中国古代的物理知识
中国古代的许多著作都涉及到了物理知识。小编在这里整理了相关知识，快来学习学习吧!
中国古代的物理知识
《墨经》
《墨经》是墨家学派的著作，也是他们进行私学教育的教材。《墨经》中有关物理知识的内容，主要是在力学和光学方面。
力学方面
《墨经》中对时间和空间概念分别作了正确的定义。如“久，弥异时也”。“宇，弥异所也”。就是说，时间是不同时候的通称。空间是包括各个方面的一切地点。并区分了时间和时刻的概念，如“始，当时也。”“时，或有久，或无久。始，当无久。”就是说，时间可分为“持续(有久)的”和“非持续(无久)的”，即瞬时的两种。“开始”则属于“无久”的瞬时的那一种。墨家又把机械运动定义为“动，或(域)徒也”。意思是说，运动乃是物体空间位置的变动。
《墨经》中对力的概念提出了初步的论述。“力，刑(形)之所以奋也。”即是说，力是使物体开始运动或加快运动的原因。《墨经》中还进一步把重量与力联系了起来，“力，重之谓。下与(举)，重，奋也”。显然它指出了物体的重量也是一种力。并说明物体下落或向上举时，都有力的作用。墨家以桔槔和秤的工作原理为例，总结了杠杆的工作原理，提出了“本(重臂)”、“标(力臂)”、“权”、“重”等概念，论述了等臂杠杆和不等臂杠杆的平衡条件，并指出“挈，长重者下，轻短者上。”即杠杆的平衡，不但取决于两物的重量，还与“本”、“标”的长短有关。可见墨家已知道了可以用两种方法来调节杠杆的平衡，并已进行了杠杆原理的探讨。
墨家还叙述了斜面上的物体失去平衡的道理，以及利用斜面来提升重物的方法。他们曾设计了一种装着滑轮的前低后高的斜面车，称为“车梯”，用来载重物沿斜面不断升高，以节省人力。
光学方面 《墨经》从早就被人们认识的光的直线传播原理出发，首先提出了影与光、物之间的关系。如“景不徙，说在改为。”就是说影是不动的，为什么有时看到影在移动呢?这是由于光源(或物体)移动而使影改变位置的缘故。接着对本影和半影及影子的大小跟光源、物体的关系等等作了论述，如“景二，说在重。”“景之大小，说在迆正、远近。”这两句分别是说，两种阴影区之所以形成，是由于两个光源的光线照射到同一物体上，在物体后面产生的两个阴影区互相重叠的结果。同一物体之影所以会有时大有时小，是由于光线照射于该物体有时斜、有时正，以及光源离物体有时远、有时近的缘故。又如“景倒，在午有端，与景长，说在端”，指出了小孔成像之所以倒立，是由于光线在小孔处交叉，至于像的长短，则与小孔的位置有关。并进一步说“光之人照若射。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。”具体解释了小孔成像的原因。
1 / 4 五则中国古代趣味物理实验：“铜瓮雷鸣”
一：〝铜瓮雷鸣〞实验
西汉刘安(前179～前122)在«淮南万毕术»中云：〝铜瓮雷鸣。〞其注日：〝取沸汤置瓮中，坚塞之，内于井中，那么作雷鸣，闻数十里。〞意思是：把开水倒进铜瓮里(但勿倒满)，将铜瓮密封后丢入井中，声似雷鸣，数十里也能听到。铜瓮怎能〝雷鸣〞?缘由能够有两种：第一，铜瓮在下沉进程中，瓮内水面之上蒸气遇冷降温凝结，压强减低，水的沸点随之降低，水再次沸腾作响;第二，假定瓮壁极薄，当瓮内压强降低时，受大气压加水压的作用，铜瓮向内分裂，形成爆炸，声似雷鸣。上述两种现象，都是经过空气冷凝的方法到达做功的目的。现中学用铁皮盒替代铜瓮演示上述第2种现象，实验时因条件限制不在水中而在空气中停止。假定演示上述第1种现象，那么是将烧瓶内水烧开后稍冷却，再在瓶外浇冷水降温减压来完成。
二：〝虚管悬液〞实验
唐代王冰注解«黄帝内经素问»时指出：〝虚管溉满，捻上悬之，水固不泄，为无升气而不能降也。〞意思是：用手指捏住空管的一端，将管中灌满水后倒过去，水不会从管中流出。由于外面的空气不能进入管中，所以管里的水不会流出来。
这就是〝虚管悬液〞实验，它证明了大气压强的存2 / 4 在。当管中充溢水后，空气不能进入管中。将管倒过去，管内压强为水压，其值通常小于管外的大气压强，故水〝悬〞在管中。这个实验是从〝瓶子倒水〞实验归结过去的。
早在南北朝的«关尹子»一书就已指出：〝瓶有二窍，水实之那么倒泻，开一那么水不下，盖不升那么水不降。〞意思是：在密封的瓶上开两个小孔，瓶中灌满水，水就会从瓶中倒出。假定只在瓶中开一个小孔，水是倒不出来的。由于此时空气不能在瓶中对流。很显然，上下两端启齿的瓶子，下口下面压强为一个大气压加水压，下面压强是一个大气压，这种状况下水会从下口流光。但将瓶的上口封住时，水向下滴落一点点后，瓶内气体体积增大，压强减小，当瓶内气压减小量与瓶中水柱发生的压强相等时(有时只需水的下外表向外凸出一点点就行)，水就不会流出来了。
中国古代物理学
许多固体材料在外力作用下会产生形状变化；当外力撤销时，它又恢复其原来形状。这在物理学上称为弹性变形。竹片、弓干、金属弹簧等等，都具有弹性变形的性能。
中国是毛竹的故乡。竹片所具有的弹性和弹性变形在历代曾被广泛应用。射鸟的弹弓、弓弩的干体，弹棉、碎石、甚至织机上的弹弓，都以竹片制成。20多年以前，曾长期认为中国古代无金属弹簧，弹簧是西方文明的产物。近几十年的考古发掘表明，中国人早在春秋战国时期就制造了金属弹簧。在湖北随县曾侯乙墓中、在襄阳和当阳两地的春秋末到战国中期的墓葬中，都出土了以金属丝绕成的螺旋弹簧，有的迄今尚有弹性。在河北新乐、山西原平等地出土的战国墓中，还发现了金丝盘簧。遗憾的是，它们在汉代之后没有得到进一步发展。中国特有的锁簧和折叠式金属簧(又称“绷子”)得到普遍应用和发展。
金属的弹性和弹性变形是随冶炼技术的发展而提高的。古代中国人在铸造弹性刀剑上曾创造了世界之最。宋代沈括曾记述过与他同时代的人所珍藏的几把宝剑，它们不仅削铁如泥，而且“用力屈之如钩，纵之铿然有声、复直如弦”。其中一剑“可以屈置盒中，纵之复直”(《梦溪笔谈·异事》)。如此屈伸自如的宝剑，犹如今日以弹簧钢制成的卷尺。其实，类似的宝剑一直可以追溯到三国时期，那时，魏文帝曹丕的“灵宝”剑能“舒屈无方”。其后，西晋刘琨在其诗中描述百炼钢的弹性变形，说“何意百炼钢，化为绕指柔”(《文选》卷二五)。宋以后，类似刀剑仍在不断制造，且成为中国传统的冶炼工艺之一。凡此种种，都是古代中国人应用金属的弹性及弹性变形的例证。
至于利用弹性变形的弓箭，中国更有悠久的历史。距今30000年左右的旧石器文化遗址中出土的石镞，就是使用弓箭的证明。西周后期，弓的弹性变形被载入诗歌之中。《诗·小雅·角弓》写道：“骍骍〔xin辛〕角弓，翩其反矣。”大意是：装调好的角弓，总是以反其作用力的方向弹回。
古代人不仅知道弹性变形，而且“弹力”一词也使用甚早。唐代段成式在记述某人踢球时所用的“弹力五斗”(《酉阳杂俎·前集·诡习》)，就是最好的见证。先秦时期，测定弓弩的弹力是宫廷作坊规定的制度之一。《考工记·弓人》记述弓箭制造技术中指出要“量其力”。这表明当时已有测量弓弩弹力的器具与方法。许多典籍中也留下了测量数据的记载。如，《左传·定公八年》说：“颜高之弓六钧”；《管子·轻重甲》说：“十钧之弩”，等等。令人惊讶的是，在居延汉简中，内载弓弩弹力数值者达94处之多，其计量单位不仅准确到石、钧，有的甚至精确到斤、两。更值得一提的是这些测量数值居然和现代力学中用以表示材料刚度(即材料抵抗变形的能力)的大小达到惊人的一致。由此可知，古代中国人早就开始测量材料的刚度了。
中国古代物理学的发展
中国古代物理学的发展
中国有着悠久的历史和灿烂的文化，为世界文明做出了不可或缺的贡献。科学技术是人类文明的重要组成部分,是推动文明发展的重要动力。中国古代文明这颗参天大树的枝头缀满了奇花异果，为世界文明增添了盎然生机。中国古人为科学技术的发展做了汗牛充栋的工作，他们的智慧凝聚在物化了的、丰富多姿的科技活动之中，使中国的科学技术和文化赋予了博大精深的内涵；而中国古代物理学则是中国古代文明的重要组成部分.
中国古代物理学经历了三个发展阶段：从萌芽远古到春秋战国时期，到秦汉到明末的普遍进展；再到明末到清末，传统物理学逐渐走向衰落、西方近代物理学的传入。物理学是与生活和生产技术密切相关的；旧石器时代人们打制的石质尖状器或刮削器，表明他们可能领悟到物体的硬度、强度以及锋刃与尖劈的作用.弓箭的发明与应用为后来对弹性材料的理论认识奠定了雄厚的基础.新石器时代制造的各种带有木柄的生活和生产用具，表明杠杆早已在实践中被使用了.原始社会时期，钻木取火的技术成为后来热学理论的依据。在河池旁面水寻影、梳妆打扮，又促进了后来各种镜的发展及其成像知识的诞生。令人惊讶的是,公元前6000年，河南舞阳贾湖村人创制了具有六声或七声音阶的骨笛。它表明中国古代的音乐文化远早于古巴比伦文化。声学知识的起点之高、在贾湖骨笛出土之前是任何人也想象不到的。
夏、商、西周时期，各种工具与机械的制造，使人们积累了大量的物理经验。殷商时期，人们已经制造了镜面微凸的青铜镜。晚商与西周时期，编磐、编钟大发展.公元前10世纪,钟工和乐师通过调音而创制了双音钟，即一个钟壳能发出二个基音。这是人类声学技术的非凡成就.反映了西周典章制度的《周礼·典同》记下了十二种钟的形状及其与音量、音质的定性关系，这是有关壳体振动知识的第一次经验性总结。十二律音调体系亦可能完成于商、周之际。以《考工记》和《墨经》为代表，标志春秋战国时期中国物理学的萌芽.除了《考工记》和《墨经》之外，《国语·周语》、《管子·地员》、《韩非子》等等也是先秦时期与物理学较为相关的著作。它们所述及的弦长与音调的定量关系，共振知识，电磁知识和“司南”的制造,材料力学和影戏的起源，等等，都在物理学史上具有重要意义。曾侯乙编钟的制造及其乐律铭文，表明春秋战国之际声学曾达到高度发达的水平. 汉代以后，我国已完全进入铁器时代。钢铁技术长足进步，从而为科学技术的发展打下了基础.在此时期，与物理学密切相关的机械制造技术有较大的发展。西汉发明了铁齿轮、滚动轴承，被广泛用于起重.人们根据杠杆、轮、偏心轮、连杆、绳索或传动带等简单机械的原理创造出各种复杂机械。西汉长安巧工丁缓(生卒年代不祥)发明“被中香炉”，毕岚（活跃于2世纪下半叶）造翻车；西汉末，水碓遍布;东汉初,杜诗（?～38）造水排,随后,水磨应运而生；东汉张衡(78～139）创制地动仪；三国马钧（生于3世纪）造指南车；晋代葛洪（284～364）发明具有螺旋桨原理的“飞车"；南北朝时期,祖冲之（429～500）又创制“千里船”。隋唐时期，李皋（生卒年代不祥）制造车轮船,使桨式间歇运动变成轮式连续运动。水力运转的浑象具有减速传动装置和棘轮系统.更有现代技术意义的是唐代杨务廉（生活于7世纪）第一次创制了具有人工合成言语声的机械木偶。这个时期的物理学发展表现在有更多的著作记述了各方面的物理经验和知识。
