中国古代物理学贡献【课题研究】

中国古代物理学贡献【课题研究】

榆中县恩玲中学课题研究论文

高一十五班第五组

中国古代物理学贡献

专业：物理

学生姓名：杨文浩、马晓智、丁梓雪等

指导教师：任德鑫

完成时间：2020年1月1日

古代中国的物理学贡献

学校：榆中县恩玲中学

课题组：高一（15）班第5组

组长：杨文浩

成员：丁梓雪、石丽琼、马子超、马晓智、王伟鑫、王亚婓、岳慧媛、裴小红、吴霞、张清清、罗飞、杨凯丽、陈隆、金仁忠、强德珍

指导老师：任德鑫

研究时间：2012年3月——2012年6月

摘要：

物理，古人云“事物的道理”，为历代大儒名宦所重。古代中国人不仅记述了许多物理现象，发现了一些物理规律或定理，尚有饱含物理知识的诗词歌赋传世。本文展现了中国古代科学在物理学方面的概貌。中国古代物理学可与西方同一时期相比的有力学与光学两个分支；在电磁学和热学方面，中国取得了远胜于西方的成就；在声学，特别是在乐律方面更是成绩卓著。

关键词：中国、古代、物理学、贡献

正文：

在古代，物理则与日常生活息息相关。依据生产技术和社会形态以及科学著作诞生年代，选择具有代表性的跟物理学有关的记载，介绍中国古代物理学发展概况.

1、远古到西周(公元前770年以前)

人类从会用火到石器时代.又从石器时代过渡到青铜时代，西周时代手工业

特别发达，出现了“百工匠”；如造车轮的“轮匠”，造车轴的“轴匠”，造箭的“矢匠”等。在这些手工技术中有丰富的物理学知识，但人们没有认识。

2、奴隶社会向封建社会过渡期(公元前770年—前221年)

此时期对物理学知识有了系统研究和论述，主要著作有:《墨经》和《考工记》等.对力、热、光等都有论述。

2. 1力学方面

《墨经》最早对力下了定义：“力荆之所以奋也”.意思是力是使物体运动状态改变的原因.《墨经》第114. 116条对时间和空间最早作出了正确定义:“宇或徒，说在长宇久”；“行修以久，说在先后。”意思是说物体位置改变是空间随着时间自近而远的持续增长。“墨经”还最早论述了“杠杆原理”和“浮体平衡原理”。《论衡.状留篇》中的:“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾。" “任重，其进取疾速，难矣。”意即在一定外力条件下，较重的物体运动较慢，其开始运动和加快运动也难。《论衡》中:“古之多力者、身能负荷千钧。手能决角伸钧，使之自举，不能离地”。最早提出系统的内力不能使物体运动的结论。

2. 2热学方面

《考工记》中：“凡铸金之状，金(铜)与锡；黑蚀之气竭，黄白次之;黄白气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之.然后可铸也。”是我国最早对温度的认识，这段大意是在熔炼金属过程中，根据物体颜色判断物体冷热程度。

《论衡》中:“云雾、雨之徽也，夏则为露，冬则为霜，温则为雨，寒则为雪，雨露冻凝者，皆由地发，不从天降也。”的论述是世界上最早分析一年四季物态变化形成的原因。《论稀 .寒温篇》中的论述:“夫近水则寒，近火则

温，远则渐微。何则?气之所加，远近有差也”。是世界上最早对热传导的论述。

2. 3磁学方面

春秋末期(约公元前5世纪)《管子·地数篇》有：“山上有慈石，其下有铜金"。约公元前239年的《吕氏春秋·精通》中有：“慈石召铁，或引之也”.这是世界上最早对磁现象的认识。

2. 4光学方面

《论衡·率性篇》中:“取火于天，五月丙午日中之时，消炼五石(五石可能指石英石)。铸以为器，磨砺生光，仰以向日，则火来至。”《淮南万毕术》载道:削冰为圆，举以向日，以艾承其影，则火生”。以上说明用透镜聚光取火，即叫“阳隧”。《淮南万毕术》中的“取大镜高悬，盛水盆于其下，则见四邻矣”记述了我国最早创制的开管式潜望镜。

《墨经》著作中有八条对几何光学的专门论述，这八条主要论述了:光的直进性和小孔成像，平面镜反射及成像，球面镜成像。

小孔成像

2.5声学方面

我国古代很早就对共振现象有记述，公元前3世纪—4世纪的《庄子》一书就记载了调瑟时发生的共振现象。这种基音与泛音共振现象的发现比西方早得多，欧洲直到15世纪才由达·芬奇首次进行共振实验。《墨子·备穴篇》还记

述了共振现象的具体应用：在城墙根下每隔几米，挖一个坑，坑内埋置容量为70升—80升的陶瓮，瓮口蒙上皮革。若有敌人挖地道攻城，可以根据各陶瓮声响情况，确定敌人挖掘的位置和方向。

3、从秦、汉到隋唐五代(公元前221年—公元960年)

这个时期制造了许多大型复杂机械：西汉初的指南车和记里鼓车；张衡(78年—139年)的浑天仪和地动仪:毕岚的“翻车”(即龙骨水车)和名为“渴乌”的虹吸管；(公元2世纪)唐僧一行梁令珑的水运浑仪。(公元725年)此时期主要科学代表著有：东汉王充(27年—约79年)所著的《论衡》，东汉（25年—220）年的《淮南万毕术》。

3. 1力学方面

《论衡.状留篇》中的：“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾。”“任重，其进取疾速，难矣。”意即在一定外力条件下，较重的物体运动较慢，其开始运动和加快运动也难。《论衡》中:“古之多力者、身能负荷千钧.手能决角伸钧，使之自举，不能离地。”最早提出系统的内力不能使物体运动的结论。

是世界上第一架测验地震的仪器。中国东汉时期天文学家张衡于汉顺帝阳嘉元年（132）制成，候风地动仪用精铜制成，直径2.7米，其外形像一个大型酒樽。地动仪里面有精巧的结构，主要为中间的都柱（相当于一种倒立型的震摆）和它周围的八道（装置在摆的周围的8组机械装置）。在樽的外面相应地设置8条口含小铜珠的龙，每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。如果发生较强的地震，都柱因受到震动而失去平衡，这样就会触动八道中的一道，使相应的龙口张开，小铜珠即落入蟾蜍口中，由此便可知道地震发生的时间和方向。