中国古代对物理学的贡献—力学(一、二）

烟台寻真

中国古代对物理学的贡献—力学(一、二）

   

中国古代对物理学的贡献之——力学(一）

    我们在初中、高中物理学习中看到的大多数是外国人名。难道中国人对物理学就没有贡献吗？古代中国人对物理学做出了多大的贡献？

春秋战国时期墨翟（亦称墨子，约为前479年—381年）对于力学的研究。墨子一身兼具科学家、技术家、和工匠，其弟子也多为来自社会下层的手工业者。墨家学派和追随者都经常参加各种劳动，使得他们有条件对经验知识进行理论上的思考和总结，总结出其中的规律，有意识地开展了一些科学观察和实验活动，并形成了自己的科技思想。

这些思想和活动被记录在《墨经》中。墨翟是中国物理学史上第一个给“力”定义的学者，《墨经·经上》记录了墨子关于“力”的定义：“力，刑【形】之所以奋也。”意为，力是驱使物体运动的原因。不但比古希腊哲学家亚里士多德(公元前384~前322)他认为“认为物体的运动是靠外力支持的”正确，而且还要早几十年。他举例说，把重物由下向上举起，是由于有力的作用。

   他关于“动”与“止”的描述，认为“动”是由于力推的结果，而“止”则是物体经一定时间后自行达到的运动状态。不过墨子并没有明确引入阻力的概念。《墨经·经上》记载有墨子的学说：“止，以久也”（力可以让运动长久静止下来）、“止，无久之不止”（静止是没有时间的运动）。“合与一，或复否，说在拒”（相反的力合而为一时会产生对抗）。这些事实表明，墨子已经表达了后来牛顿运动学和动力学的一些基本思想。而这一思想比牛顿早近两千年1:

中国古代对物理学的贡献之——力学（二）

我们在初中、高中物理学习中看到的大多数是外国人名。难道中国人对物理学就没有贡献吗？古代中国人对物理学做出了多大的贡献？且听我慢慢分解。

墨子同时指出物体在受力时会产生反作用力。比如中国古代发明的许多玩具，秦朝就有的蟠螭灯，灯燃鳞甲皆动，之后发展成 “走马灯”。唐代出现的烟火类玩物、宋朝的“火箭”，利用燃料燃烧后再向后喷射出来产生的反作用力，以推动物体朝前发射而“上天”，当之无愧地成为近代航天技术的最原始“老祖宗”。

关于浮力原理的最早记述见于《墨经·经下》（“荆（形）之大，其沈（沉）浅也，说在具（衡）。”“沈（沉）、荆（形）之具（衡）也，则沈（沉）浅，非荆（形）浅也。）。

大意说：形体大的物体，在水中沉下的部分很浅，这是平衡的缘故。这一物体侵入水中的部分，即使浸人很浅，也是和这一物体平衡的。《墨经》的这段文字，对浮力原理表达不确切。它没有看到浮体沉浸水中的部分正是这一物体所排开的液体，所排开的液体重量恰好等于浮力；是浮力和浮体平衡，而不是沉浸水中的部分和整个浮体平衡。但是，纵观整段文字，表明墨家已懂得这种关系。他们是阿基米德之前约二百年表达这一原理的。

浮力原理在我国古代得到广泛应用，三国时期有个早卒的神童叫曹冲（196—208），他是曹操的儿子。他曾经提出“以舟称象”。在没有现代的衡器而要称量几吨重的大象是令人为难的。曹冲说：把大象赶到船上，记下船在河中下沉的位置。然后，把大象拉上岸，把石头陆续装人船中，直到装载石头的船下沉到刚才那个记号为止。再分别称出船中石头的重量，石头的总重就是大象的重。（《三国志》卷二十《魏书·邓哀王冲传》）