正文 先秦物理成就--公元前21世紀-前221年(1 / 2)

中國不愧是一個文化大國,早在先秦時代,人民的智慧與才能就充分地展示出來。無論是天文、數學,還是化學、物理,無論是夏商周時期,還是西周、春秋戰國時期,那些科技的因子、那些智慧的火花,無一不閃耀著熠熠奪目的光芒。

在長期的社會進步中,我國古代勞動人民積累了豐富的物理學知識。這些知識包括掌握重心和力矩的原理,從而製造出各種器械;認識各種材料的力學性質,以更有效地加工和使用;研究流體靜力學和動力學原理,運用於水利和造船業等。這些先進的科技,從一些出土的文物和一些流傳下來的著作當中,我們都可以尋到蹤影。

考古工作人員在仰韶文化遺址,發掘了許多尖底汲水陶罐。這種陶罐兩側係繩,空時傾斜,將滿時直立,水盛滿時自動傾覆,表明當時的勞動人民在實踐中,對於物體的重心與平衡已經有一些初步的認識。商周期間,我國已有“五行說”和“陰陽說”。其中,“五行說”認為世界萬物都是由金、木、水、火、土五種基本物質元素所組成,“陰陽說”認為萬物發展變化的原因是“陰”“陽”兩種相對抗的力量,這是我國古代具有樸素唯物主義和樸素辯證法因素的關於物質構成和變化學說。到了周代,我國人民已經學會使用“陽燧”(亦稱“夫燧”,即凹麵鏡)聚焦陽光取火,這是人類最早利用太陽能的一種方法。

春秋戰國時期,隨著冶鐵手工業的發展和鐵製工具的使用,社會生產力迅速提高,自然科學也因此得到了大發展。這一時期,物理學成就更為豐富。

據春秋古籍《管子·地數》記載:“山上有慈石(即磁石)者,其下有銅金。”這是世界上有關磁石的最早記載之一,說明這一時期,我國先民對磁石的性質已經有了一些了解。

春秋末年,我國人民已經開始使用天平和砝碼。在湖南長沙春秋末至戰國間的楚墓中,考古工作者就發掘了大量天平和砝碼。我們知道,天平是根據杠杆原理製成的,而杠杆正是物理學當中“力矩”的運用,這些知識在戰國時代墨家的巨著《墨子》當中都有所闡釋。

在中國古代工程技術史上,《墨子》不愧是一部有深遠影響的巨著,它記載和闡釋了物理學方麵的許多重要成就,涉及到力學、光學、聲學等分支,其中包括對力、力係的平衡和杠杆、斜麵等簡單機械的論述;記載了關於小孔成像和平麵鏡、凹麵鏡、凸麵鏡成像的觀察研究,首先提出光是直線前進的觀點,是世界上最早的幾何光學著作之一;《墨子·備穴》還載有固體傳聲和共鳴現象的應用等聲學知識。直到今天,《墨子》當中的一些論述還在為現代人所引用,其科學魅力由此可見一斑。

《墨子》當中說:“力,刑(形)之所以奮也。”也就是說,力是使物體運動的原因,即使物體運動的作用叫做力。對此,墨子舉例予以說明,他說這就好比把重物由下向上舉,就是由於有力的作用方能做到。同時,墨子指出物體在受力之時,也產生了反作用力。

《墨子》對物體的運動、運動的分類、運動與時空的關係都作了論述。墨子給出了“動”與“止”的定義。他認為“動”是由於力推送的緣故,並且,他還提出了“止,以久也,無久之不止,當牛非馬也”的觀點,意思是說,物體運動的停止來自於阻力阻抗的作用,如果沒有阻力的話,物體會永遠運動下去。這樣的觀點,被認為是牛頓慣性定律的先驅,比同時代全世界的思想超出了1000多年。

在《墨子》中,還論述了物體浸水後的情形,可以說,這是對浮力定律的最早闡釋。書中說:形體大的物體,在水中沉沒的部分很淺,這是平衡的原理;浮體浸在水中的部分能和浮體平衡,即使物體沉得很淺,也不是物體本身矮淺的原因,而是像市場上商品交易,一件商品可以換五件別的商品一樣。這樣的理解,雖然沒有看到浮體沉浸在水中部分正是這個物體所排開的液體體積,排開液體重量恰好等於浮力,但已經懂得沉浸在水中部分和浮體的關係,這一點非常可貴。幾百年後,古希臘科學家阿基米德發現了著名的浮力定律,它的精髓其實與墨子的論述如出一轍。