始即有广泛应用。

《墨经》中的“绳制”也指滑轮。

《礼记正义》说公输班为季康子葬母创造了转动机关,为助楚攻宁创制了云梯,其中都使用了滑轮。

辘轳可能产生于商末周初。

宋代曾公亮《武经总要》说:“周武王以飞桥、辘轳,越沟堑,飞江天”。

四.流体力学方面的知识从上古人们“见窾木浮而知为舟”(《淮南子》)、东周时人们以舟量物(《符子》)到北魏贾思勰《齐民要术》中水浮验稻种法,都提示了古人对浮力的认识及应用。

汉代的《淮南万毕术》中记载:“首泽浮针。

取头中垢以涂塞其孔,置水即浮。

”明末刘侗、于奕正在《帝京景物略》中写道:“水面坐膜,锈针投之则浮。

”这两则史料反映了古人对液体表面张力的认识。

中国古人对大气压的认识和应用更加引人注意。

东汉末年人们已能利用渴鸟(虹吸管)灌溉农田。

南北朝成书的《关尹子》中说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下,盖(气)不升则(水)不降”。

唐代王冰在《素问论》中对此有过解释:“虚管既满,捻上悬之,水固不泄,为无升气而不能降也;空瓶小口,顿溉不入,为气不出而不能入也。

”宋曾公亮在《武经总要》中写道:“凡水泉有崚山阻者,取大竹去节,雄雌相合,油灰黄蜡固封,勿令泄气,推竹首入水中五尺,于竹末烧松桦或干草,使火气自竹内潜通水所,则水自中逆上。

”可见在当时的历史条件下,对大气压的大型利用已近完善。

虽然没有专门的著述,但从古代的一些天才制作上我们不难看出,古代中国人的力学知识和经验是相当丰富的。

如西汉刘歆的《西京杂记》所载的巧匠丁缓制作的“被中香炉”:“为机环转运四周,而炉体常平,可置被褥中,故以为名。

”其原理与飞机、导弹及鱼雷上使用的陀螺仪中的万向支架如出一辙,涉及重心、平衡以及回转效应等物理知识。

制作这种器物,必定有明确的指导思想才能成功,因为这不是靠本能就可以实现的,恐怕仅以一个巧字也难以完成,而非有足够的力学经验与知识的累积不可。

类似的天才设计在西方,1500年左右才由达芬奇提出。

五.声学知识中国古代的声学知识是相当丰富的。

如《考工记》记载说:“凫氏为钟……薄厚之所震动,清浊之所由生”,明确了声音是由物体振动而产生的。

东汉的王充在《论衡》中说:“生人所以言语吁呼者,气括口喉之中,动摇其舌,张歙其口,故能成言。

……夫箫笙之管,犹人之口喉也,手弄其孔,犹人动舌也。

”说明王充认识到了空气振动成声的道理。

明宋应星在著作《论气》中说:“气本浑沦之物,分寸之间,亦具生声之理,然而不能自为生。

……冲之有声焉,飞矢是也;界之有声焉,跃鞭是也;振之有声焉,弹弦是也;……持物击物,气随所持之物而逼于所击之物,有声焉。

……凡以形破气而为声也,急则成,缓则否,劲则成,懦则否。

……故急冲急破,归措无方,而其声方起。

”在宋应星对发声原理的认识中隐然透出物体的振动(声源)不是根本的第一位的原因,占据第一位置的是气,声乃气生,声源对气“生声”只是一个外界条件、对气的一种触发,或冲之或界之或振之。

宋应星对声音在空气中的传播也有深刻的认识:“物之冲气也,如其激水然。

气与水,同一易动之物。

以石投水,水面迎石之位,一拳而止,而其纹浪以次开之,至纵横寻丈而未歇。

其荡气也亦犹是焉,特微渺而不得闻耳。

”而在西方,到十七世纪中期哲学家、科学家伽桑狄仍将声音的传播看成发声体向周围发射的极小、看不见的粒子流的运动。

北魏郦道元的《水经注》中记载:“江陵城地东南倾,故缘以金堤,自灵溪始,恒温令陈遵造。

遵……使人打鼓远听之,知地势高下。

依傍则筑,略无差矣。

”由此可以推测陈遵对声音传播的速度应该有一定的认识。

在诸多声音现象中,中国古人对声音的共鸣很有兴趣,因为这正好可以用来类比他们的各种感应思想。

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