中國古代物理1-力學

前言

21世紀的我們應當對自己的歷史進行解讀,尤其對我國的物理學史進行了解,中華民族有過輝煌的歷史,四大發明對社會做出的巨大貢獻是世人共睹的,但為何又會受百年的奇恥大辱。這一切有著我國的獨特文化,他似乎早就給我國物理史帶來一種複雜的影響,我們的古人對物理的研究總的說來就是趨於記錄現象,而沒有進行深入的研究和理論的研究。我們國家對於物理現象的記載可以說是最早國家之一。

我國的物理學發展充滿著滄桑,在先秦時期我有過百家爭鳴,各家在發揮自己長處,尤其是墨子學說,它的精髓就在於進行深入的研究,就類似於西方的科學思維。但它並沒被重視,始皇進行了統一,中華文化走向一致,尤其漢朝以來的獨尊儒術,使得中華民族走向與西方完全不同的路。整整千年歷史長河,我們有李白、蘇軾、曹雪芹,但我們沒有愛因斯坦、牛頓、伽利略。這似乎又在闡釋著為什麼在近代我國會受到“華人與狗不得入內”殊禮!

在這歷史長河中,進入仕途,是所有讀書人的最高追求,其它一切很可能為邪說。甚至為人鄙視。長時間的大一統且高度中央集權,可謂一人之言,萬萬人必從之。而對於物理的研究,在短時間並不會給君王帶來大量的財富,而更多的人學儒,為皇家所用,幫其管理這所謂的王土。為了培養更多奴才,統治者必將遏制其它學說。而對物理的研究,我們可以說連門都沒進。我國古代的科學技術成就中,屬於物理學或與物理學有關的,作一簡要介紹。

力學

①《考工記》(戰國時期各工種規範與工藝文獻)一書中的有關記載。這是一本現存的有關我國古代手工業技術規範的書籍,可能是春秋時代(公元前700至400年)末年的作品。它記述了許多手工業的工藝製作與設施,彙集了至公元前3、4世紀時的工程技術知識。其中包含的力學知識,主要有:關於慣性的記載、滾動摩擦的論述、論箭的飛行與保持穩定,還記述了有關力的測量、斜面受力分析以及材料和施工中的一些軟科學知識。

《考工記》是中國目前所見年代最早的手工業技術文獻,該書在中國科技史、工藝美術史和文化史上都佔有重要地位。 在當時世界上也是獨一無二的。全書共7100餘字,記述了木工、金工、皮革、染色、刮磨、陶瓷等六大類30個工種的內容,反映出當時中國所達到的科技及工藝水平。此外《考工記》還有數學、地理學、力學、聲學、建築學等多方面的知識和經驗總結。

關於《考工記》的作者和成書年代,長期以來學術界有不同看法。數學者認為,《考工記》是齊國官書(齊國政府制定的指導、監督和考核官府手工業、工匠勞動制度的書),作者為齊稷下學宮的學者;該書主體內容編纂於春秋末至戰國初,部分內容補於戰國中晚期。

中國古代物理1-力學

考工記

②《墨經》中有關力學知識的記載。《墨經》戰國時代以墨翟(公元前490至403年)為首的墨家的代表作,分為“經”與“經說”兩大部分。經說是經的註解。前者的內容大多是一些定義性質的條文,後者則帶有定律的性質的解釋。

《墨經》中的軟科學知識已不全是實際生產知識的總結和記述,而是對力學現象進行了粗淺的概括,並進行了一些推理論證。諸如,關於時空觀念、運動學知識、力的概念、力系平衡的論述,以及斜面、滑輪及其應用,等等。現舉一條關於槓桿的理論探討以茲說明: 經下第25條:“天(衡)而必正,說在得。“經說:“(衡),加重於一旁,必捶(垂),權重相若也。相衡,則本短標長,兩相加焉,重相若,則標必下,標得權也。” 這一條說明了不等臂天平(秤)的平衡關係。可能是墨家探討槓桿平衡關係的實驗總結,說明墨家發現槓桿定律較之古希臘的阿基米德要早二百多年。但並沒有阿基米德槓桿定理那樣完整和定量化。

③侯風地動儀。這是東漢張衡(公元78至139年)所制的世界上第一臺地震儀。《後漢書張衡列傳》上有下面一段記載:“(順帝)陽嘉元年(即公元132年),復造侯風地動儀。以精銅鑄成,圓徑八尺,合蓋隆起,形似灑尊,飾以篆文山龜烏獸之形。中有都柱,傍行八道,施關發機。外有八龍,首銜銅丸;下有蟾蜍,張口承之。其牙機巧制,皆隱在尊中,覆蓋周密無際。如有地動,尊則震,龍機發,吐丸而蟾蜍銜之,振聲激揚,伺者因此覺知。雖一龍發機,而七首不動。尋其方面,甩乃知震之所在。驗之以事,合契若神。自書典所記,未之有也。當一龍機發而地不覺動,京師學者鹹怪其無徵。後數日驛至,果地震隴西。於是皆服其妙。自此以後,乃令史官記地動所從方起”。

④記裡鼓和指南車。這是三國時魏人馬鈞根據以前的記載模仿製成的兩種利用各種齒輪的複合運動傳動的自動機構。記裡鼓是利用原動齒輪帶動大小不同的一套從輪,使車輪轉動把車行的裡數自動地表示出來的一種裝置。指南車是利用一套能自動離合的齒輪系統的定向裝置,使得立在車上的一個木製人像的手永遠指著固定的方向。

中國古代物理1-力學

記裡鼓車


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