第一章 中國(guó)古代物理學(xué)

1、 第一篇第一篇 古代物理學(xué)古代物理學(xué) -啟明之光啟明之光第一章第一章 中國(guó)古代的物理學(xué)中國(guó)古代的物理學(xué)第二章第二章 西方古代古代物理學(xué)進(jìn)展西方古代古代物理學(xué)進(jìn)展第一章第一章 中國(guó)古代的物理學(xué)中國(guó)古代的物理學(xué)第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想 一元素與原子的觀點(diǎn)一元素與原子的觀點(diǎn) 1.陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)陰陽(yáng)學(xué)說(shuō) 2.五行思想五行思想 3.原子的觀點(diǎn)原子的觀點(diǎn) 二二 元?dú)庹f(shuō)元?dú)庹f(shuō)第二節(jié)：物理學(xué)知識(shí)的積累第二節(jié)：物理學(xué)知識(shí)的積累 一一.力學(xué)力學(xué) 二二.熱學(xué)熱學(xué) 三三.光學(xué)光學(xué) 四四.電磁學(xué)電磁學(xué) 五五.聲學(xué)聲學(xué) 六六.天文學(xué)天文學(xué)啟啟 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 國(guó)國(guó) 古古 代代 的的 物

2、物 理理 學(xué)學(xué) 萌萌 芽芽在圖片上點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵為播放/暫停第一章第一章.中國(guó)古代物理學(xué)中國(guó)古代物理學(xué)概況概況 在古代，無(wú)論是古希臘還是中國(guó)，都談不上有在古代，無(wú)論是古希臘還是中國(guó)，都談不上有“物理物理學(xué)學(xué)”。當(dāng)時(shí)人們還不可能自覺(jué)地、系統(tǒng)地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法，。當(dāng)時(shí)人們還不可能自覺(jué)地、系統(tǒng)地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法，也不可能通過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理和數(shù)學(xué)形式進(jìn)行科學(xué)的概括，也不可能通過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理和數(shù)學(xué)形式進(jìn)行科學(xué)的概括，使之成為完整的知識(shí)體系。但這一階段仍是物理學(xué)形成和使之成為完整的知識(shí)體系。但這一階段仍是物理學(xué)形成和發(fā)展的先導(dǎo)和淵源。是物理學(xué)發(fā)展的孕育和萌芽時(shí)期。發(fā)展的先導(dǎo)和淵源。是物理學(xué)發(fā)展的孕育和萌芽時(shí)期。

3、在中國(guó)，在中國(guó)，自夏、商、西周起自夏、商、西周起，隨著手工技術(shù)的發(fā)展，隨著手工技術(shù)的發(fā)展，物理知識(shí)開(kāi)始積累。物理知識(shí)開(kāi)始積累。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，中科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，中國(guó)古代物理學(xué)開(kāi)始形成國(guó)古代物理學(xué)開(kāi)始形成 ；秦漢時(shí)期秦漢時(shí)期，形成一個(gè)發(fā)展高峰；，形成一個(gè)發(fā)展高峰；宋元時(shí)期宋元時(shí)期達(dá)到鼎盛。至此，在西方近代科學(xué)誕生之前，中達(dá)到鼎盛。至此，在西方近代科學(xué)誕生之前，中國(guó)的科學(xué)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都居世界領(lǐng)先地位。國(guó)的科學(xué)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都居世界領(lǐng)先地位。明末至清初明末至清初以后以后，科學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展逐漸落后于西方，這一時(shí)期，科學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展逐漸落后于西方，這一時(shí)期，西方物理

4、知識(shí)開(kāi)始向中國(guó)輸入。西方物理知識(shí)開(kāi)始向中國(guó)輸入。一一. .元素與原子的觀點(diǎn)元素與原子的觀點(diǎn) 1. 1. 陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)陰陽(yáng)學(xué)說(shuō) 陰陽(yáng)是中國(guó)古代哲學(xué)的一對(duì)范疇。陰陽(yáng)的最初涵義是表陰陽(yáng)是中國(guó)古代哲學(xué)的一對(duì)范疇。陰陽(yáng)的最初涵義是表示陽(yáng)光的向背，向日為陽(yáng)，背日為陰。示陽(yáng)光的向背，向日為陽(yáng)，背日為陰。 后來(lái)，又給它賦予了一定的意義后來(lái)，又給它賦予了一定的意義，把自然界和社會(huì)上一，把自然界和社會(huì)上一切對(duì)立的現(xiàn)象抽象為陰陽(yáng)，用陰陽(yáng)概念來(lái)解釋自然界兩種對(duì)切對(duì)立的現(xiàn)象抽象為陰陽(yáng)，用陰陽(yáng)概念來(lái)解釋自然界兩種對(duì)立和相互消長(zhǎng)的物質(zhì)勢(shì)力，用來(lái)解釋天文氣象、四季變化、立和相互消長(zhǎng)的物質(zhì)勢(shì)力，用來(lái)解釋天文氣象、四季變化、萬(wàn)物興衰

5、等自然現(xiàn)象。萬(wàn)物興衰等自然現(xiàn)象。 如氣候的寒暖，方位的上下、左右、內(nèi)外，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的如氣候的寒暖，方位的上下、左右、內(nèi)外，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的躁動(dòng)和寧?kù)o，以及天地、男女、晝夜、君臣、夫妻等。躁動(dòng)和寧?kù)o，以及天地、男女、晝夜、君臣、夫妻等。 陽(yáng)代表陽(yáng)代表積極、進(jìn)取、剛強(qiáng)、上升、溫?zé)?、明亮、雄性、積極、進(jìn)取、剛強(qiáng)、上升、溫?zé)?、明亮、雄性、太?yáng)等陽(yáng)性和具有這些特征的事物；太陽(yáng)等陽(yáng)性和具有這些特征的事物； 陰代表陰代表消極、退讓、柔弱、下降、寒冷、晦暗、雌性、消極、退讓、柔弱、下降、寒冷、晦暗、雌性、月亮等陰性和具有這些特征的事物。月亮等陰性和具有這些特征的事物。第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想 認(rèn)為：認(rèn)

6、為：陰陽(yáng)的對(duì)立統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)，是自然界一切事物發(fā)生、發(fā)陰陽(yáng)的對(duì)立統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)，是自然界一切事物發(fā)生、發(fā)展、變化及消亡的根本原因。是自然界一切事物運(yùn)動(dòng)變化的固展、變化及消亡的根本原因。是自然界一切事物運(yùn)動(dòng)變化的固有規(guī)律。陰陽(yáng)的對(duì)立和消長(zhǎng)是宇宙的基本規(guī)律。有規(guī)律。陰陽(yáng)的對(duì)立和消長(zhǎng)是宇宙的基本規(guī)律。 素問(wèn)素問(wèn)陰陽(yáng)應(yīng)象大論陰陽(yáng)應(yīng)象大論：“陰陽(yáng)者，天地之道也，萬(wàn)物陰陽(yáng)者，天地之道也，萬(wàn)物之綱紀(jì)，變化之父母，生殺之本始之綱紀(jì)，變化之父母，生殺之本始”。 事物的陰陽(yáng)屬性，并不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。這種相事物的陰陽(yáng)屬性，并不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。這種相對(duì)性，一方面表現(xiàn)為在一定的條件下，陰和陽(yáng)之間可以發(fā)生對(duì)性，一方面表現(xiàn)

7、為在一定的條件下，陰和陽(yáng)之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，即陰可以轉(zhuǎn)化為陽(yáng)，陽(yáng)也可以轉(zhuǎn)化為陰。另一方相互轉(zhuǎn)化，即陰可以轉(zhuǎn)化為陽(yáng)，陽(yáng)也可以轉(zhuǎn)化為陰。另一方面，體現(xiàn)于事物的無(wú)限可分性。面，體現(xiàn)于事物的無(wú)限可分性。 以天地而言，天氣輕清為陽(yáng)，地氣重濁為陰；以水火而以天地而言，天氣輕清為陽(yáng)，地氣重濁為陰；以水火而言，水性寒而潤(rùn)下屬陰，火性熱而炎上屬陽(yáng)。言，水性寒而潤(rùn)下屬陰，火性熱而炎上屬陽(yáng)。 陰和陽(yáng)，既可以表示相互對(duì)立的事物，又可用來(lái)分析一陰和陽(yáng)，既可以表示相互對(duì)立的事物，又可用來(lái)分析一個(gè)事物內(nèi)部所存在著的相互對(duì)立的兩個(gè)方面。個(gè)事物內(nèi)部所存在著的相互對(duì)立的兩個(gè)方面。陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)的陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)的基本內(nèi)容基本內(nèi)容包括陰陽(yáng)對(duì)立

8、、陰陽(yáng)互根、陰陽(yáng)消包括陰陽(yáng)對(duì)立、陰陽(yáng)互根、陰陽(yáng)消長(zhǎng)和陰陽(yáng)轉(zhuǎn)化四個(gè)方面。長(zhǎng)和陰陽(yáng)轉(zhuǎn)化四個(gè)方面。 “陰陽(yáng)有序、整體和諧陰陽(yáng)有序、整體和諧”是世間的最佳狀態(tài)，也是世間的最佳狀態(tài)，也是事物穩(wěn)定的基本保證。是事物穩(wěn)定的基本保證。白紙稱為無(wú)極，畫(huà)上一個(gè)圓圈，稱為白紙稱為無(wú)極，畫(huà)上一個(gè)圓圈，稱為無(wú)極生太極（宇宙），中間一條曲線無(wú)極生太極（宇宙），中間一條曲線分成黑白兩個(gè)部分，稱為太極生兩儀，分成黑白兩個(gè)部分，稱為太極生兩儀，中間的曲線表示了陰陽(yáng)的相互運(yùn)動(dòng)和中間的曲線表示了陰陽(yáng)的相互運(yùn)動(dòng)和相互轉(zhuǎn)化。黑白兩個(gè)半球中各有一個(gè)相互轉(zhuǎn)化。黑白兩個(gè)半球中各有一個(gè)與之顏色相反的小圓圈，稱為陰陽(yáng)子，與之顏色相反的小圓圈，稱

9、為陰陽(yáng)子，表示陰中有陽(yáng)，陽(yáng)中有陰。表示陰中有陽(yáng)，陽(yáng)中有陰。 在中醫(yī)學(xué)理論體系中，處處體現(xiàn)著陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)的思想。在中醫(yī)學(xué)理論體系中，處處體現(xiàn)著陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)的思想。陰陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)被用以陽(yáng)學(xué)說(shuō)被用以說(shuō)明人體的組織結(jié)構(gòu)、生理功能及病理變化，說(shuō)明人體的組織結(jié)構(gòu)、生理功能及病理變化，并用于指導(dǎo)疾病的診斷和治療。并用于指導(dǎo)疾病的診斷和治療。四象和陰陽(yáng)的組合再生四象和陰陽(yáng)的組合再生八卦八卦：乾、坤、震、撰、坎、離、艮：乾、坤、震、撰、坎、離、艮（gngn）、兌。）、兌。 八卦八卦則是其形式化和符號(hào)化：則是其形式化和符號(hào)化：為陰，為陰，為陽(yáng)為陽(yáng)，分，分別稱作別稱作陰爻（陰爻（yo)yo)和和陽(yáng)爻陽(yáng)爻，陰爻和陽(yáng)爻的組合構(gòu)成，

10、陰爻和陽(yáng)爻的組合構(gòu)成四象四象： 周易周易以陰陽(yáng)的范疇為基礎(chǔ)，說(shuō)明天地變化及各種現(xiàn)以陰陽(yáng)的范疇為基礎(chǔ)，說(shuō)明天地變化及各種現(xiàn)象：象：“易有太極，是生兩儀；兩儀生四象，四象生八卦易有太極，是生兩儀；兩儀生四象，四象生八卦”（易經(jīng)易經(jīng)系辭上系辭上）。意思是：宇宙的的本原是）。意思是：宇宙的的本原是太極太極（物質(zhì)的原始狀態(tài)），太極生出天地（陰陽(yáng)），天地生出四（物質(zhì)的原始狀態(tài)），太極生出天地（陰陽(yáng)），天地生出四時(shí)（春、夏、秋、冬），再生出時(shí)（春、夏、秋、冬），再生出八卦八卦（天、地、山、澤、（天、地、山、澤、水、火、風(fēng)、雷）。水、火、風(fēng)、雷）。2223周易周易是以陰（陰爻）、陽(yáng)（陽(yáng)爻是以陰（陰爻）、陽(yáng)（陽(yáng)

11、爻）為基本單位而）為基本單位而形成的一種對(duì)事物的理論性把握。陰與陽(yáng)二單位的不同組合形成的一種對(duì)事物的理論性把握。陰與陽(yáng)二單位的不同組合形成八卦，將八卦中之任意兩卦疊合即形成六十四卦。形成八卦，將八卦中之任意兩卦疊合即形成六十四卦。每卦每卦有六爻，共組成有六爻，共組成384爻。八卦的卦、爻、位之間，有復(fù)雜的關(guān)爻。八卦的卦、爻、位之間，有復(fù)雜的關(guān)系，系，64卦的卦象變化和爻數(shù)就更加復(fù)雜，它反映了事物之間卦的卦象變化和爻數(shù)就更加復(fù)雜，它反映了事物之間錯(cuò)綜復(fù)雜的相互關(guān)系。錯(cuò)綜復(fù)雜的相互關(guān)系。在易學(xué)中，事物的性質(zhì)即由陰與陽(yáng)所在易學(xué)中，事物的性質(zhì)即由陰與陽(yáng)所占整體成份之多少及陰陽(yáng)空間相對(duì)位置關(guān)系所決定。占

12、整體成份之多少及陰陽(yáng)空間相對(duì)位置關(guān)系所決定。 老子老子說(shuō)：說(shuō)：“萬(wàn)物負(fù)萬(wàn)物負(fù)陰而抱陽(yáng)陰而抱陽(yáng)”。 周代人周代人伯陽(yáng)父伯陽(yáng)父將地震將地震成因歸于成因歸于“陽(yáng)伏而不能出，陽(yáng)伏而不能出，陰迫而不能蒸。陰迫而不能蒸?！?” 故事：故事：德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茲德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茲16791679年提出年提出“論二進(jìn)位制論二進(jìn)位制”，17011701年他將二進(jìn)位制表寄給中國(guó)的法國(guó)傳教士白晉，白晉立年他將二進(jìn)位制表寄給中國(guó)的法國(guó)傳教士白晉，白晉立即看出二進(jìn)位制與中國(guó)伏羲八卦的六爻有關(guān)，遂回信并附寄即看出二進(jìn)位制與中國(guó)伏羲八卦的六爻有關(guān)，遂回信并附寄伏羲伏羲6464卦圖。卦圖。17031703年年4 4月月1 1日

13、，萊布尼茲收到到回信和圖，日，萊布尼茲收到到回信和圖，4 4月月2 2日又復(fù)信，并將論文送出發(fā)表，論文題目是：日又復(fù)信，并將論文送出發(fā)表，論文題目是：“二進(jìn)位制計(jì)二進(jìn)位制計(jì)算的闡述算的闡述”，副題是，副題是“關(guān)于只用關(guān)于只用0 0和和1 1，兼論其用途和伏羲所，兼論其用途和伏羲所用數(shù)字的意義用數(shù)字的意義”。八卦與二進(jìn)制：八卦與二進(jìn)制： 若以陰爻若以陰爻表示表示0 0，陽(yáng)爻，陽(yáng)爻表示表示1 1，則坤卦，則坤卦即為即為000000，乾卦，乾卦即為即為111111，實(shí)際相當(dāng)于八進(jìn)制：，實(shí)際相當(dāng)于八進(jìn)制：0-70-7。. .五行思想五行思想 五行五行：金、木、水、火、土五種基本物質(zhì)或元素。：金、木、水

14、、火、土五種基本物質(zhì)或元素。“水曰水曰炎上，木曰曲直，金曰從革，土爰稼穡。炎上，木曰曲直，金曰從革，土爰稼穡。”（尚書(shū)（尚書(shū)洪范）洪范） 構(gòu)成構(gòu)成：世界萬(wàn)物皆由上述五種元素構(gòu)成。：世界萬(wàn)物皆由上述五種元素構(gòu)成?！耙酝僚c金、木、以土與金、木、火、水雜，以成百物火、水雜，以成百物”（國(guó)語(yǔ)（國(guó)語(yǔ)鄭語(yǔ)）。鄭語(yǔ)）。 相互關(guān)系相互關(guān)系：相生與相克：土生金、金生水、水生木、木生：相生與相克：土生金、金生水、水生木、木生火、火生金；土克水、水克火、火克金、金克木、木克土?；稹⒒鹕?；土克水、水克火、火克金、金克木、木克土。 發(fā)展：發(fā)展：五行說(shuō)的起源早于五行說(shuō)的起源早于“太極太極”和和“道道” ，在殷末已普遍流

15、傳；春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，在殷末已普遍流傳；春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，五行說(shuō)與陰陽(yáng)說(shuō)相結(jié)合，形成了陰陽(yáng)五行說(shuō)，五行說(shuō)與陰陽(yáng)說(shuō)相結(jié)合，形成了陰陽(yáng)五行說(shuō)，形成了五行相生相克的關(guān)系。宋代以后，五行形成了五行相生相克的關(guān)系。宋代以后，五行作為由太極到萬(wàn)物的中間環(huán)節(jié)，被容納于宇宙作為由太極到萬(wàn)物的中間環(huán)節(jié)，被容納于宇宙生成體系之中。宇宙由太極而生，太極生出陰生成體系之中。宇宙由太極而生，太極生出陰陽(yáng)，陰陽(yáng)生出五行，五行相互作用，生出男女陽(yáng)，陰陽(yáng)生出五行，五行相互作用，生出男女及世間萬(wàn)物。及世間萬(wàn)物。和西方比較：和西方比較：古希臘的四根說(shuō)，古印度的四大說(shuō)，無(wú)金。古希臘的四根說(shuō)，古印度的四大說(shuō)，無(wú)金。3 .3 .原子的觀點(diǎn)原子

16、的觀點(diǎn) 名家名家：代表人物：代表人物 慧施（約前慧施（約前375375前前318318）：）：“至大至大無(wú)外，謂之大一；至小無(wú)內(nèi)，謂之小一。無(wú)外，謂之大一；至小無(wú)內(nèi)，謂之小一。”（莊（莊子子天下）。天下）。 儒家儒家：“語(yǔ)小，天下莫能破焉語(yǔ)小，天下莫能破焉”（中庸）。（中庸）。 墨家墨家：“端，體之無(wú)厚而最前者也端，體之無(wú)厚而最前者也”，“非半弗非半弗著著斤斤，則不動(dòng)，說(shuō)在端，則不動(dòng)，說(shuō)在端”（墨經(jīng)（墨經(jīng)經(jīng)上）。意思是經(jīng)上）。意思是端端無(wú)厚，不可再分。墨家觀點(diǎn)的特征是：對(duì)物質(zhì)可無(wú)厚，不可再分。墨家觀點(diǎn)的特征是：對(duì)物質(zhì)可進(jìn)行分割，但分割到進(jìn)行分割，但分割到端端就不能再分割下去。類似現(xiàn)就不能再分割

17、下去。類似現(xiàn)在的原子觀點(diǎn)。在的原子觀點(diǎn)。 相反觀點(diǎn)：相反觀點(diǎn)：戰(zhàn)國(guó)時(shí)期公孫龍?zhí)岢觯簯?zhàn)國(guó)時(shí)期公孫龍?zhí)岢觯?“ “一尺之棰，日一尺之棰，日取其半，萬(wàn)世不竭取其半，萬(wàn)世不竭”（莊子（莊子天下）。天下）。和西方相比：和西方相比：古希臘原子論：原子是不能再分割的最小單位。古希臘原子論：原子是不能再分割的最小單位。二二 元?dú)庹f(shuō)元?dú)庹f(shuō)1. 概述：概述：中國(guó)古代的哲人們期望著將世界萬(wàn)物本源歸結(jié)為一中國(guó)古代的哲人們期望著將世界萬(wàn)物本源歸結(jié)為一種統(tǒng)一的物質(zhì)，認(rèn)為世界應(yīng)該是由一種連續(xù)分布于整個(gè)空間的種統(tǒng)一的物質(zhì)，認(rèn)為世界應(yīng)該是由一種連續(xù)分布于整個(gè)空間的物質(zhì)所構(gòu)成，而不像物質(zhì)所構(gòu)成，而不像“五形說(shuō)五形說(shuō)”是各種元素的

18、組合。在是各種元素的組合。在“道道”和和“太極太極”的思想指導(dǎo)下，逐漸形成并發(fā)展成為在中國(guó)古代自的思想指導(dǎo)下，逐漸形成并發(fā)展成為在中國(guó)古代自然觀中重要的、占主流地位的然觀中重要的、占主流地位的“元?dú)庹f(shuō)元?dú)庹f(shuō)”。 春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，老子老子認(rèn)為由最高范疇的道生出陰陽(yáng)二氣，認(rèn)為由最高范疇的道生出陰陽(yáng)二氣，進(jìn)而產(chǎn)生萬(wàn)物。進(jìn)而產(chǎn)生萬(wàn)物。莊子莊子繼承和發(fā)揚(yáng)老子的學(xué)說(shuō)，提出繼承和發(fā)揚(yáng)老子的學(xué)說(shuō)，提出“通天下一通天下一氣氣”的思想。戰(zhàn)國(guó)末期的的思想。戰(zhàn)國(guó)末期的荀（荀（xnxn）況）況也指出氣是構(gòu)成萬(wàn)物的也指出氣是構(gòu)成萬(wàn)物的基本元素?；驹亍?元?dú)庹f(shuō)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期出現(xiàn)，在漢代逐漸成熟，經(jīng)過(guò)唐、元?dú)?/p>

19、說(shuō)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期出現(xiàn)，在漢代逐漸成熟，經(jīng)過(guò)唐、宋得到相當(dāng)大的發(fā)展，明末清初達(dá)到高峰。由漢代的王充、唐宋得到相當(dāng)大的發(fā)展，明末清初達(dá)到高峰。由漢代的王充、唐代的柳宗元和劉禹錫為代表，形成了代的柳宗元和劉禹錫為代表，形成了“元?dú)庾匀徽撛獨(dú)庾匀徽摗保挥伤未?；由宋代張載和明末清初的王夫之為代表形成了張載和明末清初的王夫之為代表形成了“元?dú)獗倔w論元?dú)獗倔w論”。1. 1. 概述：概述：中國(guó)古代的哲人們期望著將世界萬(wàn)物本源歸結(jié)為一中國(guó)古代的哲人們期望著將世界萬(wàn)物本源歸結(jié)為一種統(tǒng)一的物質(zhì)，認(rèn)為世界應(yīng)該是由一種連續(xù)分布于整個(gè)空間種統(tǒng)一的物質(zhì)，認(rèn)為世界應(yīng)該是由一種連續(xù)分布于整個(gè)空間的物質(zhì)所構(gòu)成，而不像的物質(zhì)所構(gòu)成

20、，而不像“五形說(shuō)五形說(shuō)”是各種元素的組合。在是各種元素的組合。在“道道”和和“太極太極”的思想指導(dǎo)下，逐漸形成并發(fā)展成為在中的思想指導(dǎo)下，逐漸形成并發(fā)展成為在中國(guó)古代自然觀中重要的、占主流地位的國(guó)古代自然觀中重要的、占主流地位的“元?dú)庹f(shuō)元?dú)庹f(shuō)”。 春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，老子老子認(rèn)為由最高范疇的道生出陰陽(yáng)二氣，認(rèn)為由最高范疇的道生出陰陽(yáng)二氣，進(jìn)而產(chǎn)生萬(wàn)物。進(jìn)而產(chǎn)生萬(wàn)物。莊子莊子繼承和發(fā)揚(yáng)老子的學(xué)說(shuō)，提出繼承和發(fā)揚(yáng)老子的學(xué)說(shuō)，提出“通天下通天下一氣一氣”的思想。戰(zhàn)國(guó)末期的的思想。戰(zhàn)國(guó)末期的荀（荀（xnxn）況）況也指出氣是構(gòu)成萬(wàn)也指出氣是構(gòu)成萬(wàn)物的基本元素。物的基本元素。 元?dú)庹f(shuō)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)

21、期出現(xiàn)，在漢代逐漸成熟，經(jīng)過(guò)唐、元?dú)庹f(shuō)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期出現(xiàn)，在漢代逐漸成熟，經(jīng)過(guò)唐、宋得到相當(dāng)大的發(fā)展，明末清初達(dá)到高峰。由漢代的王充、宋得到相當(dāng)大的發(fā)展，明末清初達(dá)到高峰。由漢代的王充、唐代的柳宗元和劉禹錫為代表，形成了唐代的柳宗元和劉禹錫為代表，形成了“元?dú)庾匀徽撛獨(dú)庾匀徽摗?；由；由宋代張載和明末清初的王夫之為代表形成了宋代張載和明末清初的王夫之為代表形成了“元?dú)獗倔w論元?dú)獗倔w論”。二二 元?dú)庹f(shuō)元?dú)庹f(shuō) 管子管子內(nèi)業(yè)內(nèi)業(yè)記載：記載：“凡物之精，比則為生。下生五谷，凡物之精，比則為生。下生五谷，上列為星；流于天地之間，謂之鬼神；藏于心中，謂之圣上列為星；流于天地之間，謂之鬼神；藏于心中，謂之圣人

22、。杲（人。杲（gaogao，明亮）乎如登于天，杳（，明亮）乎如登于天，杳（yao yao 陰暗，隱沒(méi)）陰暗，隱沒(méi)）乎如入于淵，淖（乎如入于淵，淖（nao nao 泥沼，柔和）乎如在大海，卒乎如泥沼，柔和）乎如在大海，卒乎如在于屺（在于屺（qi qi 不長(zhǎng)草木的山）不長(zhǎng)草木的山）”。 荀（荀（xunxun）子）子（約前（約前298298前前238238）荀子荀子王制王制：“水火有氣而無(wú)生，草木有生而無(wú)知，禽獸有知而無(wú)義，水火有氣而無(wú)生，草木有生而無(wú)知，禽獸有知而無(wú)義，人有氣有生有知有義，故謂天下貴也人有氣有生有知有義，故謂天下貴也”2.“2.“通天下一氣通天下一氣”思想和思想和“精氣精氣”說(shuō)說(shuō)

23、莊子莊子知北游知北游中記載：中記載：“人之生，氣之聚也。聚則人之生，氣之聚也。聚則為生，散則為死。為生，散則為死。故萬(wàn)物一也。故萬(wàn)物一也。通天下一氣耳。通天下一氣耳。”3 3“元?dú)庹f(shuō)元?dú)庹f(shuō)”的主要思想：的主要思想：氣是充滿整個(gè)宇宙氣是充滿整個(gè)宇宙 客觀存在的物質(zhì)，是萬(wàn)物本原?？陀^存在的物質(zhì)，是萬(wàn)物本原。 王充在王充在論衡論衡中說(shuō)：中說(shuō)：“天地，含氣之自然也。天地，含氣之自然也?！闭撜摵夂?談天談天，“天地合氣，萬(wàn)物自生天地合氣，萬(wàn)物自生”論衡論衡 自然自然。 論衡論衡言毒言毒說(shuō)：說(shuō)：“萬(wàn)物之生，皆稟元?dú)?。萬(wàn)物之生，皆稟元?dú)?。?宋代宋代二程遺書(shū)二程遺書(shū)卷五說(shuō)：卷五說(shuō)：“萬(wàn)物之始，皆氣化。萬(wàn)物之

24、始，皆氣化。” 宋代朱熹宋代朱熹朱子遺書(shū)朱子遺書(shū)說(shuō)：說(shuō)：“天地之間，一氣而已。天地之間，一氣而已?！?明代王廷相的明代王廷相的雅述雅述上篇說(shuō)：上篇說(shuō)：“元?dú)庵蠠o(wú)物元?dú)庵蠠o(wú)物” 王廷相王廷相王氏家藏集王氏家藏集卷二十七說(shuō)：卷二十七說(shuō)：“天地未判之前，天地未判之前，只有一氣而已。一氣中即有陰陽(yáng)，只有一氣而已。一氣中即有陰陽(yáng)，二者離之不可得二者離之不可得”。王充（王充（27-27-約約9797）：）：東漢時(shí)期的唯物主義哲學(xué)家和進(jìn)步思想東漢時(shí)期的唯物主義哲學(xué)家和進(jìn)步思想家，創(chuàng)立了以氣為基礎(chǔ)的元?dú)庾匀徽?。主要著作有家，?chuàng)立了以氣為基礎(chǔ)的元?dú)庾匀徽?。主要著作有論衡論衡，共?030卷，卷，8585篇，

25、涉及力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等多篇，涉及力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等多方面的知識(shí)，是我國(guó)中古時(shí)期的一部百科全書(shū)。方面的知識(shí)，是我國(guó)中古時(shí)期的一部百科全書(shū)。張載簡(jiǎn)介：張載簡(jiǎn)介：宋代唯物主義者，提出宋代唯物主義者，提出“元?dú)獗倔w論元?dú)獗倔w論”和物質(zhì)不和物質(zhì)不滅思想，主要著作有滅思想，主要著作有正蒙正蒙；王夫之簡(jiǎn)介王夫之簡(jiǎn)介：明末清初人，：明末清初人，學(xué)術(shù)著作較多，有學(xué)術(shù)著作較多，有周易外傳周易外傳，張子正蒙注等張子正蒙注等。王夫之王夫之（1619161916921692，明末清初，明末清初) )：“虛空者，氣之量，氣虛空者，氣之量，氣彌淪無(wú)崖而希微不形，則人見(jiàn)虛空而不見(jiàn)氣。凡虛空者，彌淪

26、無(wú)崖而希微不形，則人見(jiàn)虛空而不見(jiàn)氣。凡虛空者，氣也。氣也。聚則顯，顯則人謂之有；散則隱，隱則人謂之無(wú)聚則顯，顯則人謂之有；散則隱，隱則人謂之無(wú)。”張子正蒙注張子正蒙注太和。太和。張載（張載（1020102010771077，宋）：，宋）：“太虛者，氣之體太虛者，氣之體形聚為物，形聚為物，形潰反原形潰反原”正蒙正蒙 乾稱；乾稱；“氣不能不聚而為萬(wàn)物，萬(wàn)氣不能不聚而為萬(wàn)物，萬(wàn)物不能不散而為太虛物不能不散而為太虛”“”“氣之聚散于太虛，猶冰凝釋于水，氣之聚散于太虛，猶冰凝釋于水，知太虛即氣知太虛即氣”正蒙正蒙太和。太和。氣有聚散兩態(tài)，太虛為氣，氣形轉(zhuǎn)化氣有聚散兩態(tài)，太虛為氣，氣形轉(zhuǎn)化 黃帝內(nèi)經(jīng)黃帝內(nèi)

27、經(jīng)素問(wèn)素問(wèn)：“地氣上為云，天氣下為雨地氣上為云，天氣下為雨” ” ； 左傳左傳昭公元年昭公元年：“氣有六，陰、陽(yáng)、風(fēng)、雨、晦、明氣有六，陰、陽(yáng)、風(fēng)、雨、晦、明” ” 氣分陰陽(yáng)，永遠(yuǎn)處于運(yùn)動(dòng)變化之中氣分陰陽(yáng)，永遠(yuǎn)處于運(yùn)動(dòng)變化之中陰陽(yáng)二氣的相互作用、相互感應(yīng)，構(gòu)成了天地萬(wàn)物存在與陰陽(yáng)二氣的相互作用、相互感應(yīng)，構(gòu)成了天地萬(wàn)物存在與變化的多樣性，天地萬(wàn)物變化的實(shí)質(zhì)即氣的運(yùn)動(dòng)變化。變化的多樣性，天地萬(wàn)物變化的實(shí)質(zhì)即氣的運(yùn)動(dòng)變化。張載張載正蒙正蒙：“氣有陰陽(yáng)，屈伸相感之無(wú)窮氣有陰陽(yáng)，屈伸相感之無(wú)窮”。王夫之王夫之張子張子正蒙注正蒙注：“感者，交相感。陰感于陽(yáng)而形乃成，陽(yáng)感于陰感者，交相感。陰感于陽(yáng)而形乃成

28、，陽(yáng)感于陰而象乃著而象乃著”。西周末年的伯陽(yáng)父西周末年的伯陽(yáng)父解釋地震現(xiàn)象時(shí)說(shuō)：解釋地震現(xiàn)象時(shí)說(shuō)：“夫天夫天地之氣，不失其序。若過(guò)其序地之氣，不失其序。若過(guò)其序陽(yáng)伏而不能出，陰迫而不陽(yáng)伏而不能出，陰迫而不能蒸，于是有地震。能蒸，于是有地震?！保▏?guó)語(yǔ)國(guó)語(yǔ)周語(yǔ)周語(yǔ)）物質(zhì)不滅思想物質(zhì)不滅思想 王夫之王夫之張子正蒙注張子正蒙注太和太和：氣：氣“散而歸于太虛，復(fù)其散而歸于太虛，復(fù)其氤氳之本體，非消滅也。聚而為庶物之生，自氤氳之常性，氤氳之本體，非消滅也。聚而為庶物之生，自氤氳之常性，非幻成也非幻成也”“”“聚散變化，而氣本體不為之損益聚散變化，而氣本體不為之損益?！保弧败囆杰囆街?，一烈而盡，而為焰，為

29、煙，為燼，木者仍歸木，水者之火，一烈而盡，而為焰，為煙，為燼，木者仍歸木，水者仍歸水，土者仍歸土，特希微而人不見(jiàn)者。仍歸水，土者仍歸土，特希微而人不見(jiàn)者?！保弧耙魂狄魂担▃engzeng）之炊，濕熱之氣，蓬蓬勃勃，必有所歸；若蓋嚴(yán)密，）之炊，濕熱之氣，蓬蓬勃勃，必有所歸；若蓋嚴(yán)密，則郁而不散。則郁而不散?！?.3.元?dú)庹f(shuō)的局限、以太和場(chǎng)元?dú)庹f(shuō)的局限、以太和場(chǎng) 元?dú)鈱W(xué)說(shuō)注重元?dú)鈱W(xué)說(shuō)注重物質(zhì)連續(xù)與不連續(xù)的相互統(tǒng)一，強(qiáng)調(diào)事物間物質(zhì)連續(xù)與不連續(xù)的相互統(tǒng)一，強(qiáng)調(diào)事物間的相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化。符合自然界的真實(shí)變化，與自然本的相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化。符合自然界的真實(shí)變化，與自然本性更接近。但元?dú)庹f(shuō)終究是一種思辯理

30、論，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)性更接近。但元?dú)庹f(shuō)終究是一種思辯理論，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)等科學(xué)方法的配合，長(zhǎng)期停留在推測(cè)、玄想階段，致使中國(guó)等科學(xué)方法的配合，長(zhǎng)期停留在推測(cè)、玄想階段，致使中國(guó)沒(méi)有走上誕生近代科學(xué)的道路。沒(méi)有走上誕生近代科學(xué)的道路。 中國(guó)古代的氣概念因?yàn)樵诶碚撋弦夯嗝撾x了自然中國(guó)古代的氣概念因?yàn)樵诶碚撋弦夯嗝撾x了自然存在的一種物質(zhì)形態(tài)的范疇，另一方面在抽象程度上又沒(méi)能達(dá)存在的一種物質(zhì)形態(tài)的范疇，另一方面在抽象程度上又沒(méi)能達(dá)到哲學(xué)的高度。在具體運(yùn)用中氣的內(nèi)涵也是可以在抽象的元?dú)獾秸軐W(xué)的高度。在具體運(yùn)用中氣的內(nèi)涵也是可以在抽象的元?dú)馀c具體的空氣間漂移。與具體的空氣間漂移。盡管也被中國(guó)

31、古人用來(lái)解釋自然現(xiàn)象，盡管也被中國(guó)古人用來(lái)解釋自然現(xiàn)象，但在中國(guó)的文化中，氣更多地成為了自然哲學(xué)層次的概念而不但在中國(guó)的文化中，氣更多地成為了自然哲學(xué)層次的概念而不是物理學(xué)層次的概念是物理學(xué)層次的概念。 16441644年，笛卡兒年，笛卡兒提出以太旋渦理論，以解釋原子間的虛提出以太旋渦理論，以解釋原子間的虛空問(wèn)題和超距作用。后經(jīng)美國(guó)傳教士丁韙良的考證，他認(rèn)為，空問(wèn)題和超距作用。后經(jīng)美國(guó)傳教士丁韙良的考證，他認(rèn)為，笛卡兒的以太論可能來(lái)源于張載的元?dú)庹?。笛卡兒的以太論可能?lái)源于張載的元?dú)庹摗?李約瑟李約瑟認(rèn)為：認(rèn)為：“元?dú)猓瘳F(xiàn)代人心目中以太波或輻射線。元?dú)猓瘳F(xiàn)代人心目中以太波或輻射線?！保↗o

32、scphJoscph Needham:Needham: ScienceScience andand CivilisationCivilisation inin ChinaChina J.CaJ.Cambridgembridge press press , , Vol.Vol. , 1962.1962. 472472） 何祚庥何祚庥先生則認(rèn)為氣先生則認(rèn)為氣“與其說(shuō)是接近于以太，不如說(shuō)更接與其說(shuō)是接近于以太，不如說(shuō)更接近于現(xiàn)代科學(xué)所說(shuō)的場(chǎng)近于現(xiàn)代科學(xué)所說(shuō)的場(chǎng)”，“元?dú)鈱W(xué)說(shuō)元?dú)鈱W(xué)說(shuō)是現(xiàn)代量子場(chǎng)論的是現(xiàn)代量子場(chǎng)論的濫觴濫觴（lan shang:事物的起源事物的起源) ”。 （楊仲耆，申先甲：物理學(xué)思想

33、（楊仲耆，申先甲：物理學(xué)思想史，湖南教育出版社）史，湖南教育出版社）評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)：第二節(jié)第二節(jié) 物理學(xué)知識(shí)的積累物理學(xué)知識(shí)的積累一一 力學(xué)力學(xué)1.1.物理計(jì)量：物理計(jì)量：時(shí)間計(jì)量、時(shí)間計(jì)量、度量衡度量衡2.2.時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)：時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)： 空間和時(shí)間空間和時(shí)間 運(yùn)動(dòng)與靜止運(yùn)動(dòng)與靜止 運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性3.3.對(duì)力的認(rèn)識(shí)：對(duì)力的認(rèn)識(shí)：4.4.力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用 一一 力學(xué)力學(xué)1.1.物理計(jì)量物理計(jì)量時(shí)間計(jì)量時(shí)間計(jì)量 a.a.干支紀(jì)法干支紀(jì)法：春秋時(shí)魯隱公三年（前春秋時(shí)魯隱公三年（前722722）二月己巳日至清）二月己巳日至清宣統(tǒng)年（宣統(tǒng)年（19111911）。）。“干支干支

34、”是是“天干天干”和和“地支地支”的合稱。的合稱。天干：天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。地支：地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、戊（午）、未、申、酉、子、丑、寅、卯、辰、巳、戊（午）、未、申、酉、戍（戍（x)x)、亥。、亥。 天干和地支相互組合成天干和地支相互組合成“六十干支六十干支”：甲子、乙丑、：甲子、乙丑、癸酉、甲戊、乙亥癸酉、甲戊、乙亥癸亥。共個(gè)組合，也稱癸亥。共個(gè)組合，也稱“六十甲六十甲子子”，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。 b.b.十二時(shí)辰記時(shí)法十二時(shí)辰記時(shí)法：子時(shí)：子時(shí)：23231 1時(shí)，丑時(shí)：時(shí)，丑時(shí)：1 13 3時(shí)

35、，時(shí)，,亥時(shí)：亥時(shí)：21212323時(shí)。時(shí)。表表1-1 1-1 十二時(shí)辰與十二時(shí)辰與2424小時(shí)紀(jì)日法的對(duì)應(yīng)關(guān)系小時(shí)紀(jì)日法的對(duì)應(yīng)關(guān)系c. c.百刻時(shí)制（漏壺記時(shí)制）百刻時(shí)制（漏壺記時(shí)制）： 采用采用日晷日晷或或漏壺漏壺將一晝夜分為十時(shí)，一時(shí)分為十刻。將一晝夜分為十時(shí)，一時(shí)分為十刻。刻刻為漏壺的基本記時(shí)單位，在竹或木制的箭上為漏壺的基本記時(shí)單位，在竹或木制的箭上個(gè)等分刻度，其高度正好等于一晝夜漏壺滴水的高度。個(gè)等分刻度，其高度正好等于一晝夜漏壺滴水的高度。1 1刻等于現(xiàn)在的刻等于現(xiàn)在的14.414.4分鐘。分鐘。d.d.測(cè)時(shí)儀器：測(cè)時(shí)儀器：圭表圭表由圭和表垂直由圭和表垂直構(gòu)成。利用太陽(yáng)投影構(gòu)成。

36、利用太陽(yáng)投影指示時(shí)間的儀器。表指示時(shí)間的儀器。表為直立的桿子，圭為為直立的桿子，圭為一平板，板上有刻度，一平板，板上有刻度，由表向北延伸。由表向北延伸。日晷：日晷：和圭表原理相似，由晷盤(pán)和晷針組成，晷針安在晷盤(pán)和圭表原理相似，由晷盤(pán)和晷針組成，晷針安在晷盤(pán)中央，并垂直與晷盤(pán)。中央，并垂直與晷盤(pán)。星晷星晷月晷月晷漏漏壺壺： 漏壺有兩種形式：漏壺有兩種形式：瀉水型瀉水型和和受水型受水型。我國(guó)最早的西漢青銅挈壺為瀉水型漏壺，我國(guó)最早的西漢青銅挈壺為瀉水型漏壺，只有一把挈壺，出水口在壺底側(cè)。由于只有一把挈壺，出水口在壺底側(cè)。由于挈壺里水位不同時(shí)出水速度不同，后來(lái)挈壺里水位不同時(shí)出水速度不同，后來(lái)又發(fā)展

37、出受水型。并逐漸由最初的兩壺又發(fā)展出受水型。并逐漸由最初的兩壺發(fā)展成多壺。右圖為根據(jù)唐朝呂才發(fā)展成多壺。右圖為根據(jù)唐朝呂才歷歷象匯編歷法典象匯編歷法典9999卷刻漏圖制作的四級(jí)卷刻漏圖制作的四級(jí)漏壺。漏壺。周禮周禮夏宮夏宮記載：記載：“挈挈(qe)(qe)壺氏：掌挈壺以令軍井，壺氏：掌挈壺以令軍井，皆以水火守之，以分晝夜。皆以水火守之，以分晝夜?！彼逯扑逯粕险f(shuō)：上說(shuō)：“周禮周禮挈壺氏，其法總以百刻，分以晝挈壺氏，其法總以百刻，分以晝夜，冬至?xí)兟┧氖蹋孤┝?，夏至?xí)兟┝蹋孤┮?，冬至?xí)兟┧氖蹋孤┝?，夏至?xí)兟┝?，夜漏四十刻；春秋二分晝夜，各五十刻。四十刻；春秋二分晝夜，各五?/p>

38、刻?！备÷焊÷核未蚶ㄔ诙嗉?jí)漏壺的宋代沈括在多級(jí)漏壺的基礎(chǔ)上發(fā)明了浮漏，每晝夜基礎(chǔ)上發(fā)明了浮漏，每晝夜誤差小于誤差小于2020秒。宋代燕肅制秒。宋代燕肅制作的蓮花漏改進(jìn)了刻箭的刻作的蓮花漏改進(jìn)了刻箭的刻度方法，精度提高到度方法，精度提高到14.414.4秒；秒；宋代趙友欽則將精度提高宋代趙友欽則將精度提高6 6秒。秒。機(jī)械記時(shí)：機(jī)械記時(shí)：東漢時(shí)期張衡東漢時(shí)期張衡117117年發(fā)明年發(fā)明渾天儀渾天儀，用于測(cè)定天體，用于測(cè)定天體位置，一天轉(zhuǎn)一周。后經(jīng)唐宋發(fā)展，成為世界上最早的天位置，一天轉(zhuǎn)一周。后經(jīng)唐宋發(fā)展，成為世界上最早的天文鐘。文鐘。度量衡：度量衡：度度-長(zhǎng)度長(zhǎng)度 量量-容量容量 衡衡-重

39、量重量a.a.計(jì)量單位：計(jì)量單位：漢書(shū)漢書(shū)律歷志律歷志詳細(xì)記載：詳細(xì)記載：長(zhǎng)度單位：引、丈、尺、寸、分，十進(jìn)制；長(zhǎng)度單位：引、丈、尺、寸、分，十進(jìn)制；容量單位：斛（容量單位：斛（h)h)、斗、升、合、龠（、斗、升、合、龠（yuyu），十進(jìn)制。），十進(jìn)制。 重量單位：石、鈞、斤、兩、銖，非十進(jìn)制。重量單位：石、鈞、斤、兩、銖，非十進(jìn)制。長(zhǎng)度：長(zhǎng)度：孔子家語(yǔ)孔子家語(yǔ)記載：記載：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋布指知寸，布手知尺，舒肘知尋”即：從中指的指端到第一橫紋叫一寸，拇指和中指一扎為一尺，即：從中指的指端到第一橫紋叫一寸，拇指和中指一扎為一尺，兩臂伸開(kāi)長(zhǎng)八尺，叫一尋。兩臂伸開(kāi)長(zhǎng)八尺，叫一尋。孫子

40、算經(jīng)孫子算經(jīng)：“度之所起，起與度之所起，起與忽。蠶吐絲為忽。十忽為一絲，十絲為一毫，十毫為一厘，十忽。蠶吐絲為忽。十忽為一絲，十絲為一毫，十毫為一厘，十厘為一分。厘為一分?！薄?漢書(shū)漢書(shū)律歷志律歷志記載：記載：“度本起黃鐘之長(zhǎng)。度本起黃鐘之長(zhǎng)。九十分九十分黃鐘之長(zhǎng)，一為一分，十分為寸，十寸為尺，十尺為丈，十丈黃鐘之長(zhǎng)，一為一分，十分為寸，十寸為尺，十尺為丈，十丈為引為引”。容量容量：一手所盛為：一手所盛為“溢溢”, ,二手合盛為二手合盛為“掬掬”,“,“掬四謂之豆掬四謂之豆” 公元公元211211年，秦始皇統(tǒng)一中國(guó)后，在商鞅變法的基礎(chǔ)上對(duì)度年，秦始皇統(tǒng)一中國(guó)后，在商鞅變法的基礎(chǔ)上對(duì)度量衡進(jìn)行了

41、統(tǒng)一，制發(fā)了一大批度量衡標(biāo)準(zhǔn)器，意義重大。量衡進(jìn)行了統(tǒng)一，制發(fā)了一大批度量衡標(biāo)準(zhǔn)器，意義重大。b.b.計(jì)量器具計(jì)量器具： 長(zhǎng)度量具：長(zhǎng)度量具：最早商代的最早商代的牙尺牙尺，等于現(xiàn)在的，等于現(xiàn)在的16.95cm16.95cm；戰(zhàn)國(guó)的戰(zhàn)國(guó)的銅尺銅尺，合現(xiàn)在的，合現(xiàn)在的23.0cm23.0cm；公元年，新莽時(shí)期的；公元年，新莽時(shí)期的銅卡尺，長(zhǎng)度銅卡尺，長(zhǎng)度14.22cm14.22cm，分固定尺和活動(dòng)尺兩部分，相當(dāng)，分固定尺和活動(dòng)尺兩部分，相當(dāng)于現(xiàn)在的游標(biāo)卡尺。另外還有唐朝于現(xiàn)在的游標(biāo)卡尺。另外還有唐朝鏤牙尺（鏤牙尺（0.3m)0.3m)、鎏金鎏金雕花銅尺雕花銅尺、木尺木尺、黃鐘玉尺等黃鐘玉尺等。 遠(yuǎn)

42、距離長(zhǎng)度計(jì)量遠(yuǎn)距離長(zhǎng)度計(jì)量：唐宋時(shí)的丈桿、測(cè)繩、步車，特：唐宋時(shí)的丈桿、測(cè)繩、步車，特別是別是記里鼓車記里鼓車?yán)密囕喌霓D(zhuǎn)動(dòng)，間接而自動(dòng)的記錄車行利用車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，間接而自動(dòng)的記錄車行里數(shù)。里數(shù)。 容量量具：容量量具：斛、斗、升、合、龠（斛、斗、升、合、龠（yuyu）。）。 重量量具：重量量具：古人稱之為古人稱之為衡衡，衡的形式包括：等臂，衡的形式包括：等臂天平、不等臂天平、桿秤。天平、不等臂天平、桿秤。權(quán)權(quán)就是砝碼或秤砣。就是砝碼或秤砣。19541954年年在湖南長(zhǎng)沙戰(zhàn)國(guó)楚墓出土了我國(guó)最早的等臂天平和砝碼，在湖南長(zhǎng)沙戰(zhàn)國(guó)楚墓出土了我國(guó)最早的等臂天平和砝碼，天平為木桿，桿端有兩盤(pán)，還有以兩為單位

43、的九個(gè)砝碼。天平為木桿，桿端有兩盤(pán)，還有以兩為單位的九個(gè)砝碼。2.2.時(shí)間、空間和運(yùn)動(dòng)時(shí)間、空間和運(yùn)動(dòng)時(shí)間與空間時(shí)間與空間尸子尸子“上下四方曰宇，往古今來(lái)曰宙上下四方曰宇，往古今來(lái)曰宙”。魏國(guó)尸佼。魏國(guó)尸佼（前（前390390330330）。）。 這里這里宇就是空間，宙就是時(shí)間宇就是空間，宙就是時(shí)間。莊子中記載：莊子中記載：“有實(shí)而無(wú)乎處者，宇也；有長(zhǎng)而無(wú)本有實(shí)而無(wú)乎處者，宇也；有長(zhǎng)而無(wú)本剽者，宙也。剽者，宙也?！?” 即：宇是實(shí)在的和無(wú)處不在的，宙有長(zhǎng)即：宇是實(shí)在的和無(wú)處不在的，宙有長(zhǎng)短但無(wú)始終。短但無(wú)始終。墨徑：墨徑：“久，彌異時(shí)也；宇，彌異所也久，彌異時(shí)也；宇，彌異所也”，彌，彌-遍及遍

44、及的意思的意思. .在經(jīng)說(shuō)中對(duì)在經(jīng)說(shuō)中對(duì)“久、宇久、宇”進(jìn)行了解釋：進(jìn)行了解釋：“久，久，合古今旦幕；宇，蒙東西南北合古今旦幕；宇，蒙東西南北”。 時(shí)空無(wú)限性時(shí)空無(wú)限性：莊子曰：莊子曰：“天與地?zé)o窮天與地?zé)o窮”，張衡說(shuō)：，張衡說(shuō)：“宇之宇之表無(wú)極，宙之端無(wú)窮表無(wú)極，宙之端無(wú)窮”等；墨家：等；墨家：“久，有窮，無(wú)窮久，有窮，無(wú)窮”等。等。運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性呂氏春秋呂氏春秋：“刻舟求劍刻舟求劍”故事；故事；隋書(shū)隋書(shū)天文志天文志：“乘船以涉水，水去船不徙也乘船以涉水，水去船不徙也”，“仰游仰游云以觀，日月常動(dòng)而云不移云以觀，日月常動(dòng)而云不移”（晉代束皙（晉代束皙x 262-301x 262-3

45、01）。）。抱樸子抱樸子塞難塞難：“見(jiàn)游云西行，而謂月之東馳見(jiàn)游云西行，而謂月之東馳”（晉代葛（晉代葛洪洪283-343283-343）春秋緯春秋緯元命苞元命苞（漢代）：（漢代）：“天左旋，地右動(dòng)天左旋，地右動(dòng)”. .春秋緯春秋緯考靈曜（考靈曜（yoyo）“地恒動(dòng)不止，而人不知，比如地恒動(dòng)不止，而人不知，比如人在大舟中，閉牖（人在大舟中，閉牖（yuyu）而坐，舟行而人不覺(jué)）而坐，舟行而人不覺(jué)”。比比伽利伽利略（略（1564-16421564-1642）相對(duì)性原理）相對(duì)性原理早一千多年。早一千多年。運(yùn)動(dòng)與靜止運(yùn)動(dòng)與靜止墨徑墨徑：“動(dòng)，域徙也動(dòng)，域徙也”“”“止，以久也止，以久也”。這里。這里以以

46、停止的意思。停止的意思?！斑呺H徙者，戶樞免瑟邊際徙者，戶樞免瑟”指轉(zhuǎn)動(dòng)；指轉(zhuǎn)動(dòng)；3 3 對(duì)力的認(rèn)識(shí)對(duì)力的認(rèn)識(shí)（1 1）力的概念）力的概念 墨徑：墨徑：“力，刑之所以?shī)^也力，刑之所以?shī)^也”，這里，這里刑刑即形，指物，即形，指物，奮奮即飛，動(dòng)的意思。即飛，動(dòng)的意思。 王充論衡王充論衡效力篇：效力篇：“人有知學(xué)，則有力矣。文吏以人有知學(xué)，則有力矣。文吏以理事為力，而儒理事為力，而儒 生以學(xué)問(wèn)為力生以學(xué)問(wèn)為力”，“舉重拔堅(jiān)，壯士之力舉重拔堅(jiān)，壯士之力也也”，“故故 夫墾草殖谷，農(nóng)夫之力也夫墾草殖谷，農(nóng)夫之力也”（東漢）。（東漢）。 西方，西方，1717世紀(jì)初世紀(jì)初弗蘭西斯弗蘭西斯培根培根提出：提出：“

47、知識(shí)就是力知識(shí)就是力量量”。（3 3）杠桿原理）杠桿原理 墨徑墨徑中對(duì)不等臂天平的論述：中對(duì)不等臂天平的論述：“衡，加重于其一衡，加重于其一旁，必捶，權(quán)、重相若也。相衡，則本短標(biāo)長(zhǎng)。兩加焉，旁，必捶，權(quán)、重相若也。相衡，則本短標(biāo)長(zhǎng)。兩加焉，重相若，則標(biāo)必下，標(biāo)得權(quán)也。重相若，則標(biāo)必下，標(biāo)得權(quán)也。”（2 2）外力與內(nèi)力）外力與內(nèi)力 王充王充論衡論衡：“古之多力者，身能負(fù)荷千鈞，手能決古之多力者，身能負(fù)荷千鈞，手能決角伸鉤，使之自舉不能離地。角伸鉤，使之自舉不能離地。”（4 4）. .重心與平衡重心與平衡 西安半坡仰韶文化（距今西安半坡仰韶文化（距今5000500060006000年前）遺址出年前

48、）遺址出土的吸水陶罐：口小、腹大、底尖，兩側(cè)耳環(huán)稍低于罐土的吸水陶罐：口小、腹大、底尖，兩側(cè)耳環(huán)稍低于罐的重心。的重心。 西周及歷代的西周及歷代的欹欹（qq傾斜傾斜）器：器：又稱又稱宥宥（yu,yu,寬寬容容）坐之器坐之器，形狀同上。，形狀同上。 作用有二：作用有二： 容器容器：荀子荀子宥坐宥坐記載孔子觀魯桓公廟時(shí)所說(shuō)記載孔子觀魯桓公廟時(shí)所說(shuō)“吾聞宥坐之器者，虛則欹，中則正，滿則覆吾聞宥坐之器者，虛則欹，中則正，滿則覆”。 勸告之器勸告之器：告戒人們行為和思想不可過(guò)或不及。：告戒人們行為和思想不可過(guò)或不及。 王充王充論衡論衡：圓物投之于地，是隨遇平衡；方物：圓物投之于地，是隨遇平衡；方物及地，

49、是穩(wěn)定平衡；而山中處危峭之大石則是不穩(wěn)定平衡。及地，是穩(wěn)定平衡；而山中處危峭之大石則是不穩(wěn)定平衡。（5 5）浮力）浮力：曹沖稱象等。曹沖稱象等。（6 6）彈力）彈力：弓箭的制作等（東漢鄭玄弓箭的制作等（東漢鄭玄127-200127-200）。）。（7 7）大氣壓力）大氣壓力 西漢時(shí)期已利用西漢時(shí)期已利用虹吸虹吸管管-渴烏，東漢時(shí)已廣泛用于渴烏，東漢時(shí)已廣泛用于灌溉，唐朝已有隔山取水的大型引水工程。灌溉，唐朝已有隔山取水的大型引水工程。 關(guān)尹子關(guān)尹子：“瓶存二竅，以水實(shí)之，倒瀉；閉一則水瓶存二竅，以水實(shí)之，倒瀉；閉一則水不下，蓋（氣）不升則水不降。不下，蓋（氣）不升則水不降?！?唐代王冰唐代王冰

50、素問(wèn)素問(wèn)：“虛管灌滿，捻上懸之，水固不虛管灌滿，捻上懸之，水固不瀉，瀉，；空瓶小口，頓灌不入，為氣不出而不能入也。；空瓶小口，頓灌不入，為氣不出而不能入也?！保? 8）慣性）慣性：春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的考工記考工記中描述：中描述：“馬力既馬力既竭，軸猶能一取焉竭，軸猶能一取焉”4 4 力學(xué)知識(shí)應(yīng)用力學(xué)知識(shí)應(yīng)用 尖劈、轆轤、滑輪、水轉(zhuǎn)筒車、水轉(zhuǎn)連磨、尖劈、轆轤、滑輪、水轉(zhuǎn)筒車、水轉(zhuǎn)連磨、水碓水碓（du du 舂米用具）、水排鼓風(fēng)機(jī)（公元舂米用具）、水排鼓風(fēng)機(jī)（公元3131年?yáng)|漢南陽(yáng)太守杜詩(shī)發(fā)年?yáng)|漢南陽(yáng)太守杜詩(shī)發(fā)明）、明）、被中香爐被中香爐、記里鼓車、水運(yùn)渾象儀等。、記里鼓車、水運(yùn)渾象儀等。

51、 古代建筑學(xué)上力學(xué)的應(yīng)用：如隋代李春建造的古代建筑學(xué)上力學(xué)的應(yīng)用：如隋代李春建造的趙周橋趙周橋，是我國(guó)古代留傳至今最古老、跨度最大、弧度最淺的石拱橋，是我國(guó)古代留傳至今最古老、跨度最大、弧度最淺的石拱橋，距今已距今已13001300年；年； 公元公元10561056年建造的遼代山西應(yīng)縣年建造的遼代山西應(yīng)縣木塔木塔，是世界上現(xiàn)存的是世界上現(xiàn)存的最高的古代木構(gòu)建筑，高最高的古代木構(gòu)建筑，高67.3167.31米，經(jīng)受近一個(gè)世紀(jì)的風(fēng)雪米，經(jīng)受近一個(gè)世紀(jì)的風(fēng)雪襲擊，襲擊，1212次六級(jí)以上地震，至今安然屹立。次六級(jí)以上地震，至今安然屹立。 宋代建筑師喻皓曾在開(kāi)封建宋代建筑師喻皓曾在開(kāi)封建“開(kāi)寶寺塔開(kāi)寶

52、寺塔”斜塔斜塔：“塔初塔初成，望之不正，而勢(shì)傾西北。人怪而問(wèn)之。皓曰：成，望之不正，而勢(shì)傾西北。人怪而問(wèn)之。皓曰：京師地京師地平無(wú)山，而多西北風(fēng)，吹之不百年當(dāng)正也。平無(wú)山，而多西北風(fēng)，吹之不百年當(dāng)正也。”歸田錄歸田錄。 明代的北京明代的北京故宮群故宮群等等。等等。被中香爐被中香爐水排鼓風(fēng)機(jī)水排鼓風(fēng)機(jī)（取自（取自王禎農(nóng)書(shū)王禎農(nóng)書(shū)）啟啟 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 國(guó)國(guó) 古古 代代 的的 物物 理理 學(xué)學(xué) 萌萌 芽芽中國(guó)古代科技中國(guó)古代科技水碓水碓二二 熱學(xué)熱學(xué)1.1.火的利用火的利用 我國(guó)我國(guó)170170萬(wàn)年前的元謀人已開(kāi)始用火；萬(wàn)年前的元謀人已開(kāi)始用火； 60006000多年前的

53、半坡人已經(jīng)用火燒制陶器；多年前的半坡人已經(jīng)用火燒制陶器； 古人取火的三種方法：古人取火的三種方法： 摩擦、打擊：鉆木取火、火鐮和火石取火等；摩擦、打擊：鉆木取火、火鐮和火石取火等； 用銅制的凹面鏡：即陽(yáng)燧取火；用銅制的凹面鏡：即陽(yáng)燧取火； 用硫磺摩擦取火：和用硫磺摩擦取火：和1919世紀(jì)歐洲發(fā)明的火柴世紀(jì)歐洲發(fā)明的火柴 （洋火）相似。（洋火）相似。2.2.對(duì)熱現(xiàn)象和熱本質(zhì)的認(rèn)識(shí)對(duì)熱現(xiàn)象和熱本質(zhì)的認(rèn)識(shí)溫度、濕度極其測(cè)量溫度、濕度極其測(cè)量以感覺(jué)分級(jí)以感覺(jué)分級(jí)：冰、寒、涼、溫、熱。掌握了冰、寒、涼、溫、熱。掌握了冰點(diǎn)冰點(diǎn)和人和人或動(dòng)物或動(dòng)物體溫體溫這兩個(gè)較恒定的溫度標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)較恒定的溫度標(biāo)準(zhǔn)。 淮

54、南子淮南子：“睹瓶中之水而知天下之寒暑。睹瓶中之水而知天下之寒暑?！睗穸龋簼穸龋夯茨献踊茨献樱骸扒傧揖彛烨矣昵傧揖?，天且雨”“”“風(fēng)雨之變，風(fēng)雨之變，可以音律知之可以音律知之”，即現(xiàn)在，即現(xiàn)在毛發(fā)濕度計(jì)毛發(fā)濕度計(jì)的原理的原理.“火候火候”：在在燒制陶器燒制陶器和和冶煉金屬冶煉金屬的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)“火火候候”的觀察，來(lái)定性的判斷溫度的高低。的觀察，來(lái)定性的判斷溫度的高低。考工記考工記記載了記載了青銅冶煉時(shí)火色與溫度的關(guān)系：青銅冶煉時(shí)火色與溫度的關(guān)系：“凡鑄金之狀，金與錫。黑凡鑄金之狀，金與錫。黑濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭，青白次之；青白之氣竭，濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭

55、，青白次之；青白之氣竭，青氣次之，然后可鑄也。青氣次之，然后可鑄也。”即當(dāng)即當(dāng)“爐火純青爐火純青”時(shí)，爐溫達(dá)到時(shí)，爐溫達(dá)到12001200度度 左右，雜質(zhì)揮發(fā)，銅錫融合，可以用來(lái)澆鑄了?；鹕笥遥s質(zhì)揮發(fā)，銅錫融合，可以用來(lái)澆鑄了。火色實(shí)際為物質(zhì)原子的發(fā)射光譜及其強(qiáng)度的表現(xiàn)。實(shí)際為物質(zhì)原子的發(fā)射光譜及其強(qiáng)度的表現(xiàn)。v熱的傳播熱的傳播v冰鑒：冰鑒：溫酒器具溫酒器具殷周時(shí)期即有用青銅器制造的溫酒器殷周時(shí)期即有用青銅器制造的溫酒器具，并用具，并用“冰室冰室”冷藏食物：隨縣曾侯乙墓出土的戰(zhàn)國(guó)冷藏食物：隨縣曾侯乙墓出土的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的時(shí)期的“冰鑒冰鑒”，外面是一個(gè)大方鑒，里面是方尊缶。，外面是一個(gè)大方鑒，里

56、面是方尊缶。即內(nèi)容器盛酒，外容器盛熱水或冰。即內(nèi)容器盛酒，外容器盛熱水或冰。v溫度與距離得關(guān)系：溫度與距離得關(guān)系：王充：王充：“夫近水則寒，近火則溫，夫近水則寒，近火則溫，遠(yuǎn)之漸微。何則？氣之所加遠(yuǎn)近有差也。遠(yuǎn)之漸微。何則？氣之所加遠(yuǎn)近有差也?！眝伊陽(yáng)古瓶伊陽(yáng)古瓶：保溫器具，保溫器具，南宋洪邁南宋洪邁夷堅(jiān)甲志夷堅(jiān)甲志：“張虞張虞卿者卿者得古瓶于土中，置書(shū)室養(yǎng)花。方冬極寒，一夕忘去水，得古瓶于土中，置書(shū)室養(yǎng)花。方冬極寒，一夕忘去水，意為冰裂，明日視之，凡他物有水者皆凍，獨(dú)此瓶不然。異意為冰裂，明日視之，凡他物有水者皆凍，獨(dú)此瓶不然。異之，試之以湯，終日不冷。之，試之以湯，終日不冷。惜后為醉仆觸碎

57、，視其中，夾惜后為醉仆觸碎，視其中，夾底厚二寸。底厚二寸?！睙崦浝淇s與熱應(yīng)力熱脹冷縮與熱應(yīng)力 熱脹冷縮；增大熱應(yīng)力：熱脹冷縮；增大熱應(yīng)力：在公元前在公元前250250年都江堰水利工程中年都江堰水利工程中的應(yīng)用記載：的應(yīng)用記載：“大灘江中，其崖嶄峻不可鑿，乃積薪燒之。大灘江中，其崖嶄峻不可鑿，乃積薪燒之?！边@種增大熱應(yīng)力開(kāi)鑿巨石的記載很多。這種增大熱應(yīng)力開(kāi)鑿巨石的記載很多。熱的本性熱的本性 五行說(shuō)：五行說(shuō)：熱（火）是構(gòu)成物質(zhì)的一種元素；熱（火）是構(gòu)成物質(zhì)的一種元素； 元?dú)庹f(shuō)：元?dú)庹f(shuō)：熱這種物質(zhì)的本原仍是氣。熱這種物質(zhì)的本原仍是氣。物態(tài)的變化物態(tài)的變化 漢代董仲舒在漢代董仲舒在雨雹對(duì)雨雹對(duì)到蒸發(fā)、

58、液化、凝固三態(tài)的變化。到蒸發(fā)、液化、凝固三態(tài)的變化。對(duì)水的三態(tài)冰、水、和汽的認(rèn)識(shí)就更早；對(duì)水的三態(tài)冰、水、和汽的認(rèn)識(shí)就更早； 王充在王充在論衡論衡中記載了對(duì)雨、露、霜、雪等的認(rèn)識(shí)：云中記載了對(duì)雨、露、霜、雪等的認(rèn)識(shí)：云雨不是天上固有的，而是從地面上蒸發(fā)上去的，雨露霜雪雖形雨不是天上固有的，而是從地面上蒸發(fā)上去的，雨露霜雪雖形式不同，但都是由水冷凝而成，只是形成溫度不同。式不同，但都是由水冷凝而成，只是形成溫度不同。 北魏時(shí)期北魏時(shí)期齊民要術(shù)齊民要術(shù)中有中有“放火作熨放火作熨”，即深秋傍晚在，即深秋傍晚在田地里燒柴草，使煙氣彌漫，防止霜凍。現(xiàn)在仍為農(nóng)村沿用。田地里燒柴草，使煙氣彌漫，防止霜凍。現(xiàn)

59、在仍為農(nóng)村沿用。三三 熱能利用與熱功熱能利用與熱功v碳：碳：40004000年前已有用碳的記載；年前已有用碳的記載；v煤和石油：煤和石油：公元前公元前2 2世紀(jì)已開(kāi)始用世紀(jì)已開(kāi)始用煤煤，山海經(jīng)山海經(jīng)水經(jīng)水經(jīng)注注中都有記載，煤被成為石涅、石墨、石碳等；中都有記載，煤被成為石涅、石墨、石碳等；石油石油的的記載最早見(jiàn)于記載最早見(jiàn)于漢書(shū)漢書(shū)地理志地理志，被稱為洧（，被稱為洧（wiwi）水。）水。v高溫技術(shù)：高溫技術(shù)：殷商時(shí)期在高溫冶煉鑄造技術(shù)方面就已卓有殷商時(shí)期在高溫冶煉鑄造技術(shù)方面就已卓有成效：殷代文物司母戊鼎、商代的四羊尊、戰(zhàn)國(guó)的銅尊盤(pán)、成效：殷代文物司母戊鼎、商代的四羊尊、戰(zhàn)國(guó)的銅尊盤(pán)、秦始皇陵

60、的大型銅馬車等。春秋末期制造的白口鐵和中碳秦始皇陵的大型銅馬車等。春秋末期制造的白口鐵和中碳鋼劍，表明當(dāng)時(shí)的冶煉已達(dá)到鋼劍，表明當(dāng)時(shí)的冶煉已達(dá)到13001300的高溫。的高溫。 松脂燈松脂燈：利用熱氣上升的原理，用于軍事信號(hào)；利用熱氣上升的原理，用于軍事信號(hào)； 熱氣球：熱氣球：1414世紀(jì)初元朝仁宗登基時(shí)在元大都（北京）升世紀(jì)初元朝仁宗登基時(shí)在元大都（北京）升 起世界上第一個(gè)熱氣球。起世界上第一個(gè)熱氣球。 走馬燈走馬燈：利用冷熱空氣對(duì)流帶動(dòng)紙輪旋轉(zhuǎn)。利用冷熱空氣對(duì)流帶動(dòng)紙輪旋轉(zhuǎn)。商周的青銅器商周的青銅器 高溫冶煉技術(shù)高溫冶煉技術(shù)秦始皇陵的大型銅馬車秦始皇陵的大型銅馬車四四 火藥與火箭的發(fā)明火藥