物理學(xué)思想史和方法論_物理學(xué)史

1、會計(jì)學(xué)1物理學(xué)思想史和方法論物理學(xué)思想史和方法論_物理學(xué)史物理學(xué)史第二節(jié)：物理學(xué)知識的積累第二節(jié)：物理學(xué)知識的積累 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) 在古代，無論是古希臘還是中國，都談不上有在古代，無論是古希臘還是中國，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)人們還不可能自覺地、系統(tǒng)地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法，也不可能通過嚴(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體系。但這一階段仍是物理學(xué)形成，使之成為完整的知識體系。但這一階段仍是物

2、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。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。 在中國，在中國，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，物理知識開始積累。物理知識開始積累。春秋戰(zhàn)國時(shí)期春秋戰(zhàn)國時(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，中國古代物理學(xué)開始形成國古代物理學(xué)開始形成 ；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，中國的科學(xué)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都居世界領(lǐng)先地位。國的科學(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

3、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，西方物理知識開始向中國輸入。，西方物理知識開始向中國輸入。 認(rèn)為：認(rèn)為：陰陽的對立統(tǒng)一運(yùn)動，是自然界一切事物發(fā)生、發(fā)陰陽的對立統(tǒng)一運(yùn)動，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)動變化的固有規(guī)律。陰陽的對立和消長是宇宙的基本規(guī)律。有規(guī)律。陰陽的對立和消長是宇宙的基本規(guī)律。陰陽學(xué)說的陰陽學(xué)說的基本內(nèi)容基本內(nèi)容包括陰陽對立、陰陽互根、陰陽消包括陰陽對立、陰陽互根、陰陽消長和陰陽轉(zhuǎn)化四個(gè)方面。長和陰陽轉(zhuǎn)化四個(gè)方面。 “陰

4、陽有序、整體和諧陰陽有序、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。 周易周易以陰陽的范疇為基礎(chǔ)，說明天地變化及各種現(xiàn)以陰陽的范疇為基礎(chǔ)，說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（物質(zhì)的原始狀態(tài)），太極生出天地（陰陽），天地生出四時(shí)（質(zhì)的原始狀態(tài)），太極生出天地（陰陽），天地生出四時(shí)（春、夏、秋、冬），再生出春、夏、秋、冬），再生出八卦八卦（天、地、山、澤、水（天、地、山、澤、水、火

5、、風(fēng)、雷）。、火、風(fēng)、雷）。 白紙白紙稱為無極，畫上一個(gè)稱為無極，畫上一個(gè)圓圈圓圈，稱為無極生太極（宇宙），中間一條稱為無極生太極（宇宙），中間一條曲線分成黑白兩個(gè)部分，稱為太極生曲線分成黑白兩個(gè)部分，稱為太極生兩儀，中間的兩儀，中間的曲線曲線表示了陰陽的相互表示了陰陽的相互運(yùn)動和相互轉(zhuǎn)化。黑白兩個(gè)半球中各運(yùn)動和相互轉(zhuǎn)化。黑白兩個(gè)半球中各有一個(gè)與之顏色相反的有一個(gè)與之顏色相反的小圓圈小圓圈，稱為，稱為陰陽子，表示陰中有陽，陽中有陰。陰陽子，表示陰中有陽，陽中有陰。 四象和陰陽的組合再生四象和陰陽的組合再生八卦八卦：乾、坤、震、撰、坎、離、艮：乾、坤、震、撰、坎、離、艮（g gn n）、兌。）、

6、兌。 八卦八卦則是其形式化和符號化：則是其形式化和符號化：為陰，為陰，為陽為陽，分，分別稱作別稱作陰爻（陰爻（y yo)o)和和陽爻陽爻，陰爻和陽爻的組合構(gòu)成，陰爻和陽爻的組合構(gòu)成四四象象：2223周易周易是以陰（陰爻）、陽（陽爻是以陰（陰爻）、陽（陽爻）為基本單位而）為基本單位而形成的一種對事物的理論性把握。陰與陽二單位的不同組合形成的一種對事物的理論性把握。陰與陽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，

7、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)即由陰與陽所在易學(xué)中，事物的性質(zhì)即由陰與陽所占整體成份之多少及陰陽空間相對位置關(guān)系所決定。占整體成份之多少及陰陽空間相對位置關(guān)系所決定。. .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、火、土五種基本物質(zhì)或元素?！八凰谎咨希驹磺?，金曰從革，土爰稼穡。炎上，木曰曲直，金曰從革，土爰稼穡。”（尚書尚書洪范洪范） 構(gòu)成構(gòu)成：世界萬物皆由上述五種元素構(gòu)成。：世界萬物皆由上述五種元素構(gòu)成。“以土與金、木

8、以土與金、木、火、水雜，以成百物、火、水雜，以成百物”（國語國語鄭語鄭語）。）。 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。火、火生金；土克水、水克火、火克金、金克木、木克土。 發(fā)展：發(fā)展：五行說的起源早于五行說的起源早于“太極太極”和和“道道” ，在殷末已普遍流傳；春秋戰(zhàn)國時(shí)期，五，在殷末已普遍流傳；春秋戰(zhàn)國時(shí)期，五行說與陰陽說相結(jié)合，形成了陰陽五行說，形行說與陰陽說相結(jié)合，形成了陰陽五行說，形成了五行相生相克的關(guān)系。宋代以后，五行作成了五行相生相克的關(guān)系。宋代以后，五行作為由太極到

9、萬物的中間環(huán)節(jié)，被容納于宇宙生為由太極到萬物的中間環(huán)節(jié)，被容納于宇宙生成體系之中。宇宙由太極而生，太極生出陰陽成體系之中。宇宙由太極而生，太極生出陰陽，陰陽生出五行，五行相互作用，生出男女及，陰陽生出五行，五行相互作用，生出男女及世間萬物。世間萬物。和西方比較：和西方比較：古希臘的四根說，古印度的四大說，無金。古希臘的四根說，古印度的四大說，無金。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)，是萬物本原?？陀^存在的物質(zhì)，是萬物本原。 王充在王充在論衡論衡中說：中說：“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，萬物自生天地合氣，萬物自生”論衡論衡 自然自然。

10、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?。主要著作有思想家，?chuàng)立了以氣為基礎(chǔ)的元?dú)庾匀徽?。主要著作有論論衡衡，共，?030卷，卷，8585篇，涉及力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁篇，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，是我國中古時(shí)期的一部百科全書。學(xué)等多方面的知識，是我國中古時(shí)期的一部百科全書。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 張載（張載（1020102010771077，宋）：，宋）：“太虛者，氣之體太虛者，氣之體形聚形聚為物，形潰反原為物，形潰反原

11、”正蒙正蒙 乾稱乾稱 王夫之王夫之（1619161916921692，明末清初，明末清初) )：“虛空者，氣之量虛空者，氣之量，氣彌淪無崖而希微不形，則人見虛空而不見氣。凡虛空，氣彌淪無崖而希微不形，則人見虛空而不見氣。凡虛空者，氣也。者，氣也。聚則顯，顯則人謂之有；散則隱，隱則人謂之聚則顯，顯則人謂之有；散則隱，隱則人謂之無無。”張子正蒙注張子正蒙注太和太和。氣分陰陽，永遠(yuǎn)處于運(yùn)動變化之中氣分陰陽，永遠(yuǎn)處于運(yùn)動變化之中物質(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，

12、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。”；“車薪車薪之火，一烈而盡，而為焰，為煙，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，特希微而人不見者。仍歸水，土者仍歸土，特希微而人不見者?！保弧耙魂担ㄒ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?！?元?dú)鈱W(xué)說注重元?dú)鈱W(xué)說注重物質(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

13、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終究是一種思辯理論，沒有實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)性更接近。但元?dú)庹f終究是一種思辯理論，沒有實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)等科學(xué)方法的配合，長期停留在推測、玄想階段，致使中國等科學(xué)方法的配合，長期停留在推測、玄想階段，致使中國沒有走上誕生近代科學(xué)的道路。沒有走上誕生近代科學(xué)的道路。 中國古代的氣概念因?yàn)樵诶碚撋弦夯嗝撾x了自然中國古代的氣概念因?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

14、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。盡管也被中國古人用來解釋自然現(xiàn)象，盡管也被中國古人用來解釋自然現(xiàn)象，但在中國的文化中，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。星晷星晷月晷月晷圭表圭表日晷日晷漏漏壺壺： 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。我國最早的西漢青銅挈壺為瀉水型漏。我國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)。壺，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，由于挈壺里水

15、位不同時(shí)出水速度不同，后來又發(fā)展出受水型。并逐漸由最初的后來又發(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)唐朝呂才兩壺發(fā)展成多壺。右圖為根據(jù)唐朝呂才歷象匯編歷法典歷象匯編歷法典9999卷刻漏圖制作的卷刻漏圖制作的四級漏壺。四級漏壺。浮漏：浮漏： 宋代沈括在多級漏壺的基礎(chǔ)上發(fā)明宋代沈括在多級漏壺的基礎(chǔ)上發(fā)明了浮漏，每晝夜誤差小于了浮漏，每晝夜誤差小于2020秒。宋代燕秒。宋代燕肅制作的蓮花漏改進(jìn)了刻箭的刻度方法肅制作的蓮花漏改進(jìn)了刻箭的刻度方法，精度提高到，精度提高到14.414.4秒；宋代趙友欽則將秒；宋代趙友欽則將精度提高精度提高6 6秒。秒。長度：長度：孔子家語孔子家語記載：記載

16、：“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：從中指的指端到第一橫紋叫一寸，拇指和中指一扎為一尺，兩臂伸開長八尺，叫一尋。開長八尺，叫一尋。孫子算經(jīng)孫子算經(jīng)：“度之所起，起與忽。蠶吐絲為度之所起，起與忽。蠶吐絲為忽。十忽為一絲，十絲為一毫，十毫為一厘，十厘為一分。忽。十忽為一絲，十絲為一毫，十毫為一厘，十厘為一分?！?。 漢書漢書律歷志律歷志記載：記載：“度本起黃鐘之長。度本起黃鐘之長。九十分黃鐘之長九十分黃鐘之長，一為一分，十分為寸，十寸為尺，十尺為丈，十丈為引，一為一分，十分為寸，十寸為尺，十尺為丈，十丈為引”

17、。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”重量：重量：古人將重量器具稱之為古人將重量器具稱之為衡衡，衡的形式包括：等臂天平、，衡的形式包括：等臂天平、不等臂天平、桿秤。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。 公元公元211211年，秦始皇統(tǒng)一中國后，在商鞅變法的基礎(chǔ)上對度年，秦始皇統(tǒng)一中國后，在商鞅變法的基礎(chǔ)上對度量衡進(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。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。（3 3）杠桿原理）杠桿原理 墨徑墨徑中對不等臂天平的論述：中對不等臂天平的論述：“衡，加重于其一衡

18、，加重于其一旁，必捶，權(quán)、重相若也。相衡，則本短標(biāo)長。兩加焉，旁，必捶，權(quán)、重相若也。相衡，則本短標(biāo)長。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?！保? 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。”啟啟 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 國國 古古 代代 的的 物物 理理 學(xué)學(xué) 萌萌 芽芽中國古代科技中國古代科技水碓水碓 趙友欽實(shí)驗(yàn)趙友欽實(shí)驗(yàn)（宋末元初）：（宋末元初）：趙友欽實(shí)驗(yàn)在中國古代史趙友欽實(shí)驗(yàn)在中國古代史上占有重要地位，其實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_，

19、設(shè)計(jì)合理，步驟清晰上占有重要地位，其實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_，設(shè)計(jì)合理，步驟清晰，結(jié)果可靠，是中國物理學(xué)史上的的一個(gè)首創(chuàng)。，結(jié)果可靠，是中國物理學(xué)史上的的一個(gè)首創(chuàng)。 夢溪筆談夢溪筆談：“若鳶（若鳶（yuyu n n）飛空中，其影隨鳶而移）飛空中，其影隨鳶而移；或中；或中 間為窗所間為窗所 束則影與鳶相違，鳶東則影西，鳶西則束則影與鳶相違，鳶東則影西，鳶西則影東。又如窗隙中樓塔之影，中間為窗所束，亦皆倒垂。影東。又如窗隙中樓塔之影，中間為窗所束，亦皆倒垂?！备淖兛椎拇笮。容^改變孔的大小，比較成像情況；成像情況；改變光源強(qiáng)度，作日改變光源強(qiáng)度，作日月蝕模擬實(shí)驗(yàn)；月蝕模擬實(shí)驗(yàn)；改變像距；改變像距；改變光源距離

20、，觀察改變光源距離，觀察小孔成像的變化；小孔成像的變化；改變孔的大小和形狀改變孔的大小和形狀，做大孔成像實(shí)驗(yàn)。，做大孔成像實(shí)驗(yàn)。小罅光景影象小罅光景影象凸面鏡：凸面鏡：“鑒團(tuán)，景一。鑒團(tuán)，景一。鑒者近，則所鑒大，景亦大；其鑒者近，則所鑒大，景亦大；其遠(yuǎn)，所鑒小，景亦小，而必正。遠(yuǎn)，所鑒小，景亦小，而必正。” 即鑒團(tuán)只成一縮小的正立即鑒團(tuán)只成一縮小的正立的像（虛）。的像（虛）。凹面鏡：凹面鏡：“鑒洼，景，一小而易，一大而正，說在中之外、鑒洼，景，一小而易，一大而正，說在中之外、內(nèi)。內(nèi)。 中之內(nèi)，鑒者近中，則所鑒大，景亦大；遠(yuǎn)中，則中之內(nèi)，鑒者近中，則所鑒大，景亦大；遠(yuǎn)中，則所鑒小，景亦小，而必正

21、，起于中緣正而長其直也。中之外所鑒小，景亦小，而必正，起于中緣正而長其直也。中之外，鑒者近中，則所鑒大，景亦大；遠(yuǎn)中，則所鑒小，景亦小，鑒者近中，則所鑒大，景亦大；遠(yuǎn)中，則所鑒小，景亦小而必易。合于中長直也。而必易。合于中長直也?！薄啊薄拌b洼鑒洼”即凹面鏡，即凹面鏡，“中中”為焦為焦點(diǎn)，點(diǎn)，“易易”即倒置。即倒置。2.2.光的反射與鏡面成像光的反射與鏡面成像 墨經(jīng)墨經(jīng)中中論述了光的反射，包括平面鏡、凹面鏡、凸論述了光的反射，包括平面鏡、凹面鏡、凸面鏡的反射情況。面鏡的反射情況。沈括：沈括：“陽燧面洼，以一指迫而照之則正，漸遠(yuǎn)則無所見，陽燧面洼，以一指迫而照之則正，漸遠(yuǎn)則無所見，過此遂倒。過此遂

22、倒?！?“小鑒不能全觀人面，故令微凸，收人面小鑒不能全觀人面，故令微凸，收人面令小，則鑒雖小而能全納人面。仍覆量鑒之小大增損高下令小，則鑒雖小而能全納人面。仍覆量鑒之小大增損高下，常令人面與鑒大小相若。，常令人面與鑒大小相若?！彪u子石英證含光圖：雞子石英證含光圖： 著名道士張果修煉內(nèi)丹的著作著名道士張果修煉內(nèi)丹的著作修真歷驗(yàn)鈔圖修真歷驗(yàn)鈔圖：講到從白石英看到：講到從白石英看到：“映日則光玉也映日則光玉也，五色玄英，五色玄英”。白。白石英為無色透明晶體，屬六角晶系。用白石英作的三棱鏡石英為無色透明晶體，屬六角晶系。用白石英作的三棱鏡對日光產(chǎn)生了色散。對日光產(chǎn)生了色散。 明末方以智明末方以智物理小

23、識物理小識 雷電現(xiàn)象：雷電現(xiàn)象：沈括沈括夢溪筆談夢溪筆談：“雷火自窗間出，赫然雷火自窗間出，赫然出檐，人以為堂屋已焚，皆出避之，及雷止，其舍宛然，墻出檐，人以為堂屋已焚，皆出避之，及雷止，其舍宛然，墻壁窗紙皆黔（黑）。有一木格，其中雜儲諸器，其漆器銀扣壁窗紙皆黔（黑）。有一木格，其中雜儲諸器，其漆器銀扣者，銀悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一寶刀，極堅(jiān)剛，就者，銀悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一寶刀，極堅(jiān)剛，就刀室中熔為汁，而室亦儼然。刀室中熔為汁，而室亦儼然?！泵鞔揭灾牵好鞔揭灾牵骸袄谆鹚?，雷火所及，金石銷熔，而漆器不壞。金石銷熔，而漆器不壞?！?武當(dāng)山天柱峰金頂三大奇觀之一的武當(dāng)山天柱峰金

24、頂三大奇觀之一的“雷火練殿雷火練殿”。1.1.對電的認(rèn)識對電的認(rèn)識 淮南子淮南子記載：記載：“陰陽相薄為雷，激揚(yáng)為電。陰陽相薄為雷，激揚(yáng)為電?！?.2.對磁的認(rèn)識對磁的認(rèn)識 磁性：磁性：呂氏春秋呂氏春秋：“慈石召鐵，或引子也慈石召鐵，或引子也”；鬼鬼谷子谷子：“慈石取針慈石取針”；高誘注釋；高誘注釋呂氏春秋呂氏春秋時(shí)指出：時(shí)指出：“石石，鐵之母也，以有慈石，故能引其子。石之不慈者，亦不能引，鐵之母也，以有慈石，故能引其子。石之不慈者，亦不能引也也”。 磁石吸引物質(zhì)只限于鐵磁石吸引物質(zhì)只限于鐵：淮南子淮南子：“若以慈石之能若以慈石之能連鐵也，而求其引瓦，則難矣連鐵也，而求其引瓦，則難矣”，“及其

25、于銅則不通及其于銅則不通”。 屏蔽：屏蔽：明末劉獻(xiàn)廷明末劉獻(xiàn)廷廣陽雜記廣陽雜記：“慈石吸鐵，隔礙潛慈石吸鐵，隔礙潛通。或問余曰：通?；騿栍嘣唬捍仁F，何物可以隔之？慈石吸鐵，何物可以隔之？猶子阿儒曰：猶子阿儒曰：唯鐵可以隔之耳唯鐵可以隔之耳。其人去而復(fù)來，曰：。其人去而復(fù)來，曰：試之果然試之果然。”中國古代科技中國古代科技 指南車模型指南車模型 啟啟 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 國國 古古 代代 的的 物物 理理 學(xué)學(xué) 萌萌 芽芽4.4.古代樂器古代樂器 新石器時(shí)代：新石器時(shí)代：陶塤（陶塤（x x n n）和骨哨。）和骨哨。 詩經(jīng)詩經(jīng)記載：記載：有有2929種之種之多，包括各種

26、彈琴、吹奏、多，包括各種彈琴、吹奏、打擊等樂器。打擊等樂器。 戰(zhàn)國曾侯乙墓：戰(zhàn)國曾侯乙墓：出土的有出土的有：編鐘、磬、笙、排蕭等。：編鐘、磬、笙、排蕭等。5.5.律學(xué)律學(xué) 商代商代：已有五聲音階：宮、商、角、徵（：已有五聲音階：宮、商、角、徵（zhzh）、羽（）、羽（1 1、2 2、3 3、5 5、6 6）。后又增加了兩個(gè)半音：變徵（近）。后又增加了兩個(gè)半音：變徵（近4 4）、變宮（）、變宮（7 7），成為七聲音階。，成為七聲音階。 西周：西周：已發(fā)展為十二律：黃鐘、大呂、太簇、夾鐘、姑洗、已發(fā)展為十二律：黃鐘、大呂、太簇、夾鐘、姑洗、仲呂、蕤仲呂、蕤ruru賓、林鐘、夷則、南呂、無射（賓、林

27、鐘、夷則、南呂、無射（y y）、應(yīng)鐘。）、應(yīng)鐘。樂律的計(jì)算：樂律的計(jì)算： 三分損益法：三分損益法：最早見于最早見于管子管子地員地員（公元前公元前4世紀(jì)），世紀(jì)），是世界上最早的樂律計(jì)算方法。是世界上最早的樂律計(jì)算方法。 具體操作是：將一空弦依次乘以具體操作是：將一空弦依次乘以2/3或或4/3，即縮短，即縮短1/3(損一損一)或加長或加長1/3(益一益一)，分割成不同的長度，這就產(chǎn)生出不同頻率，分割成不同的長度，這就產(chǎn)生出不同頻率的樂音。具體的推算是：設(shè)黃種宮音的弦長為的樂音。具體的推算是：設(shè)黃種宮音的弦長為34=81，徵音的，徵音的弦長為弦長為814/3=108，商音的弦長為，商音的弦長為10

28、82/3=72，羽音的弦長，羽音的弦長為為724/3=96，角音的弦長為，角音的弦長為962/3=64，依次類推。，依次類推。(清史清史稿稿樂志二樂志二)十二平均律：十二平均律： 發(fā)明者：朱載育（發(fā)明者：朱載育（1536-16101536-1610？）朱元璋的九世孫，成于？）朱元璋的九世孫，成于15811581年左右，在年左右，在律學(xué)新說律學(xué)新說和和律呂精義律呂精義有記載。和十有記載。和十二律的產(chǎn)生已相距二律的產(chǎn)生已相距20002000余年。是一種相臨律間音程差數(shù)相等余年。是一種相臨律間音程差數(shù)相等的律制。的律制。方法：方法：以公比以公比 的等比級數(shù)分配音律，也就是在八的等比級數(shù)分配音律，也就

29、是在八度音之間，分成十二個(gè)等音程的半音，兩相臨音律間的頻率度音之間，分成十二個(gè)等音程的半音，兩相臨音律間的頻率比都是比都是 ，這樣可以使十二律自，這樣可以使十二律自“黃鐘為始，應(yīng)鐘為鐘，黃鐘為始，應(yīng)鐘為鐘，終而復(fù)始，循環(huán)無窮。終而復(fù)始，循環(huán)無窮。”122122 具體做法：具體做法： 當(dāng)把當(dāng)把2 2開到開到1212次方得到頻率的倍律次方得到頻率的倍律1.0594631.059463后，再把后，再把1.0594631.059463自乘自乘1212次，就得到十二律的平均倍數(shù)，具體數(shù)字是次，就得到十二律的平均倍數(shù)，具體數(shù)字是（單位為尺單位為尺）：黃鐘（正律）為）：黃鐘（正律）為1.0000001.00

30、0000，應(yīng)鐘（倍律）為，應(yīng)鐘（倍律）為1.0594631.059463，無射（倍律）為，無射（倍律）為1.1224621.122462，大呂（倍律）為大呂（倍律）為 1.8877481.887748，黃鐘（倍律）為，黃鐘（倍律）為2.0000002.000000。上面所列數(shù)字表示振。上面所列數(shù)字表示振動體（弦）長度。動體（弦）長度。朱載育還制定了一套標(biāo)準(zhǔn)律管（朱載育還制定了一套標(biāo)準(zhǔn)律管（3636根，含三個(gè)八根，含三個(gè)八度），銅材。制作律管時(shí)，朱載育發(fā)現(xiàn)律管長度加度），銅材。制作律管時(shí)，朱載育發(fā)現(xiàn)律管長度加倍或減半且管徑相同時(shí)，律管發(fā)出的音有差別，為倍或減半且管徑相同時(shí)，律管發(fā)出的音有差別，為

31、此，他根據(jù)實(shí)驗(yàn)和借助數(shù)學(xué)找出管口校正的方法和此，他根據(jù)實(shí)驗(yàn)和借助數(shù)學(xué)找出管口校正的方法和數(shù)據(jù)。他用縮小管徑來校正，因此他的律管為異徑數(shù)據(jù)。他用縮小管徑來校正，因此他的律管為異徑律管。律管。蓋天說：蓋天說：起源于殷周時(shí)期。起源于殷周時(shí)期。周周 ：“天圓如張蓋，天圓如張蓋，地方如棋局地方如棋局”，后發(fā)展為，后發(fā)展為“天似蓋笠，地法覆天似蓋笠，地法覆 ”渾天說渾天說：代表人物是東漢代表人物是東漢張衡張衡( (公元公元7878年年-139-139年年) )，生于，生于河南南陽石橋鎮(zhèn)，公元河南南陽石橋鎮(zhèn)，公元111111年擔(dān)任太史令，主持天象觀測、編年擔(dān)任太史令，主持天象觀測、編訂歷法，發(fā)明了渾天儀、候

32、風(fēng)地動儀。張衡在訂歷法，發(fā)明了渾天儀、候風(fēng)地動儀。張衡在渾天儀圖注渾天儀圖注中寫到：中寫到：“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃。渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃?！闭J(rèn)認(rèn)為大地是球形的、運(yùn)動的，地球是宇宙的中心。用一個(gè)天殼和為大地是球形的、運(yùn)動的，地球是宇宙的中心。用一個(gè)天殼和附天而行的日月五星來解釋天文現(xiàn)象。和西方同一時(shí)期的附天而行的日月五星來解釋天文現(xiàn)象。和西方同一時(shí)期的“地地心說心說”相似。張衡強(qiáng)調(diào)相似。張衡強(qiáng)調(diào): :“宇之表無極，宙之端無窮宇之表無極，宙之端無窮”。國際天。國際天文學(xué)組織用他的名字命名了一顆小行星和月球上的一座環(huán)行山文學(xué)組織用他的名字命名了一顆小行星和月球上的一座

33、環(huán)行山。宣夜說：宣夜說：晉書晉書天文志天文志記載：記載：“宣夜之書亡，惟漢秘宣夜之書亡，惟漢秘書郎書郎 萌記先師相傳云：天了無質(zhì)，仰而瞻之，高遠(yuǎn)無極，眼萌記先師相傳云：天了無質(zhì)，仰而瞻之，高遠(yuǎn)無極，眼 精絕，故蒼蒼然也。精絕，故蒼蒼然也。日月眾星，自然浮生虛空之中，其行其日月眾星，自然浮生虛空之中，其行其止，皆須氣焉。止，皆須氣焉?！眴?明明 之之 光光: : 一一. . 中中 國國 古古 代代 的的 物物 理理 學(xué)學(xué) 萌萌 芽芽六六. .天文天文學(xué)學(xué)啟啟 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 國國 古古 代代 的的 物物 理理 學(xué)學(xué) 萌萌 芽芽水力渾象與地動儀水力渾象與地動儀第一節(jié)第一

34、節(jié) 古希臘物質(zhì)本原思想古希臘物質(zhì)本原思想第二節(jié)第二節(jié) 古希臘時(shí)期對宇宙的認(rèn)識古希臘時(shí)期對宇宙的認(rèn)識第三節(jié)第三節(jié) 古希臘的物理學(xué)知識古希臘的物理學(xué)知識第四節(jié)第四節(jié) 中世紀(jì)的物理學(xué)知識中世紀(jì)的物理學(xué)知識第五節(jié)第五節(jié). . 亞里士多德的物理學(xué)亞里士多德的物理學(xué) 第二章第二章西方古代物理學(xué)西方古代物理學(xué) 1. 1.古希臘時(shí)期：前古希臘時(shí)期：前8 8世紀(jì)世紀(jì)-4-4世紀(jì)世紀(jì) 2.2.中世紀(jì)：中世紀(jì)：5 51515世紀(jì)世紀(jì)分期分期羅馬時(shí)期羅馬時(shí)期（前前2 2世紀(jì)世紀(jì)4 4世紀(jì)世紀(jì)）：）：希臘被羅馬人征服希臘被羅馬人征服, ,開始了開始了羅馬時(shí)期。初期由于政治動蕩，科學(xué)開始衰退，當(dāng)社會穩(wěn)定后羅馬時(shí)期。初期由

35、于政治動蕩，科學(xué)開始衰退，當(dāng)社會穩(wěn)定后，從公元，從公元2 2世紀(jì)到世紀(jì)到4 4世紀(jì)，亞歷山大里亞的科學(xué)再度中興。這時(shí)世紀(jì)，亞歷山大里亞的科學(xué)再度中興。這時(shí)科學(xué)家已經(jīng)轉(zhuǎn)為重視使用的氛圍中，研究活動多與實(shí)際生活的科學(xué)家已經(jīng)轉(zhuǎn)為重視使用的氛圍中，研究活動多與實(shí)際生活的需求相關(guān)?；蛘弑憩F(xiàn)為對以往科學(xué)的注釋上。需求相關(guān)?；蛘弑憩F(xiàn)為對以往科學(xué)的注釋上。亞歷山大時(shí)期亞歷山大時(shí)期（前（前4 4世紀(jì)世紀(jì)前前2 2世紀(jì)）：以亞歷山大為首的世紀(jì)）：以亞歷山大為首的馬其頓人征服了全希臘，建立了地跨歐亞非大陸的亞歷山大帝馬其頓人征服了全希臘，建立了地跨歐亞非大陸的亞歷山大帝國，在埃及建立了國，在埃及建立了“亞歷山大城亞

36、歷山大城” ，在城內(nèi)還建立了博物館和，在城內(nèi)還建立了博物館和圖書館（謬斯學(xué)院），聚集了大批優(yōu)秀的科學(xué)家?？茖W(xué)文化的圖書館（謬斯學(xué)院），聚集了大批優(yōu)秀的科學(xué)家?？茖W(xué)文化的中心也自然的轉(zhuǎn)為中心也自然的轉(zhuǎn)為埃及的亞歷山大城埃及的亞歷山大城； 阿拉伯文化時(shí)代阿拉伯文化時(shí)代（8 81111世紀(jì)）：地處東西方貿(mào)易交世紀(jì)）：地處東西方貿(mào)易交流紐帶的阿拉伯，成為溝通東西方文化的橋梁，同時(shí)完好流紐帶的阿拉伯，成為溝通東西方文化的橋梁，同時(shí)完好的保存了許多古希臘的學(xué)術(shù)典籍，對后來歐洲文藝復(fù)興乃的保存了許多古希臘的學(xué)術(shù)典籍，對后來歐洲文藝復(fù)興乃至近代科學(xué)產(chǎn)生重大影響。至近代科學(xué)產(chǎn)生重大影響。2.2.中世紀(jì)可以細(xì)分為

37、三個(gè)時(shí)期中世紀(jì)可以細(xì)分為三個(gè)時(shí)期（5世紀(jì)世紀(jì)-15世紀(jì)）世紀(jì)）黑暗時(shí)代（黑暗時(shí)代（5 58 8世紀(jì)）：內(nèi)部奴隸起義，外部日爾曼世紀(jì)）：內(nèi)部奴隸起義，外部日爾曼部落入侵，西歐逐漸過度到封建領(lǐng)主土地所有制。同時(shí)基部落入侵，西歐逐漸過度到封建領(lǐng)主土地所有制。同時(shí)基督教成為羅馬國教。消滅一切異教文化，對整個(gè)社會實(shí)行督教成為羅馬國教。消滅一切異教文化，對整個(gè)社會實(shí)行嚴(yán)酷的思想統(tǒng)治和愚昧政策，違背宗教的見解受到懲罰。嚴(yán)酷的思想統(tǒng)治和愚昧政策，違背宗教的見解受到懲罰。圣經(jīng)的語句具有法律效力。古希臘學(xué)術(shù)終結(jié)。圣經(jīng)的語句具有法律效力。古希臘學(xué)術(shù)終結(jié)。 經(jīng)院哲學(xué)時(shí)代經(jīng)院哲學(xué)時(shí)代（11111515世紀(jì)）：經(jīng)院哲學(xué)是

38、以理論形式世紀(jì)）：經(jīng)院哲學(xué)是以理論形式裝扮起來的為封建統(tǒng)治階級服務(wù)的官方哲學(xué)。經(jīng)院哲學(xué)所進(jìn)裝扮起來的為封建統(tǒng)治階級服務(wù)的官方哲學(xué)。經(jīng)院哲學(xué)所進(jìn)行的一切論證均以圣經(jīng)詞句作為出發(fā)點(diǎn)和終極真理，根本無行的一切論證均以圣經(jīng)詞句作為出發(fā)點(diǎn)和終極真理，根本無視經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，敵視對自然界進(jìn)行科學(xué)研究。代表人物視經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，敵視對自然界進(jìn)行科學(xué)研究。代表人物托馬托馬斯斯 阿奎那阿奎那（1226122612741274）將亞里士多德的學(xué)說神話，使其成）將亞里士多德的學(xué)說神話，使其成為不可侵犯的權(quán)威。反叛代表為不可侵犯的權(quán)威。反叛代表培根培根。 到到1717世紀(jì)，法國科學(xué)家伽桑狄世紀(jì)，法國科學(xué)家伽桑狄（1592-1

39、655)1592-1655)重新發(fā)現(xiàn)和重新發(fā)現(xiàn)和傳播了原子論。傳播了原子論。他們的研究與傳播對道爾頓建立科學(xué)的原他們的研究與傳播對道爾頓建立科學(xué)的原子論作了必要的準(zhǔn)備和中介。子論作了必要的準(zhǔn)備和中介。1.1.畢達(dá)哥拉斯學(xué)派畢達(dá)哥拉斯學(xué)派 認(rèn)為天體的形狀是認(rèn)為天體的形狀是球形球形，天上應(yīng)該有，天上應(yīng)該有1010個(gè)天體，當(dāng)中是個(gè)天體，當(dāng)中是中心火團(tuán)，中心火團(tuán)，1010個(gè)天體圍繞中心火團(tuán)做同心圓周運(yùn)動，恒星緊個(gè)天體圍繞中心火團(tuán)做同心圓周運(yùn)動，恒星緊系在天的最高圓頂。系在天的最高圓頂。1010個(gè)天體到中心火團(tuán)之間的距離同音階個(gè)天體到中心火團(tuán)之間的距離同音階之間的音程具有同樣的比例關(guān)系，以保證之間的音程

40、具有同樣的比例關(guān)系，以保證“星球的和諧星球的和諧”，奏出奏出“天體的音樂天體的音樂”。天體必須作均勻的圓周運(yùn)動的假設(shè)，一直控制天體必須作均勻的圓周運(yùn)動的假設(shè)，一直控制著天文學(xué)的發(fā)展，直到開普勒為止。著天文學(xué)的發(fā)展，直到開普勒為止。2.2.柏拉圖學(xué)派柏拉圖學(xué)派 繼承和發(fā)展了畢達(dá)哥拉斯學(xué)派對科學(xué)美的追求。繼承和發(fā)展了畢達(dá)哥拉斯學(xué)派對科學(xué)美的追求。他認(rèn)為他認(rèn)為，天體必須沿著完美的圓形軌道作均勻有序的運(yùn)動，或者沿，天體必須沿著完美的圓形軌道作均勻有序的運(yùn)動，或者沿著復(fù)合的圓周運(yùn)動。其學(xué)生著復(fù)合的圓周運(yùn)動。其學(xué)生歐多克斯歐多克斯(Eudoxus,前前409-前前355)和和亞亞里士多德里士多德提出了同心

41、球?qū)幽Ｐ停簹W多克斯假設(shè)了提出了同心球?qū)幽Ｐ停簹W多克斯假設(shè)了26個(gè)同心球個(gè)同心球，亞里士多德發(fā)展到，亞里士多德發(fā)展到56個(gè)個(gè)，地球?yàn)檫\(yùn)動中心。，地球?yàn)檫\(yùn)動中心。之后的之后的希帕克斯希帕克斯(Hipparchus,前前161-前前126)又發(fā)展了又發(fā)展了偏偏心輪和本輪心輪和本輪均均輪體系輪體系。例：例： 從地球上看，金星總是在太陽從地球上看，金星總是在太陽方向的方向的2 2( (=48=48) )角度范圍內(nèi)，從角度范圍內(nèi)，從不遠(yuǎn)離太陽，并且有時(shí)亮有時(shí)暗一些不遠(yuǎn)離太陽，并且有時(shí)亮有時(shí)暗一些。赫拉克利特根據(jù)這一事實(shí)，設(shè)想它。赫拉克利特根據(jù)這一事實(shí)，設(shè)想它們沿軌道繞日運(yùn)轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生亮度的變們沿軌道繞日運(yùn)轉(zhuǎn)

42、，并產(chǎn)生亮度的變化?；?地心說體系最終由希臘晚期亞歷山大城的數(shù)學(xué)家、天文地心說體系最終由希臘晚期亞歷山大城的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家學(xué)家托勒密托勒密（Ptolemaeus,Ptolemaeus,約約9090168168）發(fā)展和完善：他用）發(fā)展和完善：他用8080個(gè)輪來解釋天體的運(yùn)動，與實(shí)測數(shù)據(jù)符合的較好。后來被宗個(gè)輪來解釋天體的運(yùn)動，與實(shí)測數(shù)據(jù)符合的較好。后來被宗教利用來宣傳教義，流行了教利用來宣傳教義，流行了14001400多年。多年。 問題：隨著觀察數(shù)據(jù)的增多和觀察水平的逐漸提高，解問題：隨著觀察數(shù)據(jù)的增多和觀察水平的逐漸提高，解釋天體運(yùn)動的圓還在增加，顯然這和釋天體運(yùn)動的圓還在增加，顯然這和“

43、簡單美簡單美”相矛盾。相矛盾。5.太陽中心說太陽中心說 阿里斯塔克阿里斯塔克（Aristarchus,約公元前約公元前310前前230）：）：他在所寫的他在所寫的太陽和月亮的大小與距離太陽和月亮的大小與距離(On the Sizes and Distances of the Sun and Moon)一書中提出：太陽是宇宙的中心，地球和一書中提出：太陽是宇宙的中心，地球和行星都圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，地球每年繞太陽轉(zhuǎn)一周，又每天自轉(zhuǎn)行星都圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，地球每年繞太陽轉(zhuǎn)一周，又每天自轉(zhuǎn)一周。因?yàn)楹阈蔷嚯x我們太遠(yuǎn)，其視差太小，我們看不出來一周。因?yàn)楹阈蔷嚯x我們太遠(yuǎn)，其視差太小，我們看不出來，所以看起來恒星在

44、遠(yuǎn)處不動。由于這一思想遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)，所以看起來恒星在遠(yuǎn)處不動。由于這一思想遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)時(shí)的天文學(xué)和力學(xué)的知識水平，所以不為當(dāng)時(shí)的人們所接受時(shí)的天文學(xué)和力學(xué)的知識水平，所以不為當(dāng)時(shí)的人們所接受，并長期受到教會的壓制。，并長期受到教會的壓制。一一 力學(xué)知識力學(xué)知識1.1.亞里士多德的力學(xué)研究亞里士多德的力學(xué)研究 關(guān)于空間：關(guān)于空間：他認(rèn)為空間即意味著不動。并提出了空間位他認(rèn)為空間即意味著不動。并提出了空間位置的相對性，如置的相對性，如“同一位置可以是右也可以是左，可以是上同一位置可以是右也可以是左，可以是上, ,也可以是下。也可以是下?！?但他認(rèn)為宇宙有限和天球以外是空虛的。但他認(rèn)為宇宙有限和天球

45、以外是空虛的。 關(guān)于時(shí)間：關(guān)于時(shí)間：他認(rèn)為時(shí)間就是描述運(yùn)動的數(shù)。他說他認(rèn)為時(shí)間就是描述運(yùn)動的數(shù)。他說“時(shí)間是時(shí)間是使運(yùn)動成為可以記數(shù)的東西使運(yùn)動成為可以記數(shù)的東西”“”“我們不僅用時(shí)間計(jì)量運(yùn)動，也我們不僅用時(shí)間計(jì)量運(yùn)動，也用運(yùn)動計(jì)量時(shí)間，因?yàn)樗麄兪窍嗷ゴ_定的用運(yùn)動計(jì)量時(shí)間，因?yàn)樗麄兪窍嗷ゴ_定的”。他認(rèn)為時(shí)間不同。他認(rèn)為時(shí)間不同于運(yùn)動，運(yùn)動有快有慢，而時(shí)間的流失則是均勻的。于運(yùn)動，運(yùn)動有快有慢，而時(shí)間的流失則是均勻的。 強(qiáng)迫運(yùn)動強(qiáng)迫運(yùn)動指借助外力進(jìn)行的運(yùn)動，撤去外力，運(yùn)動停止指借助外力進(jìn)行的運(yùn)動，撤去外力，運(yùn)動停止。物體的運(yùn)動速度與施加的外力成正比，與在介質(zhì)中受到的阻。物體的運(yùn)動速度與施加的外力

46、成正比，與在介質(zhì)中受到的阻力成反比。力成反比。 對拋體運(yùn)動的解釋對拋體運(yùn)動的解釋: :自然界害怕虛空自然界害怕虛空, ,填補(bǔ)空虛推動物體填補(bǔ)空虛推動物體. . 對自由落體速度越來越快的解釋對自由落體速度越來越快的解釋：物體越接近其天然位置：物體越接近其天然位置, ,其奔向傾向就越強(qiáng)；上方空氣柱的重量越來越重等。其奔向傾向就越強(qiáng)；上方空氣柱的重量越來越重等。 自然運(yùn)動自然運(yùn)動是是指由于物體在指由于物體在“內(nèi)在目的內(nèi)在目的”的支配下尋找的支配下尋找其其“天然位置天然位置”的運(yùn)動，與物質(zhì)所含元素有關(guān)，如重物的垂的運(yùn)動，與物質(zhì)所含元素有關(guān)，如重物的垂直下落和輕物豎直上升。含土元素的重物的天然位置在地心

47、直下落和輕物豎直上升。含土元素的重物的天然位置在地心，由火元素構(gòu)成的輕物的天然位置在天空等。，由火元素構(gòu)成的輕物的天然位置在天空等。物體越重，下物體越重，下落就越快；物體越輕，上升就越快。落就越快；物體越輕，上升就越快。 意義：意義：亞里士多德能夠擺脫神的意志，并能形成一套自亞里士多德能夠擺脫神的意志，并能形成一套自圓其說的體系，在當(dāng)時(shí)是有非常重要意義的。在科學(xué)史上，圓其說的體系，在當(dāng)時(shí)是有非常重要意義的。在科學(xué)史上，他是一個(gè)重要的開拓者，盡管其許多觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，但其歷他是一個(gè)重要的開拓者，盡管其許多觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，但其歷史作用不可否定。史作用不可否定。啟啟 明明 之之 光光: : 二二. .

48、古古 希希 臘臘 時(shí)時(shí) 期期 的的 物物 理理 進(jìn)進(jìn) 展展故事故事1)1)銅鏡燒船銅鏡燒船: :在保衛(wèi)在保衛(wèi)敘拉古敘拉古免受羅馬海軍攻擊的戰(zhàn)斗中，阿基免受羅馬海軍攻擊的戰(zhàn)斗中，阿基米德利用杠桿技術(shù)制造了遠(yuǎn)、近距離的投石機(jī)攻擊敵艦，米德利用杠桿技術(shù)制造了遠(yuǎn)、近距離的投石機(jī)攻擊敵艦，并用滑輪組把敵艦的船頭拉倒。據(jù)說阿基米德讓婦女用銅并用滑輪組把敵艦的船頭拉倒。據(jù)說阿基米德讓婦女用銅鏡組成一面聚光鏡燒戰(zhàn)船上的帆，浸了油的繩與桅桿和帆鏡組成一面聚光鏡燒戰(zhàn)船上的帆，浸了油的繩與桅桿和帆都燒起來了。都燒起來了。17471747年，法國科學(xué)家布韋為了驗(yàn)證這一情況，用年，法國科學(xué)家布韋為了驗(yàn)證這一情況，用36

49、0360面面鏡子，拼成一個(gè)大凹鏡，燒灼了鏡子，拼成一個(gè)大凹鏡，燒灼了7070米外的木堆。米外的木堆。2)2)豪言：豪言：傳阿基米德在敘拉古的王宮曾以這樣的豪言評價(jià)杠傳阿基米德在敘拉古的王宮曾以這樣的豪言評價(jià)杠桿的作用桿的作用: :“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動地球給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動地球”。3)3)鑒定王冠：鑒定王冠：傳阿基米德在洗澡時(shí)發(fā)現(xiàn)了鑒定王冠的純金成傳阿基米德在洗澡時(shí)發(fā)現(xiàn)了鑒定王冠的純金成分的方法，并在國王和大臣面前進(jìn)行了表演。分的方法，并在國王和大臣面前進(jìn)行了表演。意義：意義：阿基米德的力學(xué)研究方法具有阿基米德的力學(xué)研究方法具有“一般一般”的意義。阿基的意義。阿基米德在提出了著名的浮

50、力定律和杠桿原理的過程中所采用的米德在提出了著名的浮力定律和杠桿原理的過程中所采用的公理化方法公理化方法-將實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)推理結(jié)合起來將實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)推理結(jié)合起來，成為近代甚至現(xiàn)，成為近代甚至現(xiàn)代物理學(xué)研究的重要方法之一。代物理學(xué)研究的重要方法之一。二二 光學(xué)知識光學(xué)知識希隆希?。℉eron,Heron,前前150150前前100100）：）：用光程最短原理論證了光的反用光程最短原理論證了光的反射定律。射定律。 光反射時(shí)通過的路程光反射時(shí)通過的路程SMSSMS比比任何其他的路程任何其他的路程SMSMS S都短。這都短。這個(gè)原則后來為個(gè)原則后來為費(fèi)馬費(fèi)馬(Fermat)(Fermat)所所發(fā)展。發(fā)展。應(yīng)

51、用：應(yīng)用： 阿里斯塔克阿里斯塔克：測量日地距離和月地距離之比；：測量日地距離和月地距離之比； 埃拉多塞埃拉多塞（約前（約前270270前前196196）測量地球周長等。）測量地球周長等。日日月月地地 由于當(dāng)時(shí)觀測條件的限制，在阿里由于當(dāng)時(shí)觀測條件的限制，在阿里斯塔克的計(jì)算中，數(shù)據(jù)誤差很大，但其研斯塔克的計(jì)算中，數(shù)據(jù)誤差很大，但其研究方法是正確的，驚人的。究方法是正確的，驚人的。2.2.埃拉多塞埃拉多塞( (公元前公元前270-270-公元前公元前196)196)：用三尺長的竹竿測地球周長：用三尺長的竹竿測地球周長埃及的尼羅河旁有兩個(gè)城市埃及的尼羅河旁有兩個(gè)城市賽恩賽恩和和亞歷山大亞歷山大。在塞

52、恩。在塞恩有一口很深的井，夏至那天，陽光會照到井底，而陽光同時(shí)有一口很深的井，夏至那天，陽光會照到井底，而陽光同時(shí)在亞歷山大對竹竿將有一個(gè)投影，我們可測出在亞歷山大對竹竿將有一個(gè)投影，我們可測出角，根據(jù)幾角，根據(jù)幾何關(guān)系可知，何關(guān)系可知，AOS=，OS=0A為地球半徑，則：為地球半徑，則：啟啟 明明 之之 光光: : 二二. . 古古 希希 臘臘 時(shí)時(shí) 期期 的的 物物 理理 進(jìn)進(jìn) 展展RLASR2 計(jì)算得：計(jì)算得：L39000千米千米 現(xiàn)在測量數(shù)據(jù)約為現(xiàn)在測量數(shù)據(jù)約為40000千米千米AS井井一一 阿拉伯人的物理成就阿拉伯人的物理成就 1.1.阿勒阿勒哈增哈增（9651038）著有著有光學(xué)全

53、書光學(xué)全書：研究了眼：研究了眼睛的結(jié)構(gòu)，如睛的結(jié)構(gòu)，如“網(wǎng)膜網(wǎng)膜”、“角膜角膜”、“玻璃狀體玻璃狀體”、“前前房液房液”等術(shù)語均出自于他。認(rèn)為視覺是光線從物體發(fā)出進(jìn)等術(shù)語均出自于他。認(rèn)為視覺是光線從物體發(fā)出進(jìn)入人眼所致；認(rèn)為光的入射線、反射線和法線都在一個(gè)平入人眼所致；認(rèn)為光的入射線、反射線和法線都在一個(gè)平面內(nèi)；研究了球面鏡、拋物鏡成像問題；正確解釋了太陽面內(nèi)；研究了球面鏡、拋物鏡成像問題；正確解釋了太陽、月亮在地平線附近看起來較大的原因、月亮在地平線附近看起來較大的原因。 2.2.阿勒阿勒哈茲尼哈茲尼（1212世紀(jì)人）世紀(jì)人）著有著有智慧秤的故事智慧秤的故事，可以，可以測量空氣中和水中物體的

54、重量測量空氣中和水中物體的重量, ,從而編出比重表；發(fā)現(xiàn)了水從而編出比重表；發(fā)現(xiàn)了水的比重隨溫度的不同而不同；發(fā)現(xiàn)空氣有重量，因而阿基的比重隨溫度的不同而不同；發(fā)現(xiàn)空氣有重量，因而阿基米德定律在空氣中也適用；指出大氣的密度與高度有關(guān)；米德定律在空氣中也適用；指出大氣的密度與高度有關(guān)；提出物質(zhì)的量與重量不同，兩者成正比關(guān)系；最早提出速提出物質(zhì)的量與重量不同，兩者成正比關(guān)系；最早提出速度的概念：用路程與時(shí)間之比表示速度。度的概念：用路程與時(shí)間之比表示速度。二二 歐洲人的研究工作歐洲人的研究工作 阿拉伯在阿拉伯在8-98-9世紀(jì)開始大量翻譯希臘的經(jīng)典著作。從世紀(jì)開始大量翻譯希臘的經(jīng)典著作。從1010

55、世紀(jì)中葉開始，歐洲一些學(xué)者，世紀(jì)中葉開始，歐洲一些學(xué)者，將阿拉伯文的書翻譯成拉丁將阿拉伯文的書翻譯成拉丁文文。到。到1212世紀(jì)，翻譯活動形成了更高的浪潮。這種翻譯活動世紀(jì)，翻譯活動形成了更高的浪潮。這種翻譯活動為后來的文藝復(fù)興和科學(xué)革命準(zhǔn)備了學(xué)術(shù)上的重要條件。為后來的文藝復(fù)興和科學(xué)革命準(zhǔn)備了學(xué)術(shù)上的重要條件。 另一重要事件是另一重要事件是大學(xué)的建立大學(xué)的建立。12-1312-13世紀(jì)，在歐洲建立世紀(jì)，在歐洲建立了牛津大學(xué)了牛津大學(xué)(1168)(1168)、劍橋大學(xué)、劍橋大學(xué)(1209)(1209)、巴黎大學(xué)、巴黎大學(xué)(1253)(1253)和波和波倫亞大學(xué)；后來人們仿照這三所大學(xué)又建立了一些

56、大學(xué)，同倫亞大學(xué)；后來人們仿照這三所大學(xué)又建立了一些大學(xué)，同時(shí)在大學(xué)內(nèi)又相繼成立了一大批專門的學(xué)院，這些學(xué)院對中時(shí)在大學(xué)內(nèi)又相繼成立了一大批專門的學(xué)院，這些學(xué)院對中世紀(jì)晚期學(xué)術(shù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。世紀(jì)晚期學(xué)術(shù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。羅吉爾羅吉爾培根培根（約（約1214-12941214-1294） 英國人，是英國人，是1313世紀(jì)杰出的科學(xué)家。大膽同迷信、反動世紀(jì)杰出的科學(xué)家。大膽同迷信、反動教會作斗爭，是近代自然科學(xué)的先驅(qū)。他提倡：教會作斗爭，是近代自然科學(xué)的先驅(qū)。他提倡：倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方法研究自然倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方法研究自然 他是當(dāng)時(shí)唯一旗幟鮮明地主張科學(xué)實(shí)驗(yàn)的人。通過實(shí)驗(yàn)他是當(dāng)時(shí)唯一旗幟鮮明地主張科學(xué)實(shí)驗(yàn)

57、的人。通過實(shí)驗(yàn)培根發(fā)現(xiàn)了火藥的成分；發(fā)明了暗室；用光線在雨滴中的折培根發(fā)現(xiàn)了火藥的成分；發(fā)明了暗室；用光線在雨滴中的折射解釋了虹的成因；提出用平凸透鏡制成望遠(yuǎn)鏡的設(shè)想；研射解釋了虹的成因；提出用平凸透鏡制成望遠(yuǎn)鏡的設(shè)想；研究過蒸汽的作用，并預(yù)言可以造出不用人力漿的航船，不用究過蒸汽的作用，并預(yù)言可以造出不用人力漿的航船，不用馬拉的自動行駛的車，以及能在天上飛行的裝置等。馬拉的自動行駛的車，以及能在天上飛行的裝置等。重視對數(shù)學(xué)的研究重視對數(shù)學(xué)的研究 實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合是近代物理學(xué)產(chǎn)生的重要支實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合是近代物理學(xué)產(chǎn)生的重要支柱。這種方法在西方始于阿基米德，經(jīng)培根提到原則的高度

58、柱。這種方法在西方始于阿基米德，經(jīng)培根提到原則的高度，預(yù)示著近代科學(xué)即將誕生。，預(yù)示著近代科學(xué)即將誕生。 培根的思想遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了他的時(shí)代，并寫了很多著作。由培根的思想遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了他的時(shí)代，并寫了很多著作。由于培根的科學(xué)思想為當(dāng)時(shí)的教會所不容，在教會的嚴(yán)格監(jiān)視于培根的科學(xué)思想為當(dāng)時(shí)的教會所不容，在教會的嚴(yán)格監(jiān)視下，培根在巴黎寺院里生活了下，培根在巴黎寺院里生活了1010年，后來又被關(guān)進(jìn)監(jiān)獄年，后來又被關(guān)進(jìn)監(jiān)獄1414年年之久，出獄后兩年便與世長辭。他的主要著作之久，出獄后兩年便與世長辭。他的主要著作大著作大著作、小著作小著作、第三著作第三著作等也沒有流傳，只有其中一小部等也沒有流傳，只有其中一小部分

59、以手抄本的形式保留下來。分以手抄本的形式保留下來。第五節(jié)：亞里士多德的物理學(xué)第五節(jié)：亞里士多德的物理學(xué)1.1.亞里士多德（亞里士多德（希臘，約公元前希臘，約公元前384-384-公元前公元前322322）: : 出生于希臘北部的一個(gè)城邦，出生于希臘北部的一個(gè)城邦，1818歲進(jìn)入柏拉圖學(xué)園歲進(jìn)入柏拉圖學(xué)園 ，并在此學(xué)習(xí)和工作了并在此學(xué)習(xí)和工作了2020年之久。柏拉圖死后，亞里士多德年之久。柏拉圖死后，亞里士多德離開了學(xué)園，不久到了馬其頓，任宮廷教師，約在公元前離開了學(xué)園，不久到了馬其頓，任宮廷教師，約在公元前342342年，他成為王子亞力山大的私人教師。公元前年，他成為王子亞力山大的私人教師。公

60、元前335335年，年，又回到雅典，創(chuàng)辦了呂克昂學(xué)園。亞里士多德的研究很廣又回到雅典，創(chuàng)辦了呂克昂學(xué)園。亞里士多德的研究很廣泛，建立了一個(gè)龐大的理論體系，被稱為泛，建立了一個(gè)龐大的理論體系，被稱為“學(xué)術(shù)理論帝國學(xué)術(shù)理論帝國”。他系統(tǒng)研究了邏輯學(xué)、政治學(xué)、論理學(xué)、文學(xué)、天文。他系統(tǒng)研究了邏輯學(xué)、政治學(xué)、論理學(xué)、文學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等，著述甚豐，據(jù)說上千卷，包括學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等，著述甚豐，據(jù)說上千卷，包括形而上學(xué)形而上學(xué)、物理學(xué)物理學(xué)、論理學(xué)論理學(xué)、工具篇工具篇等。等。被稱為古希臘思想史上的被稱為古希臘思想史上的“百科全書百科全書”。在科學(xué)領(lǐng)域里起在科學(xué)領(lǐng)域里起著奠基性的作用。著奠基性