中国古代物理1-力学

前言

21世纪的我们应当对自己的历史进行解读,尤其对我国的物理学史进行了解,中华民族有过辉煌的历史,四大发明对社会做出的巨大贡献是世人共睹的,但为何又会受百年的奇耻大辱。这一切有着我国的独特文化,他似乎早就给我国物理史带来一种复杂的影响,我们的古人对物理的研究总的说来就是趋于记录现象,而没有进行深入的研究和理论的研究。我们国家对于物理现象的记载可以说是最早国家之一。

我国的物理学发展充满着沧桑,在先秦时期我有过百家争鸣,各家在发挥自己长处,尤其是墨子学说,它的精髓就在于进行深入的研究,就类似于西方的科学思维。但它并没被重视,始皇进行了统一,中华文化走向一致,尤其汉朝以来的独尊儒术,使得中华民族走向与西方完全不同的路。整整千年历史长河,我们有李白、苏轼、曹雪芹,但我们没有爱因斯坦、牛顿、伽利略。这似乎又在阐释着为什么在近代我国会受到“华人与狗不得入内”殊礼!

在这历史长河中,进入仕途,是所有读书人的最高追求,其它一切很可能为邪说。甚至为人鄙视。长时间的大一统且高度中央集权,可谓一人之言,万万人必从之。而对于物理的研究,在短时间并不会给君王带来大量的财富,而更多的人学儒,为皇家所用,帮其管理这所谓的王土。为了培养更多奴才,统治者必将遏制其它学说。而对物理的研究,我们可以说连门都没进。我国古代的科学技术成就中,属于物理学或与物理学有关的,作一简要介绍。

力学

①《考工记》(战国时期各工种规范与工艺文献)一书中的有关记载。这是一本现存的有关我国古代手工业技术规范的书籍,可能是春秋时代(公元前700至400年)末年的作品。它记述了许多手工业的工艺制作与设施,汇集了至公元前3、4世纪时的工程技术知识。其中包含的力学知识,主要有:关于惯性的记载、滚动摩擦的论述、论箭的飞行与保持稳定,还记述了有关力的测量、斜面受力分析以及材料和施工中的一些软科学知识。

《考工记》是中国目前所见年代最早的手工业技术文献,该书在中国科技史、工艺美术史和文化史上都占有重要地位。 在当时世界上也是独一无二的。全书共7100余字,记述了木工、金工、皮革、染色、刮磨、陶瓷等六大类30个工种的内容,反映出当时中国所达到的科技及工艺水平。此外《考工记》还有数学、地理学、力学、声学、建筑学等多方面的知识和经验总结。

关于《考工记》的作者和成书年代,长期以来学术界有不同看法。数学者认为,《考工记》是齐国官书(齐国政府制定的指导、监督和考核官府手工业、工匠劳动制度的书),作者为齐稷下学宫的学者;该书主体内容编纂于春秋末至战国初,部分内容补于战国中晚期。

中国古代物理1-力学

考工记

②《墨经》中有关力学知识的记载。《墨经》战国时代以墨翟(公元前490至403年)为首的墨家的代表作,分为“经”与“经说”两大部分。经说是经的注解。前者的内容大多是一些定义性质的条文,后者则带有定律的性质的解释。

《墨经》中的软科学知识已不全是实际生产知识的总结和记述,而是对力学现象进行了粗浅的概括,并进行了一些推理论证。诸如,关于时空观念、运动学知识、力的概念、力系平衡的论述,以及斜面、滑轮及其应用,等等。现举一条关于杠杆的理论探讨以兹说明: 经下第25条:“天(衡)而必正,说在得。“经说:“(衡),加重于一旁,必捶(垂),权重相若也。相衡,则本短标长,两相加焉,重相若,则标必下,标得权也。” 这一条说明了不等臂天平(秤)的平衡关系。可能是墨家探讨杠杆平衡关系的实验总结,说明墨家发现杠杆定律较之古希腊的阿基米德要早二百多年。但并没有阿基米德杠杆定理那样完整和定量化。

③侯风地动仪。这是东汉张衡(公元78至139年)所制的世界上第一台地震仪。《后汉书张衡列传》上有下面一段记载:“(顺帝)阳嘉元年(即公元132年),复造侯风地动仪。以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起,形似洒尊,饰以篆文山龟乌兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸;下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。如有地动,尊则震,龙机发,吐丸而蟾蜍衔之,振声激扬,伺者因此觉知。虽一龙发机,而七首不动。寻其方面,甩乃知震之所在。验之以事,合契若神。自书典所记,未之有也。当一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪其无征。后数日驿至,果地震陇西。于是皆服其妙。自此以后,乃令史官记地动所从方起”。

④记里鼓和指南车。这是三国时魏人马钧根据以前的记载模仿制成的两种利用各种齿轮的复合运动传动的自动机构。记里鼓是利用原动齿轮带动大小不同的一套从轮,使车轮转动把车行的里数自动地表示出来的一种装置。指南车是利用一套能自动离合的齿轮系统的定向装置,使得立在车上的一个木制人像的手永远指着固定的方向。

中国古代物理1-力学

记里鼓车


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