中国古代物理学的成就.docxVIP

中国古代物理学的成就

中国古代自然科学与自然哲学经历了几个时期：春秋战国时期（前770~前221）为形成时期；从秦、汉经三国、晋、南北朝到隋、唐、五代（前221~960）是发展时期；宋、元至明初（960年至15世纪）是鼎盛时期。在漫长的2000多年中，中国古代物理学在世界上一直处于领先的地位，只是到了明、清时期，由于欧洲近代物理学的兴起，它才显得落后了，可以称为衰落时期。从五四新文化运动开始，中国物理学汇合于世界物理学，呈现出不同于古代物理学的新面目。

先秦时期的伟大哲学家墨翟（约前468~前376）及其墨家学派（4世纪~前3世纪），在他们的论著《墨经》中记述了大量的物理知识，这是春秋战国时期物理学成就最大的学派。《墨经》自然科学的主要成就在力学与光学方面。它探讨了力的定义，叙述了惯性运动，研究了杠杆、滑轮、轮轴、斜面等装置省力的原因，以及浮力与平衡原理；指出了光的直线传播及反射规律以及小孔、平面镜、凹凸面镜的成像情况；观察了温度与火色的关系。

《论衡》书影

同时期的《考工记》是应用力学、声学方面的书籍，记载了滚动摩擦、斜面运动、惯性现象、抛物轨道、水的浮力、材料强度以及钟、鼓、磬的发音、频率、音色、响度及乐器形状的关系。

这时期的《管子·地数篇》、《鬼谷子》、《吕氏春秋》等书中还记载了天然磁石的吸铁现象以及最早的指南针“司南”。

汉代王充（27~约97）的《论衡》是中国中古时期的百科全书。在力学方面，《论衡》指出外力能改变物体的运动状态，改变运动速度；而内力不能改变物体的运动。同时，《论衡》还讨论了相对运动，在声学方面研究了声的发生、传播与衰减，并用水波作比喻。在热学方面，《论衡》研究了热的平衡、传导及物态变化；在光学方面，阐述了光的强度、光的直线传播及球面聚焦现象；在电磁学方面，记录了摩擦起电及磁指南器。

在唐代，有人进行了大规模的大地测量，这实际上是世界上第一次进行的子午线的实际测量。在《孙真人丹经》中记述了火药的配方：硫黄、硝石和木炭。《玄真子》中记述了人造虹的简单实验：“背日喷水”。唐人还将风力分为8个等级；了解到共鸣的道理并应用于音乐中；还指出了雷与电的关系。

宋代沈括（1031~1095）的《梦溪笔谈》一书具有很高的科学价值，被称为“中国科学史上的坐标”，其主要成就是在声学、光学、磁学方面。他研究了声音的共振现象、针孔成像与凹凸镜成像规律，形象地说明了焦点、焦距、正倒像等问题；研究了人工磁化方法，指出了磁场的磁偏角，讨论了指南针的装置方法，为航海用指南针的制造奠定了基础。他还研究了大气中的光、电现象。

这一时期的赵友钦（1279~1368）在其《革象新书》中研究了光的直进、针孔成像，利用仿真实验研究月亮盈亏以及日蚀、月蚀。他擅长用比喻解释自然现象，使之生动、形象，易于被人们理解。

在明清时期，朱载堉（1536~1610）在其《乐律全书》中，用精密方法首次阐明了音乐中的十二平均律。方以智（1611~1671）则兼取古今中外知识精华，在其《物理小识》中涉及了力学、光学、磁学、热学等，研究了比重、浓度、表面张力及杠杆原理、螺旋原理，研究了光的反射、折射、光学仪器，进行了分光实验以解释虹，还研究了磁偏角随地域的变化以及金属导热问题。《物理小识》是300年前的一部科学著作。

在物理世界观或宇宙观方面，中国古代物理学（与哲学混杂在一起）也有独到之处。在先秦时期，墨家、惠施提出过类似原子论的思想。他们认为物质可以分割，但分到最后存在着不可再分割的“端”，“端”是物质的最小单位，类似于原子。但是这种类似原子论的思想在以后并未得到发展。中国古代物理中最有特色的理论是阴阳五行说及元气论，在漫长的中国历史上长存而不衰。

在《尚书》、《国语》中就列出了五行的名称：水、火、木、金、土及其性质，“以土与金、木、水、火杂之，以成万物”。五行之间相互依存、相互制约。

《周易》中则把自然界分为天、地、雷、火、风、泽、水、山八个领域（后来对应为乾、坤、震、巽、坎、离、艮、兑），天地是最基本的阴阳。后来把一切事物都纳入阴阳这对基本范畴中，并认为任何事物都受阴阳总规律支配。

阴阳五行说认为“五行”是万物的本源，而“阴阳二气”又为“五行”的本源。

在《管子·水地》中提出“水者，万物之本原也”，与古希腊自然哲学家泰利斯（Thales，约前624~约前547）所说的“水为万物之母”如出一辙。《管子·内业》提出精气说，认为万物是由气的变化而成，万物最小的单位是气，气又充塞于天地间，“其细无内”，“其大无外”，是“至大”与“至小”的统一。

荀况（荀子）则提出“元气说”，认为“气”是万物的共同基础。在《荀子·天论》中，他还指出“天行有常”，认为自然现象是有规律的。

汉代王充提出“元气自然论”，认为“元气”是万物原始的物质基础。在《论衡·自然篇》中指出“天