A. 古代中國的物理學貢獻
古代中國的物理學貢獻
本文依據生產技術和社會形態以及科學
著作誕生年代,選擇具有代表性的跟物理學有
關的記載,介紹中國古代物理學發展概況.
1元古到西周(公元前770年以前)
人類從會用火到石器時代.又從石器時代
過渡到青銅時代,西周時代手工業特別發達,
出現了「百工匠」;如造車輪的「輪匠」,造車
軸的「軸匠」,造箭的「矢匠」等.在這些手
工技術中有豐富的物理學知識,但人們沒有認
識.
2奴隸社會向封建社會過渡期(公元前770
年—前221年)
此時期對物理學知識有了系統研究和論
述,主要著作有:《墨經》和《考工記》等.對
力、熱、光等都有論述.
2. 1力學方面
《墨經》最早對力下了定義:「力荊之所以
奮也」.意思是力是使物體運動狀態改變的原
因.《墨經》第114. 116條對時間和空間最早
作出了正確定義:「宇或徒,說在長宇久」;
「行修以久,說在先後」.意思是說物體位置改
變是空間隨著時間自近而遠的持續增長.「墨
經」還最早論述了「杠桿原理」和「浮體平衡
原理」
2. 2熱學方面
《考工記》中:「凡鑄金之狀,金(銅)與
錫;黑蝕之氣竭,黃白次之;黃白氣竭,青白
次之;青白之氣竭,青氣次之.然後可鑄也」
是我國最早對溫度的認識,這段大意是在熔煉
金屬過程中,根據物體顏色判斷物體冷熱程度.
2. 3磁學方面
春秋末期(約公元前5世紀)《管子
·地數篇》有:「山上有慈石,其下有銅金".
約公元前239年的《呂氏春秋·精通》中有:
「慈石召鐵,或引之也」.這是世界上最早對磁
現象的認識.
2. 4光學方面
《墨經》著作中有八條對幾何光學的專門
論述,這八條主要論述了:光的直進性和小孔
成像,平面鏡反射及成像,球面鏡成像.
3從秦、漢到隋唐五代(公元前 221年—
公元960年)
這個時期製造了許多大型復雜機械:西漢
初的指南車和記里鼓車;張衡(78年—139
年)的渾天儀和地動儀:畢嵐的「翻車」(即
龍骨水車)和名為「渴烏」的虹吸管;(公元
2世紀)唐僧一行梁令瓏的水運渾儀.(公元
725年)此時期主要科學代表著有:東漢王充
(27年—約79年)所著的《論衡》,東漢
C25年—220)年的《淮南萬畢術》
3. 1力學方面
《論衡.狀留篇》中的:「是故車行於陸,
船行於溝,其滿而重者行遲,空而輕者行疾".
「任重,其進取疾速,難矣」.意即在一定外力
條件下,較重的物體運動較慢,其開始運動和
加快運動也難.《論衡》中:「古之多力者、身
能負荷千鈞.手能決角伸鈞,使之自舉,不能
離地」.最早提出系統的內力不能使物體運動
的結論.
3. 2感學方面.《淮南萬畢術》道:「磁石櫃
茶」.說明了人們已經認識了磁石(磁極)之
間存在著相互推斥力作用.《論衡·是應篇》
道:「司南之構,投之於地,其抵指南」.人們
製造了指南針(句狀司南).
3. 3熱學方面
《論衡》中:「雲霧、雨之徽也,夏則為露,
冬則為霜,溫則為雨,寒則為雪,雨露凍凝者,
皆由地發,不從天降也」的論述,是世界上最
早分析一年四季物態變化形成的原因.《論稀
.寒溫篇》中的論述:「夫近水則寒,近火則溫,
遠則漸微.何則?氣之所加,遠近有差也」.是
世界上最早對熱傳導的論述.
3. 4聲學方面
《論衡·變虛篇》中:「令人操行變氣遠近,
宜與魚等;氣應而變,宜與水均」,意思是人
的行動(包括說話)使其周圍的「氣」發生振
動,並能向外傳播,如同魚使水振動的水波一
樣向外傳播.
3. 4光學方面
《論衡·率性篇》中:「取火於天,五月丙
午日中之時,消煉五石(五石可能指石英石).
鑄以為器,磨礪生光,仰以向日,則火來至」
《淮南萬畢術》載道:削冰為圓,舉以向日,以
艾承其影,則火生」.以上說明用透鏡聚光取
火,即叫「陽隧」.《淮南萬畢術》中的「取大
鏡高懸,盛水盆於其下,則見四鄰矣」記述了
我國最早創制的開管式潛望鏡.
3. 5電學方面
《論衡》中的「頓牟掇芥慈石級緘」.(頓
牟:墟泊;芥:=種很輕草木;械:針;綴:
吸引);說明人們已經對電、磁有了相當深刻
的認識.
4宋,元時期(960年—1369年)
這個時期創制了大型機械和大型生產工
具.撰寫出五本科學著作:北宋沈括(1031年
—1095年)著的《夢溪筆談》;北宋曾公亮
(999年—1078年)著的《武經總要》;北宋
李誡(1035— 1110年)著的《營造法式);北
宋蘇頌(1020年·- 1101年)、韓公廉(生卒
年代不詳)著的《新儀象法要》;元代趙友欽
(1279年—1368年)著的《革象新書》,我
國四大發明中的三大發明火葯、指南針和活字
印刷術也是這個時期產生的.
4. 1力學方面
《營造法式》一書,全書36卷,其中圖樣
6卷,系統地總結了歷代建築經驗,有豐富的
材料力學和建築力學知識.《新儀象法要》一
書中,記載了蘇頌和韓公廉在1092年創制一
架大型水運儀象台,即天文鍾,這台機器應用
了很多力學知識.
4. 2磁學方面
《夢溪筆談》第58條:「以磁石磨針鋒,則
銳處指南,亦有指北者,恐石性不同」,這段
話說明當時已發現了磁鐵有兩極;《夢溪筆
談》第437記載的:「方家以磁石磨針鋒,則
能指南,然常微偏東,不全南也」.記述的磁
偏角,比西方發現地磁偏角早了四百多年.
《夢溪筆談》中還介紹了指南針四種安裝法:水
浮法;指甲法;碗唇法;懸絲法.
4. 3光學方面
《夢溪筆談》記述的:「陽艘向日照之.則
光聚向內,離鏡一二寸,光聚為一點,大如麻
寂,著物則火發」.「陽健面窪,以一指迫而照
之則正,漸遠則無所見,過此遂倒」.這是說
手指在鏡面與焦點之間處成正立像.在焦點處
無像,在焦點以外成倒立像.說明當時對凸透
鏡聚光及球面鏡成像已進行相當成功的研究.
宋末元初趙友欽用上千隻熾光作為光源進行
小孔成像的大型光學實驗,證明了光源大小、
強度與小孔的大小、距離以及像的大小、亮度
三者之間的關系.說明了當時物理學研究已經
進人實驗科學時代.
4. 4聲學方面
《夢溪筆談》中:「欲知其應者,先調其弦,
先調其弦令聲和,乃剪紙人加弦上,鼓其應弦,
則紙人躍,它弦即不動」.這是沈括以紙游碼
實驗證明了聲的共振現象,比英國的諾布爾所
做的「紙游碼」實驗早500年.
5明、清時期(1368年—1911年)
由於時代中葉以後,維護封建倫理的官方
教育後來發展為「八股」的科舉取士制,嚴重
阻礙科學技術發展,是我國科學發展的落後時
期.但是個別的有關物理學方面也有獨創發
現:明代朱載育(1536年—約1614年)發
明的十二平均律,用以公比攀 Z的等比級數
平均分配音律,成為近代平均音階的鼻祖;明
末宋應星(1587 - ?)的《天工開物》在
《論氣·氣聲》是集發聲、傳播、接收為一體
的一部系統的聲學大著.
向學生介紹我國古代物理學發展概況,是
對學生進行愛國教育最好題材.
B. 有關物理學史的書籍推薦,有pdf版的也要!很喜歡物理啊
物理學史教程,李艷平等。
中國古代物理學史,劉樹勇、白欣。
首都師范大學物理系下設物理學史的碩士點,上面兩本書都是那裡的老師編寫的,希望你喜歡。
C. 我國古代的物理學成就有哪些
中國是世界文明發達最早的國家之一,物理學在中國有悠久的歷史。
一 中國古代物理學史概述
二 力學
1 杠桿原理
2 滑輪與轆轤
3 尖劈與斜面
4 重心與平衡
5 力
6 刻舟求劍
7 浮力與比重
8 陀螺與平衡環
9 彈性變形與彈性定律
10 橫梁的學問
11 大氣壓
12 空氣動力學及飛行幻想
三 聲學
四 光學
五 電與磁
六 熱
先秦時期的偉大哲學家墨翟(約公元前468-前376)及其墨家學派 (公元前4世紀-公元前3世紀)在他們的論著《墨經》中記述了大量的物理知識,這是春秋戰國時期物理學成就最大的學派,《墨經》的主要成就在力學與光學方面。它探討了力的定義,敘述了慣性運動,研究了杠桿、滑輪、輪軸、斜面等裝置省力的原因,以及浮力與平衡原理,指出了光的直線傳播及反射規律以及小孔、平面鏡、凹凸面鏡的成像情況;觀察了溫度與火色的關系。同時期的《考工記》是應用力學、聲學方面的書,記載了滾動摩擦、斜面運動、慣性現象、拋物軌道、水的浮力、材料強度以及鍾、鼓、磬的發音、頻率、音色、響度及樂器形狀的關系。這時期的《管子·地數篇》、《鬼穀子》、《呂氏春秋》等書中還記載了天然磁石的吸鐵現象以及最早的指南針「司南」。
漢代王充(27~約97)的《論衡》是中國中古時期的網路全書。在力學方面指出外力能改變物體的運動狀態,改變運動速度。而內力不能改變物體的運動,還討論了相對運動,在聲學方面研究了聲的發生、傳播與衰減,並用水波做比喻。在熱學方面研究了熱的平衡、傳導及物態變化。在光學方面闡述了光的強度、光的直線傳播及球面聚焦現象。在電磁學方面記錄了摩擦起電及磁指南器。
在唐代,《玄真子》中記敘了人造虹的簡單實驗:「背日噴水」。唐人將風力分為八個等級。了解到共鳴的道理並應用於音樂中,並指出了雷與電的關系。
宋代沈括(1031-1095)的《夢溪筆談》具有很高的科學價值,被稱為 「中國科學史上的坐標」,其主要成就是在聲學、光學、磁學方面。他研究了聲音的共振現象、針孔成像與凹凸鏡成像規律,形象地說明了焦點、焦距、正倒像等問題;研究了人工磁化方法,指出了把磁場的磁偏角,討論了指南針的裝置方法,為航海用指南針的製造奠定了基礎。他還研究了大氣中的光、電現象。
元代的趙友欽(1279-1368)在《革象新書》中研究了光的直進、針孔成像,利用模擬實驗研究月亮盈虧以及日、月蝕。他擅長用比喻解釋自然現象,使之生動、形象,易於被人們理解。
在明、清時代,朱載堉(1536-1610)在《樂律全書》中用精密方法首次闡明了音樂中的十二平均律。方以智(1611-1671)兼取古今中外知識精華,在《物理小識》中涉及力、光、磁、熱學,研究了比重、濃度、表面張力及杠桿原理,螺旋原理,研究了光的反射、折射、光學儀器,進行了分光實驗解釋虹,還研究了磁偏角隨地域的變化以及金屬導熱問題。《物理小識》是300年前的一部科學著作。
我國是對磁現象認識最早的國家之一,公元前4世紀左右成書的《管子》中就有「上有慈石者,其下有銅金」的記載,這是關於磁的最早記載。類似的記載,在其後的《呂氏春秋》中也可以找到:「慈石召鐵,或引之也」。東漢高誘在《呂氏春秋注》中談到:「石,鐵之母也。以有慈石,故能引其子。石之不慈者,亦不能引也」。在東漢以前的古籍中,一直將磁寫作慈。相映成趣的是磁石在許多國家的語言中都含有慈愛之意。