物理史1

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第一篇
古代物理学
------启明之光
第ห้องสมุดไป่ตู้章 中国古代的物理学萌芽
第二章 西方古代古代物理学进展
第一章
中国古代的物理学萌芽
第一节:物质本原思想
一元素与原子的观点
1.阴阳学说 2.五行思想 (3.原子的观点)
二 元气说
第二节:物理学知识的积累
一.力学 四.电磁学 二.热学 五.声学 三.光学 六.天文学
2.五行思想
五行:金、木、水、火、土五种基本物质或元素。“水曰 炎上,木曰曲直,金曰从革,土爰稼穑。”(《尚书· 洪范》) 构成:世界万物皆由上述五种元素构成。“以土与金、木、 火、水杂,以成百物”(《国语· 郑语》)。 相互关系:相生与相克: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。 发展:五行说的起源早于“太极”和 “道” ,在殷末已普遍流传;春秋战国时期, 五行说与阴阳说相结合,形成了阴阳五行说, 形成了五行相生相克的关系。宋代以后,五行 作为由太极到万物的中间环节,被容纳于宇宙 生成体系之中。宇宙由太极而生,太极生出阴 阳,阴阳生出五行,五行相互作用,生出男女 及世间万物。 和西方比较:古希腊的四根说,古印度的四大说,无金。
二 元气说
1. 概述:中国古代的哲人们期望着将世界万物本源归结为一 种统一的物质,认为世界应该是由一种连续分布于整个空间 的物质所构成,而不像“五形说”是各种元素的组合。在 “道”和“太极”的思想指导下,逐渐形成并发展成为在中 国古代自然观中重要的、占主流地位的“元气说”。 春秋战国时期,老子认为由最高范畴的道生出阴阳二气, 进而产生万物。庄子继承和发扬老子的学说,提出“通天下 一气”的思想。战国末期的荀(xún)况也指出气是构成万 物的基本元素。 元气说在春秋战国时期出现,在汉代逐渐成熟,经过唐、 宋得到相当大的发展,明末清初达到高峰。由汉代的王充、 唐代的柳宗元和刘禹锡为代表,形成了“元气自然论”;由 宋代张载和明末清初的王夫之为代表形成了“元气本体论”。
概况
在古代,无论是古希腊还是中国,都谈不上有“物理 学”。当时人们还不可能自觉地、系统地运用实验方法, 也不可能通过严密的逻辑推理和数学形式进行科学的概括, 使之成为完整的知识体系。但这一阶段仍是物理学形成和 发展的先导和渊源。是物理学发展的孕育和萌芽时期。 在中国,自夏、商、西周起,随着手工技术的发展, 物理知识开始积累。春秋战国时期科学技术蓬勃发展,中 国古代物理学开始形成 ;秦汉时期,形成一个发展高峰; 宋元时期达到鼎盛。至此,在西方近代科学诞生之前,中 国的科学技术在各个领域都居世界领先地位。明末至清初 以后,科学和科学技术的发展逐渐落后于西方,这一时期, 西方物理知识开始向中国输入。
认为:阴阳的对立统一运动,是自然界一切事物发生、发 展、变化及消亡的根本原因。是自然界一切事物运动变化的固 有规律。阴阳的对立和消长是宇宙的基本规律。 阴阳学说的基本内容包括阴阳对立、阴阳互根、阴阳消 长和阴阳转化四个方面。
“阴阳有序、整体和谐”是世间的最佳状态,也 是事物稳定的基本保证。
《周易》以阴阳的范畴为基础,说明天地变化及各种现
八卦则是其形式化和符号化:--为阴,——为阳,分
别称作‘阴爻(yá o)’和‘阳爻’,阴爻和阳爻的组合构成四 象: 22
四象和阴阳的组合再生八卦:乾、坤、震、撰、坎、离、艮 (gè n)、兑。 23
《周易》是以阴(阴爻--)、阳(阳爻—)为基本单位而 形成的一种对事物的理论性把握。阴与阳二单位的不同组合 形成八卦,将八卦中之任意两卦叠合即形成六十四卦。每卦 有六爻,共组成384爻。八卦的卦、爻、位之间,有复杂的关 系,64卦的卦象变化和爻数就更加复杂,它反映了事物之间 错综复杂的相互关系。在易学中,事物的性质即由阴与阳所 占整体成份之多少及阴阳空间相对位置关系所决定。
3.元气说的局限、以太和场
元气学说注重物质连续与不连续的相互统一,强调事物间 的相互联系和相互转化。符合自然界的真实变化,与自然本 性更接近。但元气说终究是一种思辩理论,没有实验、数学 等科学方法的配合,长期停留在推测、玄想阶段,致使中国 没有走上诞生近代科学的道路。
中国古代的气概念因为在理论上要泛化而更多脱离了自然 存在的一种物质形态的范畴,另一方面在抽象程度上又没能达 到哲学的高度。在具体运用中气的内涵也是可以在抽象的元气 与具体的空气间漂移。尽管也被中国古人用来解释自然现象, 但在中国的文化中,气更多地成为了自然哲学层次的概念而不 是物理学层次的概念。
2.“元气说”的主要思想
①气是充满整个宇宙 客观存在的物质,是万物本原。 王充在《论衡》中说:“天地,含气之自然也。”《论 衡• 谈天》,“天地合气,万物自生”《论衡• 自然》。 王充(27-约97):东汉时期的唯物主义哲学家和进步 思想家,创立了以气为基础的元气自然论。主要著作有《论 衡》,共30卷,85篇,涉及力学、声学、光学、热学、电磁 学等多方面的知识,是我国中古时期的一部百科全书。 ②气有聚散两态,太虚为气,气形转化
张载(1020~1077,宋):“太虚者,气之体…形聚 为物,形溃反原”《正蒙• 乾称》 王夫之(1619~1692,明末清初):“虚空者,气之量, 气弥沦无崖而希微不形,则人见虚空而不见气。凡虚空者, 气也。聚则显,显则人谓之有;散则隐,隐则人谓之无。” 《张子正蒙注•太和》。
③气分阴阳,永远处于运动变化之中 ④物质不灭思想 王夫之《张子正蒙注•太和》:气“散而归于太虚,复其 氤氲之本体,非消灭也。聚而为庶物之生,自氤氲之常性, 非幻成也”“聚散变化,而气本体不为之损益。”;“车薪 之火,一烈而尽,而为焰,为烟,为烬,木者仍归木,水者 仍归水,土者仍归土,特希微而人不见者。”;“一甑 (zeng)之炊,湿热之气,蓬蓬勃勃,必有所归;若盖严密, 则郁而不散。”
第一节:物质本原思想 一.元素与原子的观点
1. 阴阳学说
阴阳是中国古代哲学的一对范畴。阴阳的最初涵义是表 示阳光的向背,向日为阳,背日为阴。 后来,又给它赋予了一定的意义,把自然界和社会上一 切对立的现象抽象为阴阳,用阴阳概念来解释自然界两种对 立和相互消长的物质势力,用来解释天文气象、四季变化、 万物兴衰等自然现象。 如气候的寒暖,方位的上下、左右、内外,运动状态的 躁动和宁静,以及天地、男女、昼夜、君臣、夫妻等。 阳代表积极、进取、刚强、上升、温热、明亮、雄性、 太阳等阳性和具有这些特征的事物; 阴代表消极、退让、柔弱、下降、寒冷、晦暗、雌性、 月亮等阴性和具有这些特征的事物。
象:“易有太极,是生两仪;两仪生四象,四象生八卦” (《易经· 系辞上》)。意思是:宇宙的的本原是‘太极’ (物质的原始状态),太极生出天地(阴阳),天地生出四 时(春、夏、秋、冬),再生出‘八卦’(天、地、山、泽、 水、火、风、雷)。 白纸称为无极,画上一个圆圈, 称为无极生太极(宇宙),中间一条 曲线分成黑白两个部分,称为太极生 两仪,中间的曲线表示了阴阳的相互 运动和相互转化。黑白两个半球中各 有一个与之颜色相反的小圆圈,称为 阴阳子,表示阴中有阳,阳中有阴。
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