我國古代的物理學成就

【專家解說】：中國古代的物理學成就——易經 生物是完全不同于非生物的特殊實物，非生物形成了自然現(xiàn)象，而生物是形成生命現(xiàn)象（社會、意識、思想、特異功能、心靈感應、智力、生命力、靈魂、生物能等現(xiàn)象）的主體。二者有完全不同的性能和現(xiàn)象，因此一定有不同的組成和結構。我們已經知道，分子構成細胞，細胞構成生物。在分子之間和細胞之間還有氣物質，就是虛物炁體，這些就是經絡穴位物質。具體地說，生物是由固態(tài)的骨肉發(fā)甲、液態(tài)的體液（津血）、氣態(tài)的呼吸消化道、炁態(tài)的經絡穴位共四個系統(tǒng)組成的統(tǒng)一的有機整體。固液氣三態(tài)構成生物的肉身系統(tǒng)，炁態(tài)經絡構成生物的意識系統(tǒng)。四態(tài)齊全才能構成活生生的生物，缺一不可，而且炁態(tài)才是決定生命活動的關鍵系統(tǒng)，沒有了炁態(tài)系 時空觀的先進性 在歐洲，人們對時間和空間的認識是割裂的，孤立的，直到20世紀初，相對論才把空間和時間科學地統(tǒng)一起來。但在中國古代，遠在先秦時期，不少哲人就把空間和時間聯(lián)系起來考慮。戰(zhàn)國時期成書的《管子·宙合》篇，把時間稱為“宙”，空間稱為“合”，其中說，“天地，萬物之橐，宙合又橐天地”，意思是說，萬物都包涵在天地之內，而天地又包涵在時空的“宙合”之中。墨家對時空的認識又有了新發(fā)展，他們把空間稱為“宇”，包括東南西北、四面八方的各種不同場所和方位，把時間稱為久，“宇久”就是現(xiàn)代的宇宙。 物質無限可分論的最旱提出者 戰(zhàn)國的惠施已經認識到“至小無內，謂之小一”，意思是說物的構成單位沒有內部的極限，是無限小的。與惠施同時代的辯者還用具體比喻來說明物質的無限可分性，即“一日之捶，日取其半，萬世不竭”。這種物質不可窮盡的觀點，比古希臘的原子論更深刻地反映了自然界的辯證本性。 對雪花晶體的認 識古代歐洲對雪花晶體的認識始于13世紀，阿爾伯特斯于1260年提到“雪花是星狀的。”但對雪花晶體六角對稱性的認識，西方直到開普勒才實現(xiàn)。1611年，開普勒在《把六角形的雪花作為新年禮物》的論文中肯定了雪花的六角晶體結構。中國古人對雪花晶體六角對稱性的認識始于西漢的韓嬰，公元前135年，他在《韓詩外傳》中說：“凡草木花多五出，雪花獨六出”。這比歐洲要早十幾個世紀。 利用振動原理制成的噴水魚洗 噴水魚洗，一個類似銅盤的器物，其外緣上有一對稱豎起的雙耳。當盆內盛水時，如來回摩擦銅盆的雙耳，會產生嗡嗡的響聲，同時有水柱從水面升起。早在中國五代時期，晉國被遼國戰(zhàn)敗，晉皇帝投降時（946年）曾向遼太宗貢獻了一個能噴水的雙魚瓷盆，這是我國古籍記載中最早的噴水魚洗。銅質噴水魚洗的出現(xiàn)則在北宋后期，在宣和年間（1119—1125）還出現(xiàn)了能噴水的瑪瑙質魚洗。 魚洗噴水的原理是振動，一種規(guī)則的類似圓柱形板的板振動。振動從雙耳傳到側壁，產生垂直于水面的橫向振動，使水面濺起水花。 西方對板振動的研究始于18世紀下半葉德國的克拉尼。為使板振動變?yōu)榭梢?，他在金屬板上撒上一層薄砂，然后敲擊金屬板使它振動，板上的細砂就移到那些不振動的波?jié)線上。他由此畫下的各種振動圖形就是克拉尼砂圖。中國的噴水魚洗比克拉尼振動板早7個世紀。 對共振現(xiàn)象的認識與實驗 我國古代很早就對共振現(xiàn)象有記述，公元前3世紀—4世紀的《莊子》一書就記載了調瑟時發(fā)生的共振現(xiàn)象。這種基音與泛音共振現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)比西方早得多，歐洲直到15世紀才由達·芬奇首次進行共振實驗。《墨子·備穴篇》還記述了共振現(xiàn)象的具體應用：在城墻根下每隔幾米，挖一個坑，坑內埋置容量為70升—80升的陶甕，甕口蒙上皮革。若有敵人挖地道攻城，可以根據各陶甕聲響情況，確定敵人挖掘的位置和方向。 中國古代不僅很早就懂得共鳴現(xiàn)象，還掌握了消除共鳴的方法。唐代著作《劉賓客嘉話錄》記載了這方面的一個故事：洛陽某和尚的房里掛有一個磬，經常自鳴發(fā)聲，和尚因此驚憂成疾。一天朋友曹紹夔來訪，發(fā)現(xiàn)磬的自鳴是由寺院的鐘聲引起的，就用銼把磬銼磨了幾下，果然，鐘再響時磬不再自鳴了。 世界上最早的游標卡尺 公元初年，王莽變法改制，制作了一種銅卡尺。它長14．22厘米，分固定尺和活動尺兩部分。尺的正面刻有寸、分等刻度。從原理、性能、用途看，這個游標卡尺同現(xiàn)代的游標卡尺十分相似，但它比西方科學家制成的游標卡尺早1700多年。 常平架裝置 公元4世紀前成書的《西京雜記》記載了長安工匠丁緩發(fā)明的被中香爐。當將香爐中的檀香木塊點燃后，可以把香爐隨便放進被子里，不僅不會燒壞被子，連香爐灰也不會撒出來。奧妙在于爐內有一種叫“常平架”的裝置，它由內外兩個金屬環(huán)組成，兩環(huán)用轉軸聯(lián)結，外環(huán)又通過另一轉軸與外架聯(lián)結。這種常平架裝置在近代航海磁羅經、電羅經上有廣泛應用。歐洲直到16世紀才出現(xiàn)常平架裝置，比中國晚了1600多年。 物理相關的中國的世界第一還有許多，如磁偏角和磁傾角的發(fā)現(xiàn)、對太陽能的利用、潛望鏡、透光銅鏡、光的直線傳播、小孔成像、十二平均律等方面的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，都是在世界上最早的。