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我国古代物理学在农业生产和生活中应用 　　内容提要　中国自古就是农耕文明国家，农业是中国万事之本。我国古代物理学与农业有着千丝万缕的联系，直接或间接地为农业生产服务，并在农业生产和生活中得以产生和应用。 　　关键词　古代物理；成就；应用 　　作者简介　余期洪(1965－)，男，南昌师范高等专科学校自然科学系副教授。(江西南昌330200) 　　 　　中国自古就是大河流域的农耕文明国家，农业是中国万事之本。我国古代物理学也与农业有着千丝万缕的联系，直接或间接地为农业生产服务，并在农业生产和生活中得以产生和应用。 　　 　　一、我国古代物理学主要成就 　　 　　1　力学方面。力学研究的是机械运动的规律，由于古人生产和生活都离不开机械运动，所以力学发展得最早。早在几千年前我国古人就会运用杠杆、螺旋、滑沦、斜面、齿轮等简单机械，并在实际活动中逐步形???了一些科学概念。《墨经》中对力作了“刑之所以奋”的定义，意思是：力是物体由静而动或动之愈来愈快的原因。关于力系杠杆平衡。认为“衡：加重于其一旁，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。挈有力也，引无力也。”不仅看到力和重物的因素，而且考虑两端与支点距离的因素。关于斜面“倚者不可正，说在剃”，意为：一个物体斜放在另一物体上就要滑下，得不到平衡。又说：“倚：倍、拒、坚、身出(射)，倚焉则不正。”这里讲的都是利用斜面能够省力。《考工记?轮人篇》对牛马拉车实验中斜面受力有很好的分析，“凡重，上弗挈，下弗板，旁弗劫，则下直”，讨论了重力的作用，还讨论了阻力问题。关于弹力，《天工开物》论述了弓弦的弹力及测定方法。关于物体运动的快慢，《论衡?状留篇》中有：“金铁在地，风(暴风)不能动，毛芥在其间，飞行千里。”意为：在同样的外力作用下，轻的物体运动起来较容易，重的物体运动起来就困难。《说日篇》中有：“日昼行千里，夜行千里，麒麟昼日亦行千里，然则日行舒疾”是相同的，这是“速度”概念的萌芽。关于功，王充在《论衡?询时篇》中指出：“且田与宅俱人所治，兴功用力，劳佚均等……必铨功之小大，立远近之步数。假令起三尺之功，食一步之内，起十丈之役，食一里之外，功有小大。”即考核功的大小时，除用力的多少外，还要确定路程的长短。关于运动，《墨经》对“运动”和“静止”的概念下了定义，“动，或(域)徙也。”意思是说，凡物之动，乃其所处的位置的变化。“动：偏祭(际)徙者，户枢免瑟。”说明了转动也是运动。“行：者(诸)行者必先近而后远。远近，修也；先后，久也。民行修必以久也。”明确指出了速度的两个构成要素――空间位移和时间间隔。《墨经》中在许多讨论中都涉及了参照系的概念。古人用运动的叠加来解释天体的运动。古人对于速度的矢量性也有涉及，甚至给出了定量的计算。《尚书纬?考灵曜》有：“地恒动不止，而人不知。譬如人在舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉也。”反映了古人已认识了伽利略运动相对性原理。关于运动和静止的辩证关系，古代许多学者都研究过，如先秦时期惠施的“日方中方睨，物方生方死。”公孙龙的“镞矢之疾而有不行不止之时”、“飞鸟之影未赏动也”等。 　　2　光学方面。《墨经》对光的几何性质可归纳成八条：第一条叙述影的定义与生成；第二条说明光与影的关系；第三条则是光的直进并用小孔成像予以说明；第四条说明光的反射性；第五条论述物与光源的关系来确定影之大小；第六、七、八条则分别叙述了平面镜、凹面镜及凸面镜中的物像关系。这已触及了几何光学很大一部分，经文虽然只有8条，总共约数百字，但却以严谨的文字，表述了几何光学的基础。关于光的反射，《庄子》里记载：“阳遂见日，燃而为火”，说的是周代古人把青铜镜磨成光滑的凹面形制成“阳遂”，利用光的反射来取火。利用光的反射原理，古人还揭开了月亮发光的秘密，知道了月亮本身不发光，战国时期著作《周髀》指出：“日兆月，月光万生，则成明月”。利用平面镜反射原理，汉代初期的《淮南万毕术》“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣”。关于光的折射，古人利用光的折射原理制作了一只蝴蝶杯，灌满白酒后，就会看到杯子里彩蝶纷飞。 　　3　声学方面。东汉王充认为“气括口喉”而发声，并用水波来比喻“气”的振动和传声，讲到了空气振动成声，声音是通过空气传播的，解释了声音大小与传播远近的关系。《考工记》有“凫氏为钟……薄厚之所震动，清浊之所以由出”懂得了物体发声的高低、音调是由振动情况决定的，而振动的情况又与物体的厚薄有关，书中还有制鼓、磬的声学技术(大小、长短、音响关系)。古人造琴时能注意弦的长短、粗细和紧松等因素对发声的影响。沈括讲了古乐钟“扁如盒瓦”消减哼音的道理。《庄子?杂篇?徐无鬼》中有“鼓宫则宫鸣，鼓角则角应，音律同矣。”不仅发现了基音共振现象，而能够用“音律同矣”去解释它。《