中国古代物理学贡献【课题研究】

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中国古代对物理学的贡献

一、中国古代对力学的研究力学知识起源于古代人对自然现象的观察和生产劳动中的实践经验，并逐步发展为生产技术和初步的自然哲理，这在东西方古代都是如此。

在我国古代，手工工艺技术成果远比经验性的理论总结突出得多，这是中国古代对力学研究的主要特点。

从时间来看，大体可分为春秋战国、两汉、宋明三个高潮。

（1）春秋战国时期（公元前770〜前221年）公元前316年，蜀守李冰修建都江堰，“正面取水，侧面排沙”，其飞沙堰工程巧妙地利用了弯道环流，说明当时测河水流量、了解泥沙规律等水力学知识及水利工程已有相当的水平，成都平原二千多年来始终受益。

传为齐人著的《考工记》，是记录我国古代农具、兵器、乐器、炊具、酒具、水利、建筑等古代手工艺规范的专著，现存版本中如《裘氏》、《筐氏》、《雕氏》等篇内容已散佚。

其中惯性现象的记述［”马力既竭，螭（zhou,指车辕）犹能一取焉”］,车轮大小与拉力的关系（轮太低，马总是像上坡一样费劲），箭羽影响箭飞行速度的关系（“后弱则翔，中强则扬，羽丰则迟”），检验木料强度的经验方法［如“置而摇之，以视其蜗（yudn,蠕动程度）］,“横两墙间，以视其槎之均”，“横而摇之，以视其劲”），以及堤坝设计的经验尺寸等，都反映了我国当时的生产技术水平和经验知识水平。

与《考工记》几乎同时的《墨经》，则进一步得出一些初步的力学哲理（如“奋”、“衡”、“本”、“标”、“重”、“权”等），给力下了比较科学的定义：“力，刑（形）之所以奋也。

”可惜这一形成科学的抽象思维进程在后世没有顺利继续下去。

这一时期是以记录与积累生产经验为主，也形成了初步哲理。

（2）两汉到五代时期（前206〜960）简单机械逐渐发展为精巧的或大型的联合机械，如张衡的水运浑天仪、候风地动仪，西汉未巧工丁缓（公元1世纪）的“被中香炉”是世界上已知最早的常平支架，祖冲之（429〜500年）的水磨等等。

隋代造船业已很发达，如隋炀帝的龙舟已高40尺,宽50尺，长200尺。

研究物理学中的历史发展与突破

研究物理学中的历史发展与突破物理学作为一门研究自然界基本规律的科学，其历史发展与突破在人类文明进程中起到了至关重要的作用。

从古至今，物理学经历了数个重要的历史时期，不断推动着人类对自然的认识和技术的进步。

本文将系统地探讨物理学的历史发展与突破，并分析其对科技与社会的影响。

一、古代物理学的发展与突破人类对物理学的探索可以追溯到古代文明时期。

在古希腊，许多著名的哲学家如亚里士多德和柏拉图提出了各自对物质构成和自然规律的理论。

在中国，古代科学家如张衡和沈括也做出了重要的贡献。

亚里士多德的“形而上学”理论是他对物理学发展的重要贡献之一。

他认为物质是由四种元素（土、火、水、气）组成的，每个元素都具有不同的性质和特征。

这种观点在很长一段时间内影响了人们对物质构成的理解，对后来的科学发展产生了深远影响。

古代中国的科学家张衡则在物理学领域有着重要的突破。

他发明了浑天仪，这是一种用于观测星体运行的仪器。

浑天仪的发明为后来的天文学和导航学的发展奠定了基础，同时也促进了人们对自然规律的认识。

二、近代物理学的发展与突破近代物理学的发展可以追溯到17世纪的科学革命。

当时，伽利略、牛顿等科学家通过实验和观察，提出了许多革命性的理论和定律，为物理学的发展打下了基础。

其中，牛顿的力学定律和万有引力定律是物理学中的重要突破。

通过这些定律，人们开始理解物体运动的规律，并能够准确地计算天体间的引力作用。

随着科学技术的不断进步，电磁学成为近代物理学的重要分支。

法拉第、麦克斯韦等科学家的研究为电磁学的发展提供了重要的理论基础。

特别是麦克斯韦提出的电磁场方程组，揭示了电磁波的存在和传播规律，为无线通信和电子技术的发展创造了条件。

三、现代物理学的发展与突破20世纪是物理学发展史上的一个重要时期，也是现代物理学的高峰。

量子力学和相对论的提出，是20世纪物理学中的两大突破。

量子力学是以普朗克和玻尔等人的研究为基础，奠定了微观世界的物理学基础。

量子力学的提出打破了经典物理学的局限，揭示了微观粒子的奇特性质和行为规律。

为中国物理学发展的各个阶段都做出了积极的贡献

为中国物理学发展的各个阶段都做出了积极的贡献中国物理学的发展可以追溯到古代的天文学和医学等领域。

但是，真正系统性的物理学研究始于19世纪末20世纪初，经历了几个重要的阶段，并取得了一系列重要的成就。

以下将从这几个阶段以及相应的贡献进行介绍。

首先，19世纪末20世纪初是中国现代物理学发展的起点。

这一时期，中国开始引进西方的物理学知识，并积极进行研究。

这一时期中国物理学的发展，主要得益于一些在国外学习过的优秀学者的贡献。

比如，著名的物理学家吴有训，他在德国留学期间系统地学习了物理学的基础知识，并带回了许多重要的实验设备和仪器。

他将西方的物理学知识和理论引入中国，并研究了光电效应等重要的物理现象，为中国物理学的发展奠定了基础。

接着，进入20世纪第一个阶段，中国物理学迎来了一个重要的起步时期。

这个时期，中国的物理学研究逐渐走上了独立自主的道路，并培养了一批优秀的物理学家。

其中，中国的核物理学研究取得了巨大的突破，成为中国物理学发展的重要里程碑。

1954年，在中国科学院成立的物理研究所，通过在北京反应堆上的实验，成功地获得了第一颗原子弹。

此后，中国物理学家又在核电能、粒子物理和天体物理等领域进行了一系列重要的研究。

这些研究推动了中国在核能领域的发展，并为国家的安全和发展做出了重要的贡献。

在20世纪50年代到70年代，中国进入了一个倡导实用主义的时期。

物理学的研究主要以国家的需求为导向，瞄准了一些实际应用问题，如半导体材料、光学仪器和电子技术等。

这一阶段，中国的物理学研究取得了一系列的重要成果。

1960年，中国物理学家设计并成功地制造了第一台核磁共振成像仪器，为医学领域的研究和诊断提供了重要的工具。

此外，中国的半导体材料研究和器件制备方面也取得了显著的进展，并为中国电子工业的发展奠定了基础。

到了20世纪80年代，中国进入了一个重视基础研究的阶段。

这一时期，中国的物理学家开始回归基础科学的研究，并在此基础上进行了大量的探索和创新。

研究性学习课题选题

研究性学习课题选题（供参考）语文研究性学习参考课题1、初高中语文学习内容衔接及教学方式的适应和学习方式的试探2、语文与生活3、传统节日和文化生活4、古典诗词的主题意象研究5、成语典故的特点及运用6、酒文化或茶文化研究7、古代史书中的侠客形象8、校园文化及特征9、略论网络文学的优略10、风俗探讨（主如果社会生活风俗中的某一种风俗的产生、发展及文化内涵的研究）11、《红楼梦》中的主要人物及其性格特征的探讨12、中学生有阅读名著的必要吗13、今世校园言语文化及其影响原因14、韩寒现象透视15、中国古代礼仪研究16、学习古文能给咱们带来什么17、略论网络文学的好坏18、我校学生课外阅读的偏向19、《红楼梦》中金陵十二钗命运分析20、初探灵石方言文化21、走近孔子——感受“仁”者情怀22、走近《论语》——却说“君子”与“小人”23、浅谈《论语》关于做人的问题24、聆听先贤的教诲——三省吾身25、聆听先贤的教诲——交友26、孔子论学习方式27、网络文学对中学生的影响28、中学生早恋现象的心理探讨数学研究性学习参考课题1、田径比赛中的数学2、产品包装中的数学3、音乐与数学4、银行存款利息和利税的调查5、气象学中的数学应用问题6、解三角形在日常生活中的应用7、如何开发解题智慧8、交通设施中的数学科学9、气象学中的数学应用问题10、投资人寿保险和投资银行的分析比较11、以“养老金”问题谈起12、有关屋子粉刷的预算13、购房贷款决策问题14、日常生活中的悖论问题15、对灵石一中门前车流量的统计及道路设计16、计算器的利用对高中生数学计算能力的影响17、余弦定理在日常生活中的应用18、关于数学知识在物理上的应用探索19、如何计算一份试卷的难度与区分度20、中国体育彩票中的数学问题21、以"养老金"问题谈起22、数学的发展历史23、解承诺用题的思维方式24、如何存款最合算25、数学中的黄金分割26、通信网络收费调查统计27、数学中的最优化问题28、出租车车费的合理定价英语研究性学习参考课题1、中西餐桌文化的比较2、英语色彩的“颜”外之意3、西方节日的由来4、广告英语的特点5、修辞手法在英文写作中的运用6、饮食英语7、标志英语8、色彩在英语学习的背后故事9、英文广告说明书与英语学习10、中英美人之间的交际习惯11、日常交际用语的利用及理解12、灵石县旅游景点英语导游词13、学生英语学习日记成长撰写14、英语歌曲鉴赏15、虚拟语气的错误归因及对策研究16、电子词典对现代高中英语教学的影响17、英语交际中的非语言行为18、英语颜色词语与心理情绪19、英语中的性别语言20、趣味英语搜集21、英诗赏析22、英语学习中性别不同23、阅读方式与英语学习效果物理研究性学习参考课题1、温度对水的折射率的影响2、各类汽车加速性能的对比研究3、观察分析自行车上增加和减少摩擦的做法4、刹车时车轮被抱死的利与弊5、影响拔河输赢的因素6、调查灶具的演变7、刀中的力学知识8、玻璃幕墙的光污染与预防9、运用物理知识研究影响推铅球成绩的因素10、弹性材料的弹性研究11、估测高压锅内的水温12、研究弹簧环子的周期和小球质量的关系13、古代中国的物理学贡献14、生活中的电磁辐射15、物体从不同高度下落，所受空气阻力的大小关系16、水流速度研究18、电阻的测量19、本地地磁场强度的测定20、本地重力加速度的测定21、探讨各类家用电器铭牌的含义22、电动自行车行驶安全隐患的研究23、电热灭蚁器24、节能台灯与生活空间25、双联开关的多种接法26、钢筋散布中的力学知识27、开关的升级换代28、土壤的力学结构29、电话幅射的调研30 、中学物理实验中的打点计时器的原理与制作31 、魔术演出中物理知识32、研究影响滑动摩擦的因素33、菜刀上的力学知识34、高中物理学习困难调查35、男女生对高中物理的学习不同36、浅议物理作业在物理学习中的作用37、调查研究：家用电器的发展带来的安全问题38、古代中国的物理学贡献39、生活中的电磁辐射化学研究性学习参考课题1、酒精可燃与不可燃临界浓度的研究2、厨房里的化学3、食物中的化学4、手巾和餐巾纸利弊的研究5、你以为喝什么水好（如.纯净水.自来水.矿泉水.纯水及天然水等）6、鸡蛋中化学问题7、了解水垢的形成原理，调查本地域水成份并提出快速除去水垢的方式。

揭秘中国古代的物理学研究

揭秘中国古代的物理学研究中国古代的物理学研究在科学史上占据重要地位，其独特的理论和实践成就对后世科学的发展产生了深远影响。

本文将为你揭秘中国古代的物理学研究，并探讨其在科学史上的地位和贡献。

1. 历史背景与起源中国古代物理学的研究可以追溯到先秦时期，这一阶段的物理学主要集中在自然哲学的范畴。

诸子百家中的墨子、荀子等人都对宇宙、运动、光学等问题进行了深入的探讨。

不过，最具代表性的著作要属《墨经》和《荀子》中的相关章节。

2. 力学研究古代中国力学研究的重要代表是《墨经》中的《墨子·墨翟下》。

其中，墨子提出了许多力学的基本理论，如增力、减力、偏斜力、浑然合一等思想。

这些理论成为后世物理学研究的基石，对中国古代的机械工程和战争科技有着深远的影响。

3. 光学研究中国古代光学研究的杰出代表是《墨经·墨子翟上》。

墨子在其中提出了反射、折射等光学现象的解释，并开创性地提出了"光行直线"的观点。

这一理论在光学研究领域有着深远的影响，成为后世光学实验和仪器的基础。

4. 声学研究中国古代声学研究也具有独特的特色。

《墨经·墨子翟上》中提出了音乐的"和"与"不和"的概念，探讨了音乐和声音对人心理、情感的影响。

此外，中国古代的钟鼓制作和音律学等方面的研究也与声学有着密切的联系。

5. 热学研究古代中国的热学研究主要包括火的传播、风的起源和恶劣天气现象等。

《墨经·墨子翟上》中的《火食世》一章提到了火的热传导机制以及风的形成原因。

这些研究为后世热学研究提供了理论基础。

6. 仪器与实验中国古代物理学研究离不开精巧的仪器和实验。

早在古代，中国就发明了许多仪器，如日晷、赤道仪、地动仪等，用于观测天文、测定时间和方位等。

此外，诸多实验也为古代物理学的研究提供了实证依据。

7. 影响与贡献中国古代物理学的研究对科学史产生了重要的影响与贡献。

其理论体系和实践经验为后世科学家提供了借鉴和启示。

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：2021年4月29日特别发达，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"。

中国古代对物理学的贡献—力学（一、二）

中国古代对物理学的贡献—力学（一、二）中国古代对物理学的贡献之——力学(一）“您的阅读就是对我最好的赞赏”我们在初中、高中物理学习中看到的大多数是外国人名。

难道中国人对物理学就没有贡献吗？古代中国人对物理学做出了多大的贡献？且听我慢慢分解。

春秋战国时期墨翟（亦称墨子，约为前479年—381年）对于力学的研究。

墨子一身兼具科学家、技术家、和工匠，其弟子也多为来自社会下层的手工业者。

墨家学派和追随者都经常参加各种劳动，使得他们有条件对经验知识进行理论上的思考和总结，总结出其中的规律，有意识地开展了一些科学观察和实验活动，并形成了自己的科技思想。

这些思想和活动被记录在《墨经》中。

墨翟是中国物理学史上第一个给“力”定义的学者，《墨经·经上》记录了墨子关于“力”的定义：“力，刑【形】之所以奋也。

”意为，力是驱使物体运动的原因。

不但比古希腊哲学家亚里士多德(公元前384~前322)他认为“认为物体的运动是靠外力支持的”正确，而且还要早几十年。

他举例说，把重物由下向上举起，是由于有力的作用。

他关于“动”与“止”的描述，认为“动”是由于力推的结果，而“止”则是物体经一定时间后自行达到的运动状态。

不过墨子并没有明确引入阻力的概念。

《墨经·经上》记载有墨子的学说：“止，以久也”（力可以让运动长久静止下来）、“止，无久之不止”（静止是没有时间的运动）。

“合与一，或复否，说在拒”（相反的力合而为一时会产生对抗）。

这些事实表明，墨子已经表达了后来牛顿运动学和动力学的一些基本思想。

而这一思想比牛顿早近两千年。

中国古代对物理学的贡献之——力学（二）我们在初中、高中物理学习中看到的大多数是外国人名。

难道中国人对物理学就没有贡献吗？古代中国人对物理学做出了多大的贡献？且听我慢慢分解。

墨子同时指出物体在受力时会产生反作用力。

比如中国古代发明的许多玩具，秦朝就有的蟠螭灯，灯燃鳞甲皆动，之后发展成“走马灯”。

唐代出现的烟火类玩物、宋朝的“火箭”，利用燃料燃烧后再向后喷射出来产生的反作用力，以推动物体朝前发射而“上天”，当之无愧地成为近代航天技术的最原始“老祖宗”。

古代中国的物理学贡献

古代中国的物理学贡献
大家好，今天我们来说一下古代中国对物理学的贡献。

古代中国的物理学可以追溯到先秦时期。

《尚书》中记载了黄帝利用压缩空气制作蒸汽娱乐的例子；《周礼》也记载了使用杠杆的方法搬运货物。

而《墨子》中还有机械运动理论的探讨。

这些与物理学有关的内容是古代中国对物理学起步的标志。

春秋战国时期，人们对光学运动学有了更多的探讨和研究。

《战国策》中就提出了“光速万里”的观点，还有一些学者对镜面反射等光学现象有所了解。

在汉代，董仲舒提出了“天人感应”和“天为大、地为小”的天人观，这对后来的物理学研究具有重要的指导作用。

唐代是中国物理学的一个辉煌时期。

冯诺依曼曾评价道：“整个中世纪的欧洲仅有的几位真正大的科学家，如皮萨和阿拉贡，仅是中国数学和物理学的翻译，其中最重要的工作，就是牛顿第三定律。

”在这个时期，我们的民族英雄郎肃丛创立了五行学说，提出了许多物
理学理论。

他认为宇宙由五大元素组成，即水、火、木、金、土，这种对自然界的认识对后来的物理学有很大的启示作用。

明清时期，王船山深入探讨了阴阳学术，这在一定程度上推动了物理学的发展。

著名数学家牛栋临床实践发明了“出人意料”的四种近似计算法，成为后来数学和物理学的辅助工具。

总的来说，古代中国对物理学的贡献非常丰富。

虽然与现代物理学相比，我们的先辈们的成就显得有些局限，但它开创了中国物理学的基础和传统，是我们学习和发展物理学的宝贵财富。

[精品]中国古代物理学

[精品]中国古代物理学中国古代物理学是一种引人入胜的学科，它在中国历史上有着悠久的传统和文化积淀。

在古代帝王时代，物理学的研究是由官员和科学家来处理的，并且在后来的时代中，也有很多知名的学者致力于研究物理学，从而对中国科学发展做出了重要的贡献。

中国古代物理学的历史可以追溯到2300多年前的战国时代，那个时候，人们已经开始探索自然现象的本质和规律。

当时各诸侯国之间的竞争，促进了科学技术的发展，物理学研究也随之得到了快速发展。

当时的著名学者铁齿铜人先生，提出了“物之不灭，名为巨万，物之天然，名为真，物之可见，名为形”的理论，奠定了物质守恒定律的基础。

经过几百年的发展，中国古代物理学理论体系日趋完备，形成了一系列学派和流派，比如儒家、道家、墨家和阴阳家等。

这些学派对于物理学的理论和研究取向都有着不同的观点和做法，但是不可否认的是，它们都在一定程度上推动了物理学的发展。

儒家学派认为，物质的规律是不变的，而人的行为却是可以改变的。

因此他们重视人的道德教育和行为规范，认为“和、敬、忠、信、节、廉”是人必须遵守的准则。

这种观点在当时的中国社会中非常流行，因此被广泛被接受。

同时，在物理学方面，他们还提出了“天地万物之体皆有气”，认为气是物质存在的基本元素之一。

相对于儒家学派的强调人的道德素养，道家学派则更加关注自然规律和生命本质。

道家认为，自然界的本质是相互联系的，而存在于自然界中的万物都有一种范式性，如神知道万物的本质和规律。

因此，建立在道家哲学基础上的物理学也更加关注物理现象产生的背景和内在规律。

墨家学派则更加重视实践和应用。

他们认为，只有把知识转化成实践，才能让它变得更加有价值。

因此，他们致力于研究和发展一些实用的工具和科技，如力学，量角器和角度悬挂器等。

阴阳家则是在儒家、道家、墨家和其他流派的基础上发展起来的。

他们认为，自然现象是相互关联的，这些现象可以通过各种参数来描述和计算。

因此，他们通过研究参数之间关系的变化，建立了各种数量的变换关系，并形成了一系列关于自然现象的规律和定理。

中国古代物理学贡献【课题研究】

古代中国的物理学贡献一、问题提出中华古典文化博大精深，古代物理学更是领先世界，那么古代中国对世的物理学巨大贡献都有哪些?让我们追寻前辈的步伐，走进神秘的古代物理学殿堂。

二、研究目的通过小组分工与合作，收集整理有关古代物理学贡献的资料，进行交流与分析，最终以报告的形式呈现，在增强对物理学兴趣的同时培养团队合作精神。

三、研究过程1.进行开题讨论，明确每人兴趣，进行小组分工。

2.收集资料过程中进行信息交流，互帮互助解决收集资料遇到的困难。

3.资料收集完毕后，由老师主持开题报告会，小组成员讨论研究报告的具体细节。

4.小组成员合作，完成研究报告的草稿。

5.老师对报告草稿进行批阅，提出改进意见。

6.小组成员再分工，完成研究报告。

7.举行经验交流会，小组成员交流报告心得。

四、研究成果古代中国的物理学贡献不可胜数，比如喷水鱼洗、指南针、游标卡尺、常平架、地动仪等等。

1.喷水鱼洗震盆有双耳，大小如脸盆，盆底绘有四条鱼，鱼与鱼间刻有四条清晰的《易经》河图抛物线。

只要在盆内加一半水，然后用手轻摩双耳，盆中刹那间就会波浪翻滚，汹涌澎湃，然后涌出四股二尺许高的喷泉，并发出易经中念震卦六爻的音响。

喷水鱼洗2.世界上最早的游标卡尺公元初年，王莽变法改制，制作了一种铜卡尺。

它长14．22厘米，分固定尺和活动尺两部分。

尺的正面刻有寸、分等刻度。

从原理、性能、用途看，这个游标卡尺同现代的游标卡尺十分相似，但它比西方科学家制成的游标卡尺早1700多年。

铜卡尺3.常平架装置公元4世纪前成书的《西京杂记》记载了长安工匠丁缓发明的被中香炉。

当将香炉中的檀香木块点燃后，可以把香炉随便放进被子里，不仅不会烧坏被子，连香炉灰也不会撒出来。

奥妙在于炉内有一种叫“常平架”的装置，它由内外两个金属环组成，两环用转轴联结，外环又通过另一转轴与外架联结。

这种常平架装置在近代航海磁罗经、电罗经上有广泛应用。

欧洲直到16世纪才出现常平架装置，比中国晚了1600多年。

中国古代物理学古代物理学的探索与发现

中国古代物理学古代物理学的探索与发现中国古代物理学的探索与发现中国古代物理学发展历程悠久，早在古代先贤时期，中国人民就开始探索自然界的奥秘。

通过对天文、力学、光学等领域的研究，他们逐渐积累了丰富的知识和经验，为后世的科学研究打下了坚实的基础。

本文将从古代的物理学发现出发，探讨中国古代物理学的探索过程。

一、天文学的发展天文学作为古代一门重要的自然科学，对人们认识宇宙以及日常生活都产生了巨大的影响。

早在古代，中国人就开始观测天象，记录星体运行轨迹，逐渐积累了有关星体运动定律的知识。

例如《周髀算经》中详细记载了太阳、月亮和五大行星的运动周期，揭示了古代天空中天体的有序运动规律。

此外，古代中国科学家还发现了天体与地球的引力相互作用。

在《天文归趣编》中，张衡提出地心引力的观点，并较为准确地计算了地球的半径。

这些发现为后来的物理学研究奠定了基础，并对之后欧洲科学家的研究产生了积极影响。

二、力学的突破古代中国的力学研究早在公元前4世纪的战国时期就有了显著进展。

墨子学派的杨朱和赵乾独立提出了相对运动的观点，指出物体相对发生运动时，不存在绝对参照系。

这一理论对后世牛顿力学的发展起到了重要的启示作用。

杨朱还研究了自由落体运动的规律，并提出了“物非留”观念，强调物体的运动是源于自身的本性，而不受外力的影响。

他的研究为后来的物理学奠定了坚实的基础，对于力学学科的发展产生了重要影响。

三、光学的探索中国古代物理学家还致力于探索光学领域的奥秘。

在古代，中国人就开始研究光的传播和折射现象。

著名的科学家沈括在《梦溪笔谈》中提到，光线在不同媒质中传播时会发生折射，这是对光学折射定律进行早期的描述。

此外，中国的科学家还在光学方面做出了其他重要的贡献。

例如《大明会典》记载了王夫之研究光学问题的成果，他观察到光在气泡中传播时会发生散射现象，并提出了光散射的概念。

这些早期的光学研究为之后的科学家提供了重要参考，推动了光学研究的不断发展。

综上所述，中国古代物理学的探索与发现在多个领域都取得了显著的成果。

古代中国的物理学贡献

古代中国的物理学贡献
古代中国在物理学方面有许多重要的贡献，以下是其中几个方面的介绍：
1. 静力学
古代中国对静力学的研究非常深入，早在春秋战国时期，墨子就提出了“墨子定理”，即“同斜面上的重量，按其比例相对地平线之长，而按比例相对斜线之长也”。

这个定理可以用来解决物体在斜面上的平衡问题。

此外，三国时期的张衡还发明了“天平”，可以精确地测量物体的重量。

2. 力学
在力学方面，中国古代也有很多重要的贡献。

著名的《九章算术》中就有关于平衡杆问题的讨论，这是力学中最简单的问题之一，但却是解决其他复杂问题的基础。

此外，宋代的沈括还发明了“沈氏砂仪”，可以测量物体的密度和比重。

3. 光学
中国古代对光学的研究也相当深入，早在东汉时期，张衡就提出了“光行直”的观点。

唐代的玄宗时期，僧人顾炎武还发明了“几何学”，可以用来解决光线的反射和折射问题。

明朝的徐光启还发明了“弧形反光镜”，可以将光线聚焦到一个点上。

4. 热学
古代中国对热学的研究也非常重要，宋代的沈括在《梦溪笔谈》中就提出了“火有五性”、“火气浮上”等观点。

明代的徐光启也研究了火的传导问题，并发明了“热计”，可以测量物体的热量。

总的来说，古代中国在物理学方面的贡献非常重要，对于现代科学的发展有着深远的影响。

物理研究性学习课题

物理研究性学习课题1、节能灯的节能探究2、噪声的危害和测定3、古代中国的物理学贡献4、家用电器的维修方法探讨5、物理习题中的近似估算法初探6、物理情景与模型7、高中物理实验中学生心理障碍种种调查8、高中生学习心态的调整9、生活与物理10、应用蚊子对不同频率声音的反应制作电子驱蚊器11、自行车中的物理原理12、男女生对高中物理的学习差异13、高中物理学习困难调查14、制作小水气压计测山高15、粉笔的改进和粉尘消除16、家用电器的发展带来的安全问题17、菜刀上的力学知识18、估测高压锅内的水温19、太阳能的利用20、研究影响轮胎上摩擦力的因素21、节能台灯与生活空间22、简易地震记录仪的设计制作23、电磁辐射在工农业和医学上的应用24、摩托车手的手套的原理及制作25、载人航天站的生态平衡26、仿生学在物理中的应用27、多媒体电教室的灯光设施28、建设你在月球上的家29、电视、电脑视保屏的防辐射功能30、诺贝奖中的物理学家的共性31、手机幅射的调研32、足球场上的力学知识33、身高与体重比列探究34、十大物理学难题困扰世界35、风力发电36、气象卫星37、中学物理实验中的打点计时器的原理与制作38、几何画版在物理习题中的应用39、紫外线的预报40、近视眼镜的检测41、高压锅的秘密42、潜望镜里的望远镜43、寻找牛顿的足印44、伽利略的研究艺术45、地电流变化与地震46、高速公路“ 弹簧路”在原因及防治47、星星之路--天空中的圆周运动48、地心说和日心说49、魔术表演中物理知识50 、双星运动的机制和黑洞的发现51、从占星术到天文学52、近现代科技、教育与现代化进程53、移动电话对人体的影响54、影响太阳辐射能的因素55、太空太阳能电站56、海水盐度差能57、太阳能源之谜58、物理最佳思想在实际中的应用59、高科技物理在生活中的应用60、超导现象及其应用61、月相的观察62、土壤的力学结构63、冷热牛奶放置冰箱的观测64、近视产生的原因及预防65、钢筋分布中的力学知识66、指纹识别学说初探67、全新设计的超轻型电动遥控模型飞机68、车上睡觉不舒服怎么办 ?69、哈哈镜成像原理浅析70、楼道灯声控开关的研制71、三线插座判别仪72、纳米技术及应用73、射线的应用与防护74、微波炉的演变75、核能的利用76、小刀、菜刀、斧头中的力学知识77、磁卡和IC卡78、家用热水器的原理、使用、安装79、实验室力、热、声、光、磁、原仪器的性价比调查80、卫生间革命中的现代科技81、玩具中的科学原理及改进82、家电发展史及其发展前景83、家庭安全及防盗措施84、居家装璜中的灯光设计85、研究涡轮喷气发动机工作原理86、对几列永动机的剖析87、测定家用电器的电功率88、初中物理教师与高中物理教师共性与个性89、航天技术的新发展90、日光灯的启辉器91、调查常见家用热水器的原理、使用面及优缺点92、探究热水瓶内所盛开水的多少与保温性能的关系93、估测人体输出功率的大小94、电磁波治病的奥秘95、静电对人体及动物机体的效应的研究96、红外线与电动按摩97、电磁波与健康98、氖泡在日常生活中的应用99、研究模型火箭的发射技术100、多用表的设计与制作101、小制作：研制“水火箭”102、小制作：研制“自动称米机”103、体育运动中的力学104、研究影响轮胎上摩擦力的因素105、估测高压锅内的水温106、研究弹簧振子的周期和小球质量的关系107、菜刀上的力学知识108、调查研究：灶具的演变109、调查研究：高中物理学习困难调查110、调查研究：男女生对高中物理的学习差异111、调查研究：家用电器的发展带来的安全问题112、太阳能的利用113、调查研究：古代中国的物理学贡献114、计算机的储存介质115、粉笔的改进和粉尘消除。

中国古代物理贡献

个人研究过程构筑物理学大厦的物理学巨匠，除了少数几个，如杨振宁，李政道外，竟然基本上没有中国人。

的确，中国在近代落后了。

西方自文艺复兴后，思想得到解放，科学蓬勃发展，科学的发展促进经济的发展，经济的发展又促进科学的进步。

中国此时却在做着“天朝上国”的梦，闭关锁国，与外国很少来往，不了解世界的发展情况，渐渐落后，最终被世界列强的火炮打开国门。

在科学的发展中，一个很明显的对比是，哥伦布、麦哲伦的环球航行促进科学的发展，而郑和的下西洋却是为了宣扬中国皇帝的威望。

但是，中国古代对物理学的发展作出的贡献是不可否定的。

在我国古代，手工工艺技术成果远比经验性的理论总结突出得多，这是中国古代对力学研究的主要特点。

从时间来看，大体可分为春秋战国、两汉、宋明三个高潮。

（1）春秋战国时期（公元前770～前221年）公元前316年，蜀守李冰修建都江堰，“正面取水，侧面排沙”，其飞沙堰工程巧妙地利用了弯道环流，说明当时测河水流量、了解泥沙规律等水力学知识及水利工程已有相当的水平，成都平原二千多年来始终受益。

（2）两汉到五代时期（前206～960）简单机械逐渐发展为精巧的或大型的联合机械，如张衡的水运浑天仪、候风地动仪，西汉未巧工丁缓（公元1世纪）的“被中香炉”是世界上已知最早的常平支架，祖冲之（429～500年）的水磨等等。

隋代造船业已很发达，如隋炀帝的龙舟已高40尺，宽50尺，长200尺。

李春主持建造的河北洨河赵县安济桥（公元595～605年），跨度最大（37.02米），弧度最浅（拱矢高7．23米），至今1300多年，下沉水平差只有5厘米，说明实用结构力学发展的水平。

浮力的利用甚多，如：浮桥的建造[唐李吉甫：“以船为脚，竹篾亘（横贯。

）之”，“架黄河为之”]；东晋僧人惠远在庐山造莲花漏作为记时工具：“取铜叶制器，状如莲花，置盆水之上，孔底漏水，半之则沉”，即莲花漏由孔底进水到一半时就逐渐下沉，“每一昼夜十二沉”，非常巧妙。

古代中国物理学成就与当今物理教学

ห้องสมุดไป่ตู้
古代中国物理学成就与当今物理教学
杨全成
（阳工业大学辽阳校区，辽宁辽阳１１０）沈１０３摘要：简要介绍古代中国在力学、光学、热学和电学等几方面的成就，并结合当今物理教学加以比较、分析，论述这些成就在目前物理教学中的启发与指导意义．关键词：古代；中国；物理学；＜经＞论衡＞墨；‘ 中图分类号：０ —０２４９文献标识码：Ａ文章编号：１００８—５８（０００ —０１ —０６８２１）２０７２
是直线行进的．
２．对球面镜的认识２
墨子对凹面镜、凸面镜成像的原理也进行了比较系统的研究，发现了凹面镜焦点的存在，并在＜经》中作了记载．墨 “ 鉴低，景－／而易，一大而正，说在中之外、内”． “ ” 表示深、凹之意；放在 “ Ｊ，低中之内得到的像是比物体大而正立的．虽然他仍把球心和焦点混淆在一起，但这些实验是世界上最早的光学实验，具有重大的科学意义．以上这些认识，代表了我国古代很高的认识水平，现在来看，这些实验仍具有很大的启发作用．在光学教学中应指导学生完成一些力所能及的实验，并且鼓励学生自己对实验结果进行描述和概括，从而提高学生的动手能力．

古代中国的物理学贡献

古代中国的物理学贡献组员：何梓瑜1小孔成像以墨翟为首的墨家、沈括、赵友钦和郑复光等人都作过小孔成像实验。

这使他们不仅掌握了有关知识，而且懂得了光的直线行进的性质。

《经下》：“景到，在午有端与景长，说在端。

”《经说下》：“景光之人煦若射。

下者之人也高，高者之人也下。

足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景于下。

在远近有端与于光，故景库内也。

”文中大意是，在小孔暗匣里所成的像是倒像。

光线相交午而过小孔；小孔与匣内屏的距离，小孔与物（或人）的距离是与像的大小变化相关的，而且孔愈小，像愈晰，（如图6-3）。

故云“景到，在午有端与景长，说在端。

”《经说下》文作了进一步解释和补充。

光线照人就像射箭一样笔直飞快，所谓“光之人煦若射”。

光发自下B 者，经孔O而向高处，成OB′；发自上A者之光，经孔O而向低处，成OA′。

故云“下者之人也高，高者之人也下。

”人或物AB在匣内成倒像，即B′A′，故云“景库内”。

2冰透镜早在汉代人们就发明了冰透镜并用它点火；这是中国独特的光学成就之一。

《淮南万毕术》写道：“削冷令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。

”对如何制造无气眼的冰透镜，清代郑复光在对其进行实验研究之后，特别指出了一种简易、巧妙的方法：将盛有热水的金属水壶底置冰块上旋转几回，冰透镜立即制成。

因为水壶外底往往是凹形的，则受热而化开的冰块就成凸形了。

在西方，直到17世纪，英国物理学家胡克才制造出冰透镜。

3漏壶漏壶有两种形式：泻水型和受水型。

我国最早的西汉青铜挈壶为泻水型漏壶，只有一把挈壶，出水口在壶底侧。

由于挈壶里水位不同时出水速度不同，后来又发展出受水型。

并逐渐由最初的两壶发展成多壶。

右图为根据唐朝吕才《历象汇编历法典》99卷刻漏图制作的四级漏壶。

4热胀冷缩与热应力的应用在公元前250年都江堰水利工程中的应用记载：“大滩江中，其崖崭峻不可凿，乃积薪烧之。

”这种增大热应力开凿巨石的记载很多。

总结：我国古代力学知识具有重视实用的价值取向，与工艺技术往往密不可分。

【高校与高等教育】中国古代的物理学成就

中国古代的物理学成就1️⃣ 引言：古代物理学的萌芽在中国悠久的历史长河中，物理学作为一门探索自然规律的学科，其思想与实践早在古代就已萌芽并发展。

不同于现代物理学的高度理论化和实验化，中国古代物理学更多地体现在生产、生活和哲学思考之中，形成了独具特色的物理学知识体系。

2️⃣ 力学与声学：实践中的智慧杠杆原理与简单机械：中国古代在农业、建筑等领域广泛应用了杠杆、滑轮等简单机械，如桔槔（一种利用杠杆原理提水的工具）的发明，不仅提高了生产效率，也体现了对力学原理的深刻理解。

声学应用：古代中国人在音乐、乐器制造中展现了高超的声学知识。

如编钟的发音原理，通过调整钟壁的厚度和形状，实现不同音高的发声，这是声学共鸣现象的巧妙应用。

此外，古人还利用回声进行测距，如《墨子·备穴》中记载的“声以候敌”的方法。

3️⃣ 光学与热学：自然现象的探索小孔成像与光的直线传播：早在《墨经》中，就有关于小孔成像的记载，这是人类对光的直线传播原理的最早认识之一。

通过小孔成像实验，古人不仅验证了光的直线传播特性，还探索了光与影的关系。

热学现象的观察：古代中国人对热学现象也有丰富的观察与记录，如《考工记》中描述的金属冶炼过程中的温度变化，以及利用热胀冷缩原理制作的乐器调音装置等，都体现了对热学规律的初步认识。

4️⃣ 磁学与电学：初步的探索与发现磁石的应用：中国古代对磁石的性质有较早的认识，并将其应用于导航、医疗等领域。

司南的发明，是世界上最早的磁性指南针，对于海上航行和地理探索具有重要意义。

静电现象的观察：虽然古代中国对电的认识较为有限，但已有对静电现象的观察和记录，如摩擦起电、雷电现象等。

这些观察为后续电学研究提供了宝贵的经验材料。

5️⃣ 总结：古代物理学的独特贡献中国古代物理学虽然未形成完整的理论体系，但在实践中积累了丰富的经验和知识，对后世物理学的发展产生了深远影响。

它不仅是古代科技文明的重要组成部分，也是全人类智慧的共同财富。

对古代物理的探究(其他类

古代物理学对人类认识自然界起到了启蒙作用，推动了科学技术
的进步。
古代物理学对哲学、数学等领域产生了深远影响，促进了人类文
明的发展。
古代物理学的一些理论和发现至今仍被广泛应用，如阿基米德浮
力原理、欧几里得几何学等。
古代物理学的错误与局限性
古代物理学受限于当时的观察手段和实验条件，一些理论和假设缺乏科学依据。
古代物理学与哲学相互影响，物理学理论的发展推动了哲学思考的深入，反之亦然。这种相互促进的关系在古代文明中尤为突出。
古代物理学的局限性
受限于技术手段和观测工具，古代物理学理论往往缺乏实证支持，难以通过实验验证。
古代物理学理论往往与哲学、宗教等观念交织在一起，不易分离。这在一定程度上影响了物理学理论的纯粹性和科学性。
古代机械中的物理学
简单机械
古代的杠杆、滑轮、斜面等简单机械，利用了物理学的原理，实现了重物的升降、拉紧和旋转等
操作。
水力机械
古代的水车、水磨等水力机械，利用水流的力量驱动机械转动，实现了农业灌溉、粮食加工等多
种功能。
热力学
古代的火炉、熔炉等设备，利用热力学原理，实现了对金属的熔
炼和加工。
古代医学中的物理学
针灸与物理
古代中医通过针灸刺激人体穴位，利用物理学的原理调节人体的气血流通，达到治疗疾病的目的。
药物与物理
古代的药物制备过程中，如炼丹术和制药术，利用物理学的原理对药物进行加热、冷却、研磨等操作，以实现药物的提取和纯化。
人体解剖与物理
古代对人体解剖的研究，有助于深入了解人体的生理结构和功能，为医学治疗提供理论支持和实践指导。
对古代物理的探究
目录
• 古代物理学的起源 • 古代物理学的主要理论 • 古代物理学的实践应用 • 古代物理学与现代物理学的对比 • 对古代物理学的评价与反思

对古代物理的探究(其他类

8世纪，王冰(唐代人)记载并探讨了大气压力现象。
• 虽然，我们的祖先在发展的过程中有无数多的发明，可是，限于篇幅，这里就只举几个例子吧。
• 这可是司南哟~《鬼谷子》中有“郑子取玉，必载司南，为其不惑也”的记载。其后的《韩非子》中也有“故先王立司南，以端朝夕”的记载。汉王充在《论衡》一书东中记有“司南之杓（勺子），投之于地（中央光滑的地盘），其柢（勺的长柄）指南”。这都体现了司南的指向性。（物理学中的“磁力”就体现在这）
小记
• 我们在探究的过程中还发现了这样一个问题，那就是中国古代物理学后来为什么没有取得更大的成就，我们总结经验，发表了一些议论……
• 其一：实用的传统成了过滤器中国封建社会提倡注重实用，这种重实用的习惯也反映在科学上。但科学的发展动力绝不只是为了实用，科学发展的动力是为了追求无矛盾性，是为了体系的自洽，宇宙的和谐。如仅仅为了实用的目的才去行动，可以说就不会有人类文明的产生。 • 其二：忽视理论适成了中断式的研究方式与实用传统相联系的另一个传统是忽视理论，人们在生产中对凡是能提高产量的措施就加以采用，从不去追究什么原因，就像学者只知记述生产实践中的经验，只满足于解决了实际问题；不继续研究，这种以描述性为特征的科学就不会有进展。
• 我国古代发明当然不只这么一点，可是如果要说肯定是说不完的，所以，古代的发明成就，就到这里吧，接下来，我们来看看古代的人们怎样运用物理方面知识的来建造奇妙的建筑吧！
回音壁：北京天坛公园内有个回音壁，对着墙上说话，即使声音很小，也能听清楚。且在天坛中心大喝一声，可以听见回声，这都是由于声音的反射而产生的。
公元前3世纪，古书《韩非子》记载有司南；《吕氏春秋》记有慈石召铁。公元前2世纪，刘安《前179—前122》著《准南子》，记载用冰作透镜，用反射镜作潜望镜，还提到人造磁铁和磁极斥力等。

论西汉刘安对中国古代物理实验的贡献

论西汉刘安对中国古代物理实验的贡献粟新华1 李良成21邵阳学院物理与电气信息工程系, 湖南邵阳, 422000 2邵阳职业技术学院湖南邵阳, 422000摘要：西汉刘安及其宾客在其所著《淮南子》、《淮南万毕术》中，荟萃了中国古代物理实验精华，其内容之新，数量之巨，范围之广，科学价值之高，均是史无前例的.文章列出了这些实验的主要内容，讨论了刘安对中国古代物理实验的贡献.关键词：刘安；《淮南子》；《淮南万毕术》；物理实验中图分类号：O4:092 文献标识码：Ａ刘安（前179-前122）,沛郡丰（今江苏丰县）人，西汉思想家、文学家，汉高祖之孙，袭父封为淮南王.据《汉书》载，刘安曾招致宾客术士数千人，集体编撰《鸿烈》（后称《淮南鸿烈》或《淮南子》）.是书有《内书》或《淮南内》21篇，《外书》或《淮南外》33篇，《中篇》8卷.此外，还著有《淮南王赋》19卷，《淮南王群臣赋》44篇，《淮南杂子星》19卷，《淮南诗歌》4篇，以及《离骚传》、《枕中鸿宝苑秘书》等.除《淮南内》外，其他著作已佚.我们所见到的《淮南子》，仅剩《淮南内》21篇，而《淮南万毕术》一书，是后人据《初学记》、《艺文内聚》、《太平御览》等书辑录的，系《鸿烈》中篇些许内容.对刘安的著作，历来评价甚高：“究天地之理，人间之事，帝王之道”；“博极古今、总统仁义、牢笼天地、弹压山川”.内容以道家自然天道观为中心，论述“达于道者，反于清静，究于物者，终于无为”，其间也夹杂神仙黄白之事和含雷吐火之术.千途万品，神奇莫与为例.本文仅从物理学角度，根据刘安记录的物理实验内容，探讨其对中国古代物理实验的贡献.1 汇集了中国古代物理实验的精华刘安的著作大多已佚，残留的著述中有关物理实验记载，数目之多是西汉前任何一本著作无法比拟的.范围涉及力学、热学、声学、电学、磁学、光学各个领域，荟萃了刘安所处年代物理实验的精华，科学价值极高.但这些实验常常和其他“方术”混和一起，记录不很完整.且多数实验不能重复，有的甚至无法鉴定它是否属于物理实验，或属于哪一类物理实验.如“盐能累卵” [1]、“老槐生火” [2]、“曾青起云” [3]、“鸿毛渡江” [4]、“甑瓦止枭鸣” [5]等等. 另外，有的实验，甚至是在论理时才被提出，我们只能从书中看到它的影子.如“衡之于左右，无私轻重” [6]（质量测量），“尺寸虽齐，必有诡” [7]（长度测量），“夫竹之性浮，残以为牒，束而投之水则沉，失其体也.金之性沉，托之于舟上则浮，势有所支也” [8]（浮力实验）等.因此，本文只能有选择地讨论.1·1 宥卮盛水《淮南子·道应训》载：“孔子观恒公之庙，有器焉, 谓之宥卮.孔子曰：‘善哉！予得见此器.’顾曰：‘弟子取水！’水至，灌之，其中则正，其盈则覆.”[9]宥卮，及宥座之器——一种放在座位旁边告诫世人“其盈则覆”的器具，最早文字记载见于《荀子》.三国魏经学家王肃（195～256）称它为欹器——倾斜的器具.因为它只在装有一定数量液体时才出现正立状态，其他情况下是倾斜的.可惜的是，当时的欹器实物并没有流传下来，而且连它的结构古书上也无记载.所以，历代不少学者只能根据书中的描述去考证、复制欹器.1921年，考古学家在河南渑池县仰韶村发现了一种尖底陶瓶，这是我国新石器时代（前5000～前3000）“仰韶文化”的产物,是当时河南渑池人专门用来提水的工具，陶腰有双耳，可穿绳索．空瓶重心在双耳之上，将它缒到河里，能自动倾倒让水入瓶，灌到六七成，瓶的重心降到双耳以下，瓶在水中自动扶正，这样提水时水不会洒出．若舀水时上下抽动绳索．使瓶全部浸入水中，这时瓶的重心位置就会上升到比空瓶重心更高的位置，将瓶提出水时，瓶会倾斜，并将水倒出一部分．所以，欹器重心位置在舀水过程中发生三次变化，即“虚则欹，中则正，满则覆．” [10]从物理学角度看，欹器的制作，巧妙地运用了定倾中心原理，是一种可研究物体稳定与物体重心位置变化有关的器具，它比陀螺玩具更加古老.1·2 木鸢游空“鲁般、墨子以木为鸢而飞之，三日不集.” [11]这段记载，材料源于《墨子》、《韩非子》.《墨子》载：“公输子削竹木为鹊，成而飞之，三日不下.” [12]《韩非子》云：“墨子为木鸢，三年而成.蜚一日而败.” [13]这些记录，说明我国春秋末期就有人发明了飞行器.这种飞行器结构怎样，飞行原理是什么，史料没有记载，从字面分析，可能是滑翔式木制鸟形飞行器.到了汉代，出现了用竹做框架，以纸糊之，以绳牵之，放之空中的“纸鸢”.五代时，李邺将这种飞行器装上竹笛，微风吹动竹哨，发出古筝般的声响，故取名为“风筝”.风筝曾是战争的武器.春秋时，“公输班为木鸢以窥宋城”，开创了用风筝作为战争侦察手段的先例.据《独异志》记载，公元549年，“候景围台城，简女作纸鸢，飞空告急于外”，搬救兵解围.明代有一种火器，叫“神火飞鸦”，它是一种鸦形风筝，内装炸药，投放敌人上空，以达军事目的.风筝也曾为科研之用，明代《蠡海集》中就有用风筝测风的实验记载.英国学者李约瑟称，中国是世上最早利用风筝进行气象科学研究的国家，并将风筝列为中华民族的重大科技发明之一.此外，还在2000年前，我国就有人用风筝“负人载物，超险阻而飞达，越川泽而空递”，弥补了“舆马之不能，舟楫之不逮”.至今，美国华盛顿国家航空和空间博物馆中，有一块牌子上醒目写着：“最早的飞行器是中国的风筝和火箭”.1·3 鸡子举飞《淮南万毕术》说：“艾火令鸡子飞.”注曰：“取鸡子壳然艾火，内空中，疾风高举，自飞去.”“取鸡子去其汁，然艾火，纳空卵中，疾风因举之飞.” [14]鸡子在空气中向上运动，原因何在？有两种解释.一、“浮升说”：在鸡蛋壳一端开一个小孔，将燃烧着的艾绒放进蛋壳中，使蛋壳内温度升高，气体膨胀向下排出，整个蛋壳比重减小，因而获得浮升力，蛋壳向上运动.二、“反冲说”：将蛋壳一端开孔，点燃艾绒置蛋壳中，壳内温度急剧上升，强烈气流从孔中喷出，蛋壳在壳外气流的反作用力作用下，飞向空中.如果不对其材料或方法进行改进，上述“浮升说”实验不会成功.有人计算表明，即使将鸡子壳内空气排净，鸡子所获得的浮升力也不足以使蛋壳浮升.但如果将鸡子改成很大而又很轻的鸡蛋壳状物体，实验能够成功.1783年11月，法国科学家蒙哥尔费兄弟发明载人热气球，他俩在天空中飘行了约25分钟，然后安全地降落在9公里外的地方，他们的实验，运用的是“浮升说”原理.按“反冲说”，蛋壳开孔应与艾绒直径一致，将燃烧着的艾绒插入蛋壳时能将蛋壳开孔堵住，这样手持艾绒另一端将蛋壳举起，实验能够获得成功.这个实验苏轼（1037～1101）也有过相似尝试（见下文）.古希腊学者西罗（62～150）发明的西罗球，就是利用空气的反作用力使之旋转的.总之，无论按“浮升说”还是按“反冲说”，“艾火令鸡子飞”实验原理成立，只要将实验材料或方法略作改动，“鸡子”就能起飞.刘安的大胆构想，可谓妙巧奇绝.1·4 方诸取水《淮南万毕术》说：“方诸取水. 方诸形若杯，无耳，以五石合治，以十二月壬子夜半作之以承，水即来.” [15]《淮南子·天文训》说：“方诸见月，则津而为水.” [16]《淮南子·览冥训》说：“方诸取露于月.” [17]何谓方诸，有不同说法.高诱说：“方诸，阴燧大蛤也，热摩令热，月盛时，以向月下，则水生.以铜盘受之,下水数皿.”许慎（约58～约147）说：“诸,珠也,方,石也.以铜受之,下水数升.”许叔重说：“方诸,五石之精,作圆器似杯，仰月则得水也.”由此可见，方诸可用不同材料制成，总之是一种对水不浸润的物体，其作用是于月下承露取水.为什么要于“月”下取水呢？原因有二.一、这符合阴阳学说.在我国古代，阴阳是配对的：“阳燧见日，则熯而为火.方诸见月，则津而为水.”，“阳燧取火于日. 方诸取露于月.”日为阳，月为阴，水对火. 阴燧对阳燧.二、既有月，必无云，地表没有隔热层，热量易于发散，气温易于下降.到了露点之下，露水容易得到，正所谓“露水起晴天”.这个实验，原本不是进行热学方面的研究.张岱（1597～1667）在《夜航船》中指出：“汉武帝建柏梁台，高五十丈，以铜柱置仙人掌，擎玉盘，以承云表之露，和玉屑服之，以求仙也.” [18]由于喝了“云表之露”能够成仙，所以研究“承露盘”的人也就越来越多.这样，人们研究用方诸取水，也就得到不少凝结方面的知识.刘安的记录，指出可通过凝结水蒸汽的方法从空中得到水的崭新途径.1·5 铜瓮雷鸣《淮南万毕术》说：“铜瓮雷鸣.”注曰：“取沸汤置瓮中，坚塞之，内于井中，则作雷鸣，闻数十里.” [19]这是人类最早的真空实验，结果有两种可能.一、若瓮壁较厚，将装有沸水的铜翁置于井中后，瓮内水面以上蒸气遇冷降温凝结，压强降低，瓮中水的沸点随之降低，水再次沸腾作响.二、若瓮壁较薄，当装有沸水的瓮进入井水以后，瓮内温度降低，压强减少，因瓮外受到水压和大气压的作用，瓮壁向内爆破，发出声音.上述两种情况，均要求瓮内应有能被压缩的空间，开水不能装得过多.为使声响较大，瓮应有较大容积.从高绣的注释来看，当时实验采用的应是第二种方法.“闻数十里”，声响很大，尽管是一种夸张，但用于第一种情况，似乎不太贴切.从史料上看，利用热造成低压，通过大气压力做功，这一设想导致了蒸汽机的产生.由此可见，“铜瓮雷鸣”实验设想的先进性.1·6 瑟声相应《淮南子·览冥训》说：“今夫调（弦）[瑟]者，叩宫宫应，弹角角动，此同声相和者也.夫有改调一弦，其于五音无所比，鼓之而二十五弦皆应，此未始异于声，而音之君已形也.” [20]《淮南子·齐俗训》说：“叩宫而宫应，弹角而角动，此同音之相应也.其于五音无所比，而二十五弦皆应，此不传之道也.” [21]上面引文，材料首见于《庄子·杂篇·徐无鬼》：“为之调瑟，废于一堂，废于一室，鼓宫宫动，鼓角角动，音律同矣.夫改调一弦，于五音无当也，鼓之，二十五弦皆动.” [22]这个实验是西周一个名叫鲁遽的人完成的.很明显，实验不仅演示了基音与基音之间的共振，同时也演示了基音与泛音之间的共振.到了北宋，沈括（1031～1095）又做了一个著名的“纸人共振”实验：“琴瑟弦皆有应声：宫弦则应少宫，商弦即应少商，其余皆隔四相应.今曲中有声者，须依此用之.欲知其应者，先调诸弦令声和，乃剪纸人加弦上，鼓其应弦，则纸人跃，他弦即不动.” [23]稍后，周密（1237～1298）也做了同样实验：“琴间指以一与四，二与五，三与六，四与七相应.今凡动第一弦，则第四弦自然而动，试以羽毛轻纤之物，果然.” [24]沈括、周密将纸人或羽毛轻纤之物贴在弦上，使实验现象变的更加明显和有趣.国外对共振实验的研究，是从十五世纪意大利达·芬奇开始的.到十七世纪，牛津的布耳和皮戈特才以所谓的“纸游码”实验来证明弦线的基音和泛音的共振关系.1·7 悬炭验湿《淮南子·说山训》云：“悬羽与炭，而知燥湿之气.” [25]《淮南子·天文训》云：“燥故炭轻，湿故炭重.” [26]羽毛和木炭比例多少？将它们悬挂在什么地方？刘安没有说明.后来，苏轼和颜师古作了解释.苏轼在《格物粗谈》中说：“炭与土等重悬室中，天将雨，则炭重.晴，则炭轻.” [27]这说明炭与羽（或土、铁）在测量前质量相等.颜师古注《前汉书·李广传》时，曾引用了三国人孟康的话：“《天文志》云：‘悬土炭也’，以铁易土耳.先冬夏至，悬铁炭于衡，各一端，令适停.冬，阳气至，炭仰而铁低；夏，阴气至，炭低而铁仰.以此候二至也.”引录中明确指出铁与炭是分别悬挂在天平两端的.由此可知，上述实验方法是；把两种质量相等而吸湿性不同的物体——羽毛和木炭，分别悬挂在天平两端，当空气湿度发生变化时，羽毛和木炭质量会发生变化，天平偏转，从而指出空气潮湿的程度.将羽毛和木炭分别挂在天平两端，用以测量空气中含水成分的多少，这一装置叫天平式湿度计，它是人类最早的天平式湿度计.同样的实验，N·德库萨于1440年、达芬奇于1490年才发明，他们都是试图以吸湿性物质的增量来确定空气湿度，但实验发明时间比我国晚1600多年.值得指出的是，《淮南子·本经训》云：“风雨之变，可以音律知也.” [28]用现代知识解释，就是大气湿度变化引起弦的张力变化.这段记录孕育着毛发试湿度计原理.众所周知，可作定量测定的第一支实用湿度计就是毛发湿度计，是由H·B·德索热于1783年发明的.可见，刘安对湿度计的研究是全面而深入的.1·8 梧木成云《淮南万毕术》云：“梧木成云.”注曰：“取梧木置十硕瓦中，气尽则云出”；“取十石瓦罂满水中，置桐罂中，盖之，三四日，气如云作.” [29]这是一次人工造“云”实验，实验演示了物质从液态变为气态并从气态转变为液态的过程.物质状态的变法，可以从自然中观察.但如果在一定时间、一定地点观察这种现象，还是有一定困难的.用实验再现大自然的物态变化，将不会受时间和空间限制.我国两千多年前有这种实验设计思想，本身就是一件了不起的事情.这个实验，有些东西值得我们思考：一、实验装置用罂——一种小口大肚的瓶子.这种器具腹大，能贮存的蒸汽多.口小，可有效控制蒸汽流出量，延长实验演示时间.二、尽管实验准备时间要早，但一旦罂内热量产生，实验可随时进行.不仅操作过程简单，而且能够多次重复.这比现在用酒精灯加热烧杯里的水去演示这一实验要省时，且现象明显，可见度大.因此，刘安的这一实验，为我们提供了不少有益的参考.1·9 瓶中测温《淮南子·兵略训》云：“见瓶中之冰而知天下之寒.” [30]《淮南子·说山训》云：“睹瓶中之冰，而知天下之寒.” [31]这是一个测温实验，而且也是借助“仪器”进行温度测量最原始的实验.在我国古代，衡量温度的办法多种多样，有的以蒸汽颜色来区别，有的以加热过程中水泡形成的状态以及水在热循环时发出的声响来判别.更多情况下，则以人体体温为标准.虽具有某些依据，但主要还是凭借人的实践实验.所谓冰、寒、凉、温、热、灼，“火候”很难把握.因此，有人试图制作一种测温器，在一定范围内能较好地把握温度的“火候”，用以检测天气寒暑.《淮南子》记载的上述装置就属于这种测温器.与同一时期希腊科学家菲隆和西隆提出以空气在温度变动时膨胀或收缩的原理来测量温度的验温器原理一样.《淮南子》的测温方法是：在瓶中装水，当水凝结成固态的冰时，说明天气寒冷；当冰熔解为液态的水时，说明气温升高；若瓶中的水迅速蒸发，则昭示暑季已经到来.这种测量方法，不以人体体温为标准，无需依靠人的实践经验，而以水的状态变化及其变化的速度或程度（如热膨胀、蒸发时水的体积变化多少）在仪器中的反映为依据，因此也就摆脱了人的主观因素给测量结果带来的误差，这比凭感觉和经验的测量方法科学得多.我们知道，世上第一支温度计是1603年意大利科学家伽利略发明的气体温度计，这与《淮南子》的构想相差几百年.1·10 首泽浮针《淮南万毕术》云：“首泽浮针.”注曰：“取头中垢，以涂塞其孔，置水即浮.” [32]通常，针是用钢铁（古代也用其他材料）制成的，密度是水的七八倍.将清洁钢针放在水面，因钢针重力大于水对它的浮力，钢针很快就会沉入水底.这个实验，针却浮在水面上.因人的皮肤表面，常常分泌出大量油脂，这种油脂不会受到水的濡湿.将头垢涂塞针孔，是给针涂上油脂，从表面看，好像油脂只是涂了针孔，实际上人在涂塞针孔时，已将人手皮肤上的油脂涂在针上了.这种沾满油脂的针，自然不会被水濡湿.它躺在水中，中间隔着一层油脂，就像一个人躺在船上，将水面压出一个凹坑.另一方面，水的表面有如紧张的弹性薄膜，具有收缩的趋势.这是由液体表面层分子力作用引起的.液体表面层分子力作用引起的张力叫液体的表面张力.这种张力始终抵抗着钢针重压而试图恢复水平.所以，浮在水面上的针，在浮力和表面张力的作用下是不会下沉的.“首泽浮针”实验，到唐代已转变成为一种游戏：“七月七日之午，丢巧针，妇女曝盎水日中，顷之，水膜生面，绣针投之则浮.” [33]苏轼还分别在《物类相感志》、《格物粗谈》中记载过利用水的表面张力对物体做功的情况：“樟脑黄蜡和匀染黑，投水中作蝌蚪，自然水中走动.” [34]“樟脑、银珠捣为饼，入水，即游走.” [35]苏轼记载的这两个实验，正是“首泽浮针”实验的发展.1·11 慈石提棋《淮南万毕术》云：“慈石提棋、慈石抵棋.”注曰：“取鸡磨针铁，以相和慈石，置棋头局上，自相投也”；“取鸡血与针磨捣之，以和磁石，用涂棋头，曝干之，置局上，即相拒不休.” [36]这个实验演示了磁体相吸与相斥两种现象，即“磁石提棋”、“磁石抵棋”.具体做法是：以鸡血为润滑剂和粘合剂，将针铁在鸡血中磨捣成小颗粒，然后与磁石颗粒混和，把这种混合物涂在棋子上晾干.将棋子摆在棋盘上，就会出现棋子相互吸引或相互排斥现象.从理论上看，每颗磁石粉末均具有极性，掺入铁屑能大大增强磁畴.将磁粉与铁粉粘在棋子上，放在地磁场中慢慢晾干，晾干过程中，磁石、铁块的小颗粒必循着地球磁力线作有规则的排列，棋子会显极性，它能与磁石相吸或相斥.南宋庄绰在《鸡肋篇》就曾写到：“捣磁石错铁末，以胶涂瓢中各半边”；“以二瓢为试，置之相去一、二尺，而跳跃相就，上下宛转不止.”[37]这就是“慈石提棋”的应用.与《史记》、《汉书》等典籍中所载“栾大斗棋”相似.1·12 阳燧取火《淮南子·览冥训》说：“夫燧取火于日.”[38]《淮南子·天文训》说：“阳燧见日，则燃而为火.” [39]《淮南子·说林训》说：“若以燧取火，疏之则弗得，数之则弗中，正在疏数之间.” [40]阳燧，也叫金燧、夫燧、火燧、出火燧或阳符，它是一种利用太阳光取火的器具.形制为青铜凹面镜，靠聚焦太阳光来点燃艾绒之类干燥易燃物体.阳燧取火的过程是：将阳燧对着太阳，太阳光射入阳燧后经反射集聚成一点，此即阳燧焦点.在焦点处放些艾绒之类干燥易燃物，使易燃物燃烧起火.“阳燧”之名，最先由《淮南子》提出.它的发明，标志着我国早在两三千年前就已掌握了一定光学知识，对光的物理性能有较深了解.有关阳燧的记载，最早出现在春秋时期.《考工记·辀人》说：“金锡半，谓之监燧之齐.” [41]郑玄（127～200）注：“鉴燧，取水火于日月之器也.”由此可见，有的阳燧还具有阴燧（方诸）性质，能于月下取水.关于阳燧的铸造情况，王充（27～约97）在《论衡·率性篇》中提到：“阳遂取火于天，五月丙午日中之时，消炼五石，铸以为器，磨砺生光，仰以向日，则火来至.” [42]但刘安的记录，不仅描述了阳燧取火过程，同时还强调了“焦距”这一取火中的关键问题，指出用阳燧取火，太远（疏）不能使物着火，太近（数，密也，与疏相对）也不适合（中），正（正中，即于焦点对应的位置）应处于离物不远不近的地方.1·13 抽簪招磷《淮南子·说林训》曰：“抽簪招磷.” [43]意思是：把簪子从头发中抽出，即可看到簪子与头发摩擦时发出的火花，星星点点，就像野外飘动的磷火.古代梳子、簪子，有漆木的、骨质的、角质的，与头发摩擦，会出现摩擦起电现象，摩擦起电在一定条件下产生火花，并伴随着发出声响，此时电能转化为光能，这种现象叫做电致发光.关于电致发光现象的记录，晋代张华（232～300）在《博物志》中说：“今人梳头，脱著衣时，有随梳解结有光者，亦有咤声.” [44]唐代段成式（？～863 ）在《酉阳杂俎》写到，黑猫在黑暗中“逆循其毛，即若火星.”明代张居正（1525 ～1582 ）写出了自己的经历：“凡貂裘及绮丽之服皆有光，余每年于月盛寒时，衣上常有火光，振之迸炸有声，如火花状.”清人栾钧在《耳食录》也记载了这一现象：“清河令王君名城，大兴人.其所著里衣，通身皆有火,视之不见.以手批之，则火星灿然.间抖其两袖，则火从袖中爆出.”《淮南子》中“抽簪招磷”，是我国观察到电致发光的最早记录.1·14 冰镜取火“冰镜取火”实验见《淮南万毕术》：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生.” [45]这是人类首次使用冰制造凸透镜并以其对日聚焦取火的记录，比十七世纪英国著名科学家胡克（1635－1703）在皇家学会表演同一实验要早1800余年.凸透镜属折射类光学元件，是人类在用透明材料制造圆形装饰品的过程中逐步发明的.我国石器时代就开始将玉石磨制这类装饰品.特别是用无色透明水晶磨制的球、珠，已具有凸透镜的某些光学性能.春秋初期的政治家管仲（？～前645）,曾在《管子》一书中提到：“珠，阴之阳，故胜火.”据唐人解释，管仲所指的就是用圆形透明体对日聚焦取火.现在的透镜是用玻璃制成的，我国发现的最早的玻璃制品是公元前10世纪西周时代的玻璃珠，这种玻璃珠（随侯珠）在1978年发掘的曾候工古葬（公元前433年）中有一批.不过当时的玻璃珠不是很透明的，用其对日聚焦取火很困难.因此，要想用玻璃制成取火透镜，必须解决如何使玻璃更加透明的问题.这个问题没有解决之前，冰自然是透明玻璃的理想代用品.于是，“冰镜取火”的实验就这样开始了：把一块冰削成扁圆形.冰的两侧面鼓成球面，在地上放些艾绒之类干燥易燃物，将冰举起，让阳光经过冰块后光线的汇聚点正好落在艾绒上，这样艾绒便慢慢燃起.这个大胆而令人惊喜的实验，也曾有人怀疑.清代郑复光就是在这种既惊喜、又怀疑的情况下重复上述实验的.1819年，他取透明度极好的冰，用手工磨成凸透镜，因表面“甚难得圆”而招致失败.后用底部凹进的锡壶，充以热水，放在冰块上旋转，得到形状很好的凸透镜，用它对日聚焦，使“火煤”燃起.可见，“冰镜取火”并非妄想.1·15 悬镜照邻“《淮南万毕术》云：高悬大镜，坐见四邻.高诱注曰：取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣.” [46]公元前十一世纪，我国就发现了平面镜反射原理，商代铜镜就是例子.春秋战国之际，墨翟在《墨经》中叙述了用平面镜来反射逆转太阳光线造成“迎日”之影的实验，并且记载过平面镜的一次成像与多次成像.战国庄子（约前369—前286）在《庄子·天下》篇中，对多平面镜组合反射光线的效果进行了有趣的观察和研究，并且认识到组合平面镜成复合的原因，是由于平面镜相互间光线多次往复反射的结果.通过经验性的总结，人们逐渐知道了平面镜的不同角度、不同数量的组合，取得效果大不相同.高悬大镜，置水盆于其下而观察四邻，这是对平面镜组合反射光线理论的应用.在刘安所叙这一实验中，是两平面镜的组合.“水盆”相当于“水监”，水监是一种利用盘水照容的器具，也可以说是一面平面镜.在大镜下摆好水盆，当宅外光线射入大镜后，光线经两次反射进入宅内观察者眼中，使观察者能观察到宅内观察不到的宅外景象.这一装置类似于开管潜望镜，虽然略显粗糙，但具有开创性的意义.因近代潜望镜就是根据这个原理制造的，但比这一装置晚了2000多年.2 促进了中国物理实验活动的发展刘安引入的物理实验，概括起来有四个特点.一、新颖.力、热、电、光等实验无所不载，但能详所自出者十尚四五.且大多资料始见于此，仅见于此.二、稀奇.尤其是《淮南万毕术》内容，方毳羽于洪鑢，炎烟火于冰水，漏海螺船之属，飞珠沈霞之类，环奇诡异，动人耳目.三、可信.尽管资料繁富，但博洽精严，其说多醇而少疵.四、先进.荟萃了中国古代物理实验的精华，实验成果领先于世界.这些特点，决定了刘安所撰的物理实验具有强大的生命力，对后世产生深远影。