下载文档原格式
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。
中国古代物理学与热有关的发明创造西汉《淮南万毕术》中记载了鸡蛋壳在大风中飞扬的事：“艾火令鸡子飞”。
东汉高诱注释说：“取鸡子去其汁，燃艾火，纳空卵中，疾风因举之飞。
”(《太平御览》卷九二八)据此推知，将鸡蛋内蛋汁吸尽(大概尚需烘干蛋壳)，通过其一端小孔将燃烧着的艾草插入壳内，在疾风下高举蛋壳，蛋壳将自行飞扬。
这可能是燃烧着的艾草使壳内温度升高，加热壳内气体，并将气体从小孔排出，整个蛋壳比重减小，加之疾风影响，因而在空中飞扬。
可以说，这是热气球升空的一个最古老的游戏。
有人认为，即使蛋壳内全部空气排净，所获得的浮力也不可能使蛋壳上升；甚至仅有壳衣，也不能自行上升。
这可能是他们没有注意到文献记载的“疾风”的影响，大概也没有烘干蛋壳。
研究中国科学技术史的英国学者李约瑟博士就此有关的问题说：17世纪的欧洲人，欢度复活节时，曾作过蛋壳升空的游戏。
其方法极简单，但要有点诀窍。
吸尽蛋汁，烘干蛋壳，然后由小孔注入少许水，并以蜡封小孔。
这样的蛋壳在炎日下逐渐呈不稳状态，逐渐变轻，并终于飘浮起来，飘浮极短时间后即行落下。
这是因为壳内水份蒸发，气体膨胀。
待小孔封蜡经日晒融化，小孔成为排气孔，壳内蒸气适足使壳体升空一个短时间。
待蒸气排尽，空气再渗入，蛋壳即落下。
如果加热空气，造成气流，并以此气流推动轮轴旋转，古代人按此原理制造的玩具称为“走马灯”。
图6-2 走马灯上元节玩灯笼，可能起于隋唐时期。
其中，“走马灯者，剪纸为轮，以烛嘘之，则车驰马骤、团团不休。
烛灭则顿止矣”(《燕京岁时记》)。
(图6-2)它的制作方法是，在一个方形或圆形灯笼中，插一根铁丝当立轴，轴上方装一纸质叶轮。
立轴中央装二根交叉细铁丝，在铁丝每一端贴上人、马一类剪纸。
当灯笼内点燃灯烛后，热气上升，形成气流，推动叶轮旋转，于是剪纸随立轴旋转。
剪纸的影子投射在灯笼纸罩上。
从外表看，就成“车驰马骤、团团不休”。
走马灯又称“马骑灯”，在宋代盛行。
宋代市上有专卖灯笼的店铺。
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"。
中国古代物理学史100题一、选择题1.春秋时代，有几何光学，力学等研究成果在科学史上有名的著作是：（1）《墨经》（2）《礼记》（3）《禹贡》（4）《内经》答（1）2.春秋末年，记载了当时手工业的主要工种，是我国古代第一部工程技术方面的专著是：（1）《易经》（2）《诗经》（3）《尚书》（4）《考工记》答（4）3.春秋时记载了声音共振现象的著作是：（1）《管子》（2）《韩非子》（3）《庄子》4）《山海经》答（3）4.1954年，在长沙出土了我国最早的天平及砝码是什么朝代的？（1）周（2）战国（3）秦（4）汉答（2）5.世界上第一台测定地震方位的仪器叫“侯风地动仪”，它的发明者是：（1）张衡（2）马均（3）丁缓（4）刘安答（1）6.明朝时，以等比数列创立了十二平均律的科学家是：（1）徐光启（2）宋应星（3）朱载土育（4）沈括答（3）7.唐初，在《礼记注疏》中解释虹的形成原因的人是：（1）刘禹锡（2）一行（3）孙思邈（4）孙颖达答（4）8.我国关于透镜聚焦的最早记载是公元2世纪的：（1）《论衡》（2）《淮南方毕术》（3）《春秋纬》（4）《初学记》答（2）9.《汉书西域传》记载有公元3年观察到：（1）摩擦起电（2）磁石吸铁（3）尖端放电（4）光的折射答（3）10.西汉刘歆写的什么书记载了指南车？（1）《太平御览》（2）《西京杂记》（3）《博物志》（4）《后汉书》答（2）11.西汉墓出土的弩机装有带刻度瞄准用的什么东西，可提高射击确度，类似近代步枪标尺。
（1）望山（2）准尺（3）瞄镜（4）靶标答（1）12.我国什么时代已有玩器竹蜻蜓的记载，竹蜻蜓能飞起的原理与直升飞机相同。
（1）汉代（2）唐代（3）秦代（4）晋代答（4）13.北宋初年，杨亿记载了什么光学现象？（1）反射（2）天然晶体的色散（3）折射（4）衍射答（2）14.北宋时，谁在《萍州可谈》中第一次记载了指南针用于航海，比英国人纳肯早71年（1）朱或（2）梅文（3）曾公亮（4）张载答（1）15.明末，宋应星在《论气》中对什么物理现象作出合乎科学的解释？（1）气体流动（2）大气压（3）空气成份（4）声音的产生和传播答（4）16.我国最早有关毛发摩擦生电的记载，是西晋张华写的（1）《庄子》（2）《水经注》（3）《博物志》（4）《淮南子》答（3）17.反映我国古代声学成就的北京天坛内的回音壁、三音石、圜丘建于何时？（1）清代（2）明代（3）元代（4）宋代答（2）18.明代发明的用于水战的什么武器是两级火箭的雏型，它当时已有多级火箭的设想（1）火弹（2）神火飞鸦（3）飞筒（4）火龙出水答（4）19.宋代谁用浮船打捞沉落江中的铁牛？这是现代沉箱打涝技术的最早应用。
热学的发展历程分析热学的发展历程始于古代文明时期的实践经验和观察，随着时间的推移逐渐演变成今天的热力学和热物理学。
下面将分析热学的重要里程碑和发展过程。
古代文明时期，人们对热的概念有一定的认知，他们通过火的使用和金属工艺等实践经验，了解到热能的传导和利用。
然而，这种认识还停留在经验层面，缺乏科学的理论支持。
公元前4世纪，亚里士多德提出了理论物质的学说，将热与其他四种元素（水、土、气体和冷）联系起来。
他认为热是物体内部的元素之一，可以通过温度差进行传递。
尽管亚里士多德的学说在许多方面都是错误的，但他的贡献对热学的发展起到了重要的作用。
17世纪，将火力的利用从经验分析转向科学研究的时期到来。
实验家罗伯特·伯尔发现了气体体积与温度关系的规律，这个现象后来成为了皮亚泽定律。
这是热学发展的重要转折点，也为后来的研究提供了参考。
18世纪，约瑟夫·布蒂奇利和詹姆斯·瓦特等科学家开始研究热能的转化和传递。
他们发现了热能可以转化为机械能，并提出了机械功等于热量的原理，这奠定了热力学的基础。
19世纪初，卡尔·弗里德里希·高斯和约瑟夫·赫姆霍兹等科学家进一步发展了热力学的理论体系。
高斯提出了温度和熵的概念，并提出了热力学第一法则（能量守恒定律）和第二法则（熵增定律）。
赫姆霍兹则通过热动力学等研究，进一步发展了热力学的数学理论。
20世纪，热物理学的研究逐渐与其他学科相结合，为热能利用和环境保护等问题提供了有力的解决方案。
随着科学技术的进步，热力学的应用范围不断扩大，从发动机设计、化工工艺到空调制冷等领域都发挥着重要作用。
总结来说，热学的发展历程经历了从实验经验到科学理论的转变。
古代人通过实践获得了对热的认知，亚里士多德提出了热学的学说，18世纪科学家们开始研究热能转化和传递，19世纪建立了热力学的理论体系，20世纪热物理学的研究与其他学科相结合。
这些历史里程碑都为我们对热的认知和利用提供了重要的理论基础。
中国古代热学发展史简介作者：王亚君来源：《教师·理论研究》2008年第10期中国是世界上文明发展得最早的国家之一。
物理学在中国有着悠久的历史。
下面我们重点介绍一下我国古代热学的发展情况。
原始社会时期人们就已经学会了利用和控制火，这是人类第一次学会了支配自然力，使人类文明大大前进了一步，同时也是古人对热现象认识的开端。
钻燧取火的发明，是人类在实践中第一次解决能量转化的具体例证。
我国山西省芮城西侯度旧石器的遗址说明大约180万年前人类就已经开始使用火了。
到了西周初期人们已经开始收藏冰，用冰来保存食物和尸体。
据《周礼》记载，当时已设专人司贮冰事，冬季凿冰加以储藏，到春夏季节用以冷藏食物和保存尸体。
我国古代冶炼业发展得较早，高温技术也很早就被人们掌握了。
火候或火色是古代人判别温度高低的一种方法。
古人在烧制陶土、熔铸金属中熟练地掌握了它。
据《考工记》中记载：“凡铸金之状，金与锡，黑浊之气竭，黄白次之，黄白之气竭，青白次之，青白之气竭，青气次之，然后可铸也。
”古代的铜、锡矿中含有碳、钠等不少杂质，不同物质有不同的汽化点，这些物质汽化的颜色（碳黑色、钠黄色）可以作为判别火候或温度高低的标准。
我国古代还在农业中使用了温控技术。
据《汉书·召信巨传》记载，西汉末年，我国已会在冬季栽培蔬菜，其方法是“覆以屋庑，昼夜蕴火，待温气乃生”。
关于冷热问题，东汉王充（27-97年）还在理论上加以探讨，他在著作《论衡·寒温篇》中写道：“夫近水则寒，近火则温，远之渐微，何则？气之所加，远近有差也。
”他把气作为物体之间进行温、寒传递的理论问题，但这只是思辨性的，是我国“元气说”的一种利用。
晋代张华（232-300年）在《博物志》中写道：“煎麻油，水汽尽，无烟，不复沸，则还冷。
可内手搅之，得水则焰起飞散卒不灭，此也试之有验。
”这表明油与水有不同的沸点，并且指出了油的次第沸腾现象。
在长期的煮水泡茶的生活实践中，人们更清楚地发现了水的次第沸腾现象：在水未沸腾时，无气泡出现，称为盲眼；水初开时水泡像蟹眼，然后像鱼眼，最后气泡像珍珠般跳跃起舞（见宋代苏轼《东坡志林》）。
古代典籍中的热值
自古以来,人类就对热量有着独特的理解和运用。
在古代典籍中,我们可以发现许多关于热值的珍贵记载。
1. 《黄帝内经》
这部被誉为"医学圣典"的巨著,对热量有着深刻的体认。
其中提到,人体内有一种"气化三焰",即人体内存在三种不同的热源,分别是"阳气之火"、"阴气之火"和"卫气之火"。
这些热源维持着人体内环境的平衡。
2. 《周髀算经》
这是一部古老的数学典籍,其中有关于燃料热值的记载。
书中提到用"筹"(一种古代的算盘)计算燃烧不同种类木材时所释放的热量,为古人燃烧木柴取暖提供了理论依据。
3. 《天工开物》
这是中国古代有关科技的著作,其中也涉及到热量的原理。
书中描述了许多利用太阳能、风能和火力等热源进行生产加工的工艺,如制陶、冶炼、织锦等,展现了古人对热量的利用。
4. 《农书》
农业是古人赖以生存的重要部分,因此农书中也有不少关于太阳辐射热的记载。
《周髀算经》、《周礼》等都对利用太阳热进行农事作业有
所论述。
虽然古人对热量的认识还很初步,但他们已经在实践中积累了丰富的经验,并在典籍中留下了宝贵的记录,为后人研究热量奠定了基础。
中国古代物理学史100题一、选择题1.春秋时代，有几何光学，力学等研究成果在科学史上有名的着作是：（1）《墨经》（2）《礼记》（3）《禹贡》（4）《内经》答（1）2.春秋末年，记载了当时手工业的主要工种，是我国古代第一部工程技术方面的专着是：（1）《易经》（2）《诗经》（3）《尚书》（4）《考工记》答（4）3.春秋时记载了声音共振现象的着作是：（1）《管子》（2）《韩非子》（3）《庄子》4）《山海经》答（3）4.1954年，在长沙出土了我国最早的天平及砝码是什么朝代的？（1）周（2）战国（3）秦（4）汉答（2）5.世界上第一台测定地震方位的仪器叫“侯风地动仪”，它的发明者是：（1）张衡（2）马均（3）丁缓（4）刘安答（1）6.明朝时，以等比数列创立了十二平均律的科学家是：（1）徐光启（2）宋应星（3）朱载土育（4）沈括答（3）7.唐初，在《礼记注疏》中解释虹的形成原因的人是：（1）刘禹锡（2）一行（3）孙思邈（4）孙颖达答（4）8.我国关于透镜聚焦的最早记载是公元2世纪的：（1）《论衡》（2）《淮南方毕术》（3）《春秋纬》（4）《初学记》答（2）9.《汉书西域传》记载有公元3年观察到：（1）摩擦起电（2）磁石吸铁（3）尖端放电（4）光的折射答（3）10.西汉刘歆写的什么书记载了指南车？（1）《太平御览》（2）《西京杂记》（3）《博物志》（4）《后汉书》答（2）11.西汉墓出土的弩机装有带刻度瞄准用的什么东西，可提高射击确度，类似近代步枪标尺。
（1）望山（2）准尺（3）瞄镜（4）靶标答（1）12.我国什么时代已有玩器竹蜻蜓的记载，竹蜻蜓能飞起的原理与直升飞机相同。
（1）汉代（2）唐代（3）秦代（4）晋代答（4）13.北宋初年，杨亿记载了什么光学现象？（1）反射（2）天然晶体的色散（3）折射（4）衍射答（2）14.北宋时，谁在《萍州可谈》中第一次记载了指南针用于航海，比英国人纳肯早71年（1）朱或（2）梅文（3）曾公亮（4）张载答（1）15.明末，宋应星在《论气》中对什么物理现象作出合乎科学的解释？（1）气体流动（2）大气压（3）空气成份（4）声音的产生和传播答（4）16.我国最早有关毛发摩擦生电的记载，是西晋张华写的（1）《庄子》（2）《水经注》（3）《博物志》（4）《淮南子》答（3）17.反映我国古代声学成就的北京天坛内的回音壁、三音石、圜丘建于何时？（1）清代（2）明代（3）元代（4）宋代答（2）18.明代发明的用于水战的什么武器是两级火箭的雏型，它当时已有多级火箭的设想（1）火弹（2）神火飞鸦（3）飞筒（4）火龙出水答（4）19.宋代谁用浮船打捞沉落江中的铁牛？这是现代沉箱打涝技术的最早应用。
中国古代热学成就1、人们在春秋战国时期懂得了一条热学规律，这就是_________中说的：“木与木相摩则然。
”①《庄子·外物》②《管子·轻重戊篇》③《物理小识》④《论衡·乱龙》2、我国在______时期就发明了原始的火柴。
它是利用顶端涂上硫磺的木片与热灰烬中的死火接触而燃火。
①春秋战国②东汉③唐朝④宋朝3、南唐_________在《化书·动静》说：“动静相摩，所以化火也。
”说明了热是运动的结果①方以智②潭峭③王充④沈括4、在_________书中记载了最古老的热气球升空的游戏：“取鸡子去壳，然艾火内空中，疾风高举，自飞去；”①《淮南万毕术》②《淮南子》③《王祯农书》④《论衡》5.明代发明的用于水战的______武器是两级火箭的雏型，它当时已有多级火箭的设想①火弹②神火飞鸦③飞筒④火龙出水6、我国______族的取火器曾由东南亚传入欧洲，发展为“活塞式点火器”。
7、元代《王祯农书》上说养蚕人“需着单衣，以为体测。
自觉身寒，则蚕必寒，使添熟火；自觉身热，蚕亦必热，约量去火。
”这是以______判断温度。
8、我国古代在烧制陶器和冶炼金属的过程中，通过对______的观察，来定性的判断温度的高低。
9、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。
”这是利用__________原理开凿巨石。
10、苏颂和沈括所作《苏沈良方》：“凡取火者，宜敲石取火，或水精镜子于日得者太阳火为妙。
天阴，则以槐木取火亦良。
”其中包含了三种生火方法，分别是________、_________、_______。
11、14世纪初，元朝仁宗登基时在元大都（北京）升起世界上第一个_______。
12、明代官员_______是“第一个企图利用火箭飞行的人。
1970年国际天文学会为了纪念他，把月球背面的一个环行山命名为“___________”。
13.北宋范成大在“上元纪吴中节物诗”中有走马灯的记载，其原理与_________相似。
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。
传热领域著名的中国科学家中国科学家张衡在传热领域有着重要的贡献。
张衡是中国古代著名的科学家和发明家，他生活在东汉末年的2世纪。
他是一位多才多艺的学者，精通天文学、地理学、数学和物理学等多个领域。
在传热领域，他提出了著名的“张衡式”。
这个式子是用来描述热传导的现象的数学表达式，对于传热现象的研究起到了重要的推动作用。
张衡的“张衡式”是基于他对传热现象的观察和实验研究得出的。
他发现，在热传导过程中，热量会从高温区域自发地流向低温区域，而热传导的速率与温度差、传导介质的性质以及传导距离有关。
他的研究结果揭示了热传导的基本规律，为后来科学家们进一步研究传热现象提供了重要的思路和方法。
除了“张衡式”，张衡还对热传导的机理进行了深入的研究。
他通过实验观察和理论推导，提出了传热过程中的热量传递方式。
他认为热传导是通过物质内部的分子间碰撞和振动传递热量的。
这一理论为后来科学家对传热机理的研究奠定了基础，对于热传导的理解和应用有着重要的影响。
除了在传热领域的贡献，张衡还在其他领域取得了重要的成就。
他是中国古代天文学的先驱，他发明了世界上第一台浑仪，用来观测天体运动。
他还设计了世界上最早的地震仪，可以用来检测地震和测定地震的方位和大小。
这些发明和研究成果在科学史上有着重要的地位，对后来的科学研究和应用产生了深远的影响。
张衡作为中国古代著名的科学家，在传热领域做出了重要的贡献。
他提出的“张衡式”和对热传导机理的研究成果，为后来科学家们对传热现象的研究和应用提供了重要的指导和基础。
他的成就不仅在中国科学史上有着重要的地位，也对世界科学的发展产生了积极的影响。
他的贡献将继续激励着后来的科学家们，推动传热领域的进一步发展和创新。
中国古代的热学成就人类在史前时期就使用火，中国北京周口店和山西芮城西侯度旧石器时代遗址中，先后发现50万年和180万年以前的用火遗迹；公元前7000～前6000年，中国仰韶文化时期就已有陶窖及手制、模制的陶器；上古时期的各种铜器、铁器都显示了古代人类不仅利用火取暖、加热食物，还能用以制造简单的工具。
从史前时期直到18世纪初，虽然人们对热现象的本质进行过许多探索，虽然掌握的知识不够丰富，方法不够科学，但对热的本质认识却也产生了一些设想，留下了许多值得称颂的宝贵财富。
一、对热的本质的探讨热的本质究竟是什么？直到19世纪上半叶还有许多人相信热是一种物质。
在中国古代，阴阳观、五行元素观以及运动观都有人持之。
周末春秋时期的《尚书·洪范》，已归纳出万物是由“五行”组成的理论。
西周末年，史伯又提出“以土与金术水火杂，以成百物”的说法。
因此，火是组成自然万物的元素之一。
这在中国古代有悠久的历史传统。
中国古代早就产生热是运动的思想，《庄子·外物篇》说：“木与木相摩则燃”。
《淮南子·原道训》说；“两木相摩而燃”。
这些说法的立足点在于“摩擦”运动本身，在他们看来，发热燃烧是由于摩擦运动的结果。
古代科学家谭峭抓住了发热燃烧的实质，在《化书》中述及一系列自然现象。
他说：“动静相摩所以化火也，燥湿相蒸所以化水也，水火相勃所以化云也，汤盎投井所以化雹也，饮水雨日所以化虹蜺也。
”在这里，“燥湿相蒸”是指蒸发遇冷，“水火相勃”是指蒸发，“汤盎投井”即盛夏造冰的过程，“饮水雨日”即在光学中述及的人造虹实验。
谭峭以自然过程中矛盾本身说明自然现象，从而正确地解释了钻木取火、摩擦生火的实质，它是由于“动静”相摩即运动的结果。
热是运动的思想一直影响到清代，郑光祖（1776～约1848）在《一斑录》中说：“火因动而生，得木而燃”。
从钻木取火中得到的这些经验结论是科学的，它和伦福德伯爵从钻炮孔中得出的结论完全一致，而这种观念在中国却萌芽于战国时期。
揭示中国古代的热学科学中国古代的热学科学热学，是物理学的一个重要分支领域，研究热量的传递、转化和性质等诸多方面。
现代热学科学较为发达，然而在中国古代，人们对于热学的认识和研究也有着丰富的历史。
本文将揭示中国古代的热学科学，从古代文献中探寻中国古代科学家们对热学的贡献。
一、古代中国的热学研究中国古代热学的起源可以追溯到春秋战国时期，当时的学者已经开始对火和热进行一定的探究。
《周礼》中关于火的记载，揭示了古代人们对火的认识和利用。
另外，《庄子》一书中也有关于火的论述，比如对火的性质和功用进行了一定的思考。
进入汉代，古代中国的热学研究逐渐完善。
汉代物理学家张衡提出了蒸汽锅的原理，揭示了水的蒸发和冷凝的现象。
此外，张衡还对于蒸汽锅中的蒸汽压力进行了一定的观测，对热力学的研究提供了一定的基础。
而隋唐时期，对于火焰和热的研究又更为深入。
当时的医学家孙思邈对于火的温度和性质进行了一定的探究，他通过温度的观测和比较，尝试将火的温度分为三个等级：一品火、二品火和三品火。
这种分类对于古代人们对火的使用和掌握具有一定的指导作用。
二、中国古代热学的应用除了对热学的研究，中国古代人们还将热学的原理应用到实际生活中。
比如，在冶炼、制糖和制陶等工艺中，人们从实践中总结出了一些热学的规律。
他们根据火焰的颜色、燃烧的声音和热度等特征，掌握了温度的概念和火的利用方法。
另外，中国古代医学也将热学的原理应用到治疗上。
根据《黄帝内经》的论述，人的健康和疾病与体内热量的平衡有关。
古代医学家通过针灸、艾灸等疗法，调节体内的热量，实现治疗的目的。
三、中国古代热学在现代的影响中国古代热学虽然在科学理论上不及现代热学科学的发展，但是其在实际应用上的价值仍然存在。
古代医学的方法，如针灸和艾灸，至今仍被部分人所信仰和应用。
此外，中国古代医学将热学与人体健康联系起来，并提出了“平衡热学”的理念，即保持人体内部热量的平衡才能维持健康。
这一理念也在现代医学中被继续研究和应用，例如温热疗法和火罐疗法等。
物理学发展札记——热学部分【我国古代的热学知识】对于冷和热的认识温度是热学中极为重要的一个概念，通常表示物体冷热的程度。
我国古代就已经认识到较冷的物体和较热的物体之间的区别，开始掌握了降温术和高温术。
在烧制陶器和冶炼过程中，工匠凭“火候”、火的颜色，来定性地判断温度的高低。
《淮南子》中曾记载“见瓶中之冰而知天下的寒暑”，表明已能从水的物态变化来判断气温的高低。
西周初期，古人已经将冬季的天然冰，在春夏时，用来冷藏食物和保存尸体。
由于冶炼业的发展，古人已经掌握了获得高温（摄氏千度以上）和利用高温的技术。
宋代，已有制造保温器的记载，其中最精彩的当推“伊阳古瓶”。
南宋洪迈（1123—1202）的《夷坚甲志》中写道：“张虞卿者文定公齐贤裔孙，居西京伊阳县小水镇，得古瓦瓶于土中，色甚黑，颇爱之。
置书室养花，方冬极寒，一夕忘去水，意为冻裂，明日视之，凡他物有水者皆冻，独此瓶不然。
异之，试之以汤，终日不冷。
张或为客出郊，置瓶于箧，倾水沦（yu¨）茗，皆如新沸者。
自是始知秘，惜后为醉仆触碎。
视其中，与常陶器等，但夹底厚二寸。
有鬼热火以燎，刻画甚精。
无人能识其为何时物也。
”这实际上是最早的保温瓶，其原因是有夹底，防止了热传导。
对水的物态变化的认识露、霜、雨、雪与生活、农业生产息息相关，所以我国古代对此早有认识。
在周代的《诗经》里，就有“白露为霜”的诗句，表明古人已认识到霜是白色的固态的露。
对雨、雪的形成问题在古籍中也有记载，如战国时期的《庄子》一书中就有“积水上腾”的提法，表示水受热蒸发成水气而上升，指出了降雨的前提条件。
对露、霜、雨、雪和温度的关系，王充在《论衡》的《说日篇》中已有记载：“云雾，雨之微也，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。
”并在《感虚篇》中还进一步说明：“夫云出于丘山，降散则为雨矣。
人见其上而坠，则谓之天雨水也。
夏日则雨水，冬日天寒则雨凝而为雪，皆由云气发于丘山，不从天上降集于地，明矣。
古代令人叹奇的节能智慧古代人类在没有现代科技的帮助下，也能够想出许多节能智慧，这些智慧在当时就已经被证明是非常有效的。
下面就介绍一些古代令人叹奇的节能智慧。
1. 地暖系统在汉代的时候，中国的南方地区就已经流传着这样的一种传统：将一些砖块烤热后放到床下，就能够利用其散热的特性来加床的温度，达到取暖的效果。
而这样的做法早在西汉时期，就已经演变成了一种完整的地暖系统。
据史书记载，当时的宫殿、贵族住所和其他重要场所，均安装了这样的地暖系统。
而这个系统的原理，就是利用烤热的砖块放在地下，来实现整个房间的取暖。
2. 水车轮站在古代的时候，水力发电是不能想象的。
但是有一种叫做水车轮站的节能装置，却被广泛地应用在各种磨坊、扇车等设施上，实现了人与自然资源的和谐利用。
水车轮站，就是利用水流的流动力量，来驱动水车轮的旋转，从而带动其他机械运转。
这样一来，就能够利用水力来代替人力或者动物力，大大地减少了耗费的体力，并且带来了极大的生产效率提升。
3. 落地窗玻璃在宋代的时候，落地窗的设计非常普遍。
而在这些落地窗当中，相应地还有一种落地窗玻璃，这种玻璃非常厚实，能够有效地隔离热量的传递。
在夏天，人们将这些玻璃关上，就能够避开外面炎热的空气，从而减少了进入室内的热量；而在冬天，人们则将这些玻璃打开，能够让来自外面的阳光照射室内，从而达到降低室内温度的效果。
4. 南北通风在古代，人们就已经意识到了南北通风的重要性。
根据民间传统，要想室内空气流通，就需要将房间的窗户设计成南北通风的结构。
这样的设计，能够利用自然的气流，来实现室内外的空气流通，将燥热空气排出室外，让新鲜的空气进入室内。
同时，在夏天，还能够利用北风的低温，来降低室内的温度，实现节能的效果。
5. 视窗隔热在古代，人们利用各种手段来减少室内的能量损失。
而其中最常见的做法，就是在房间的窗户和门铰链处，增加一些带有隔热作用的物质。
比如，木制门和窗户就常常有一些金属条装饰，这些条能够有效地隔离热量的传递；而墙角处也经常会搭建起一些隔热的装置，从而保证室内的温度不会外泄出去。
中国古代的热学成就人类在史前时期就使用火，中国北京周口店和山西芮城西侯度旧石器时代遗址中，先后发现50万年和180万年以前的用火遗迹；公元前7000～前6000年，中国仰韶文化时期就已有陶窖及手制、模制的陶器；上古时期的各种铜器、铁器都显示了古代人类不仅利用火取暖、加热食物，还能用以制造简单的工具。
从史前时期直到18世纪初，虽然人们对热现象的本质进行过许多探索，虽然掌握的知识不够丰富，方法不够科学，但对热的本质认识却也产生了一些设想，留下了许多值得称颂的宝贵财富。
一、对热的本质的探讨热的本质究竟是什么？直到19世纪上半叶还有许多人相信热是一种物质。
在中国古代，阴阳观、五行元素观以及运动观都有人持之。
周末春秋时期的《尚书·洪范》，已归纳出万物是由“五行”组成的理论。
西周末年，史伯又提出“以土与金术水火杂，以成百物”的说法。
因此，火是组成自然万物的元素之一。
这在中国古代有悠久的历史传统。
中国古代早就产生热是运动的思想，《庄子·外物篇》说：“木与木相摩则燃”。
《淮南子·原道训》说；“两木相摩而燃”。
这些说法的立足点在于“摩擦”运动本身，在他们看来，发热燃烧是由于摩擦运动的结果。
古代科学家谭峭抓住了发热燃烧的实质，在《化书》中述及一系列自然现象。
他说：“动静相摩所以化火也，燥湿相蒸所以化水也，水火相勃所以化云也，汤盎投井所以化雹也，饮水雨日所以化虹蜺也。
”在这里，“燥湿相蒸”是指蒸发遇冷，“水火相勃”是指蒸发，“汤盎投井”即盛夏造冰的过程，“饮水雨日”即在光学中述及的人造虹实验。
谭峭以自然过程中矛盾本身说明自然现象，从而正确地解释了钻木取火、摩擦生火的实质，它是由于“动静”相摩即运动的结果。
热是运动的思想一直影响到清代，郑光祖（1776～约1848）在《一斑录》中说：“火因动而生，得木而燃”。
从钻木取火中得到的这些经验结论是科学的，它和伦福德伯爵从钻炮孔中得出的结论完全一致，而这种观念在中国却萌芽于战国时期。
在有关热的理论中，还有些极有趣的哲学猜测。
方以智写道：“火，内阴而外阳主动者也。
……天恒动，人生亦恒动，皆火之为也。
……天非此火不能生物，人非此火不能自生。
”这是万物统一于火，由火而生万物包括人在内的见解。
方以智的老师王宣在其著《物理所》中又阐述了天地演化与热的关系的论题。
王宣说：“太虚之凝为地，地之散为太虚，莫非因热而散，因冷而凝之理。
”这种天地演化观显然基于热力学中蒸发与冷凝的一些生活实例，然而将这实例推广到猜想宇宙天地的形成与毁灭亦是由于冷热之故，这不能不说是一种大胆的科学思辩。
二、热胀冷缩与物态变化热胀冷缩原理最早被应用开凿河道、粉碎巨石。
据载，在秦昭王三十年至秦孝文王之间（前277～前250），蜀守李冰主持开凿都江堰工程。
两岸悬崖，巨石坚硬，石斧“不可凿”，李冰“乃积薪烧之”。
据载，古代名门权贵身佩“辅转剑”。
所谓“辅转”是由两块球形玉相套合而成，外形似“吕”字，“形口中间，似艘护旋转，无分毫隙缝”。
那么，如何将一个球形玉的轴塞进另一个的孔洞之中，元初陶宗仪（？～约1397）对此作过历史性考察，并在实验之中发现了其中的热学原理就是关于热胀冷缩原理的应用。
陶宗仪明确记述道：辗转“当间煮之胖胀”；“胖胀”即今膨胀。
将带孔窍的玉球蒸煮加热，然后将另一球的轴塞入其孔窍之中，从而就有“入窍关注”、“宛转无碍”的效果。
其中加入牛筋，其作用类似今日橡皮垫圈。
由此可见古代人已充分掌握了热胀冷缩原理的应用。
在古代，气象观察及其经验曾积累了许多热学知识；有关物态变化、蒸发、汽化和固化的知识，除了生活经验之外，大部分是从天气变化及气象观察中而获得的。
王充在《论衡·感虚篇》中写道：“夫云气出于丘山，降散则为雨矣。
人见其从上而坠，则谓之天雨水也。
夏日则雨水，冬日天寒则雨凝为雪，皆由云气发于丘山，不从天上降集于地。
”他又在《论衡·说日篇》中写道：“云雾，雨之微也。
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。
”从雨水在地面蒸发为云气，云气随大气温度的不同而凝结为雨、露、霜、雪，表明人们观察并认识到水的状态变化与气温的关系。
从气象学而言，人们知道：“冰迎春则释为水，水向冬则凝为冰”。
由此，人们做出了冰与水之间温度变化的一般结论。
王夫之亦曾写道：“汞见火则飞，不知何往，而究归于地”。
王夫之还以诸如此类的例子，说明物质的状态虽常有变，而物质总量是守恒的思想。
对蒸发现象的研究，明代庄元臣在《叔苴子内篇》卷一中曾指出：“置水于室，弗动弗易，久而水减寸焉”。
宋代陆游曾记述砚盒中墨水蒸发、而盒内过饱和蒸汽又凝结为水的现象。
他写道：“唐彦猷砚录言：青州红丝石砚，覆之以匣，数日墨色不干，经夜即其气上下蒸濡，着于匣中，有如雨露。
”陆游的记述无异与蒸发以及过饱和蒸汽凝结雨滴的实验。
文中包括了今日蒸发的概念。
虽然他未曾解释其中热学道理，但他对此过程的观察记录是完全正确的。
对物态变化的研究中国古人的观察记录及其判断都是相当高明的；许慎《说文解字》指出：“露，润泽也”。
班固《白虎通》说：“露者霜之始，寒则变为霜”。
三国魏时阮籍（210～263）在其《泳怀诗》中写道：“清露被兰皋，凝霜沾野草”。
刘熙《释名》将霜露雾气称为“氛”，并解释说：“氛，粉也。
润气著草木，因寒冻凝，色自若粉之形也。
”在刘熙看来，是由于湿气著草木上，因寒冷凝结而成露，或再冷而成霜。
在西方，人们长期认为露是从天上星体中落下来的，或者至少从高空落下的。
直到19世纪初，伦敦的医生韦尔斯（William Charles Wells，1757～1817）于1814年发表《论露》一文，首次科学地研究了露的形成。
中国人早在汉代就已经观察到霜露不从天降。
三、对热传导现象的研究东汉王充关于热传导现象有许多经验叙述，他说：“夫近水则寒，近火则温，远之渐微。
何则？气之所加，远近有差也。
”这个叙述表明热源的冷热程度对周围的影响，而且叙述了热传导与远近距离的关系。
他又写道：“夫候一炬火置一经水，终日不能热也；倚一尺冰置扈厨中，终夜不能寒也。
何则？微小之感不能动大巨也。
”“谨薪燃釜，火猛则汤热，火微则汤冷。
”所谓“一炬火”，即一支蜡烛火；“一壤水”是一大锅水。
王充的这些叙述表明热量的多少与其发生热传导的外界系统的关系。
热量太少，不足于影响或改变巨大的外界系统的温度。
他的这些说法是很有科学见地的。
方以智曾描述过关于热传导最有趣的古代观察，他写道：“以针插地，雪时遍满，而此处独化。
试腽肭脐亦然。
脐以暖，故雪化。
针何暖耶？针滑而下耶。
”我们知道，插在雪地的金属针是一种良导体，它能吸取其周围的热量，因此其所处之周围雪被融化了。
方以智仔细地观察到这种热传导现象，但他不能正确解释其缘故。
方以智还写道：“冰在暑时以厚絮裹之，虽置日不化。
惟见风始化。
”以几层棉被将冰裹起，这就相当于隔绝了它和外界系统的热交换。
因此虽在日光下，它也不融化，或融化极为缓慢。
然而一旦风吹，当风透过棉被时，热交换随即产生，冰就融化了。
方以智观察自然现象是极仔细认真的，但对此类现象的解释亦未免过于笼统。
四、热现象的技术应用古代就曾有现代意义下的所谓“热气球”的描述；《淮南万毕术》写道：“艾火令鸡子飞。
”高诱注曰：“取鸡子去壳，燃艾火内空中，疾风高举，自飞去。
”这个过程与今日热气球升空十分相似。
无论蛋膜升空实验是否成功，在淮南王刘安的上千门客中，可能有人知道热气球升空的原理。
虽然一些技术细节使我们无从知晓，致使我们今天的复原猜测或实验感到为难。
但有一点可以肯定，从“艾火今鸡子飞”的记载中表明汉代人知道热气球可以升空。
李约瑟博士对《淮南万毕术》的记载也极感兴趣。
他评述道：17世纪欧洲人，欢度复活节，曾作过蛋壳升空游戏。
其方法极简单，但要有点诀窍。
吸尽蛋汁，烘干蛋壳，然后由小孔注入少许水，并以蜡封小孔。
这样的蛋壳在炎日下逐渐呈不稳定状态，逐渐变轻，并终于飘浮起来。
飘浮极短时间后即行落下。
这是因为壳内水分蒸发，气体膨胀。
待小孔封蜡经日晒融化，小孔成为排气孔，壳内蒸气适足使壳体升空一个短时间。
待蒸气排尽，空气再渗入，蛋壳即落下。
这个欧洲人的游戏很可能通过来华商人或传教士从中国传播过去的。
中国古代人利用加热空气、造成气流，并用这种气流推动轮轴旋转创制了“走马灯”；走马灯的发明是在《燕京岁时纪》成书之前千余年。
宋代的许多著作记述了走马灯或马骑灯，吴自牧《梦梁录》在述及南宋京城临安（今杭州）夜市时说；“杭城大街，买卖昼夜不绝”，其“春冬，扑卖玉栅小球灯，……走马灯……等物。
”《武林旧事》一书是周密在元朝统治下回忆南宋京城旧事而作，其中述及“灯品”时曾说：“若沙戏影灯，马骑人物、旋转如飞”。
可见，走马灯在南宋时期极为盛行。
清末成书的《燕京岁时纪》写道：“走马灯者，剪纸为轮，以烛嘘之，则车驰马骤、团团不休。
烛灭则顿止矣。
”“走马灯”被称为近代燃气轮机的始祖。
1978年，随县墓考古发掘出曾侯乙（公元前433年之前）使用了一种特殊的青铜制保温器，这种保温器里外两层，外为一方鉴，内装一方壶。
方鉴的盖中有方孔，刚好套在内方壶口上。
盛夏之时，方鉴盛冰，内方壶即可盛食物，或冰冻酒水。
因外方鉴容积大，热容量也大，盛冰时方壶不易升温，保持食物新鲜而不致腐败。
它或许就是西周时期所谓冰鉴，也未可知。
当方鉴盛热水时，方壶内酒水或食物可以保温，以便冬日使用。
这种夹层的保温装置，是热传导原理的巧妙应用。
或许正是它启发人们创制利用热辐射原理的保温瓶。
洪迈的《夷坚志》中记载：中国人确实在实践上发明了最早的陶瓷质地或琉璃质地的保温瓶。
即使古代发明者对于热辐射、热传导的物理概念尚无所知，而这些技术成就却是非凡的。
另外，古人对石棉隔火特性也有清楚的认识。
石棉，又称石绒，“烧之不燃”，是世界上最早对石棉不燃特性的科学记录。
李时珍还曾描述它的结晶特性：“形如针，文全若木，烧之无烟”。
明代屠龙还特地指出其“隔火”功能。
古代中国人对热现象的技术应用中还有许多发明、发现，如火药的发明，各种固体和液体燃料（如煤、石油）的使用，活塞风箱的创制等等，这充分反映了中国古人的聪明才智。
