zx1物理學(xué)史中國古代物理學(xué)

1、LOGO物理學(xué)史物理學(xué)史物理學(xué)院物理學(xué)院 張張 雪雪LOGO 第一篇第一篇 古代物理學(xué)古代物理學(xué) 第一章第一章 中國古代物理學(xué)中國古代物理學(xué)第二章第二章 西方古代物理學(xué)西方古代物理學(xué)LOGO 第一篇第一篇 古代物理學(xué)古代物理學(xué) 第一章第一章 中國古代物理學(xué)中國古代物理學(xué)第二章第二章 西方古代物理學(xué)西方古代物理學(xué)一、物質(zhì)本原思想一、物質(zhì)本原思想二二.物理學(xué)知識的積累物理學(xué)知識的積累LOGO 在古代，無論是古希臘還是中國，都談不上有在古代，無論是古希臘還是中國，都談不上有“物理物理學(xué)學(xué)”。當(dāng)時人們還不可能自覺地、系統(tǒng)地運用實驗方法，。當(dāng)時人們還不可能自覺地、系統(tǒng)地運用實驗方法，也不可能通過嚴(yán)密的邏

2、輯推理和數(shù)學(xué)形式進(jìn)行科學(xué)的概括，也不可能通過嚴(yán)密的邏輯推理和數(shù)學(xué)形式進(jìn)行科學(xué)的概括，使之成為完整的知識體系。但這一階段仍是物理學(xué)形成和使之成為完整的知識體系。但這一階段仍是物理學(xué)形成和發(fā)展的先導(dǎo)和淵源。是物理學(xué)發(fā)展的孕育和萌芽時期。發(fā)展的先導(dǎo)和淵源。是物理學(xué)發(fā)展的孕育和萌芽時期。 在中國，在中國，自夏、商、西周起自夏、商、西周起，隨著手工技術(shù)的發(fā)展，隨著手工技術(shù)的發(fā)展，物理知識開始積累。物理知識開始積累。春秋戰(zhàn)國時期春秋戰(zhàn)國時期科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，中科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，中國古代物理學(xué)開始形成國古代物理學(xué)開始形成 ；秦漢時期秦漢時期，形成一個發(fā)展高峰；，形成一個發(fā)展高峰；宋元時期宋元時期達(dá)到鼎盛。至

3、此，在西方近代科學(xué)誕生之前，中達(dá)到鼎盛。至此，在西方近代科學(xué)誕生之前，中國的科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域都居世界領(lǐng)先地位。國的科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域都居世界領(lǐng)先地位。明末至清初明末至清初以后，科學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展逐漸落后于西方，這一時期，以后，科學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展逐漸落后于西方，這一時期，西方物理知識開始向中國輸入。西方物理知識開始向中國輸入。第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：

4、物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想 陰陽學(xué)說陰陽學(xué)說 陰陽是中國古代哲學(xué)的一對范疇。陰陽的最初涵義是表陰陽是中國古代哲學(xué)的一對范疇。陰陽的最初涵義是表示陽光的向背，向日為陽，背日為陰。示陽光的向背，向日為陽，背日為陰。 后來，又給它賦予了一定的意義，把自然界和社會上一后來，又給它賦予了一定的意義，把自然界和社會上一切對立的現(xiàn)象抽象為陰陽，用陰陽概念來解釋自然界兩種對切對立的現(xiàn)象抽

5、象為陰陽，用陰陽概念來解釋自然界兩種對立和相互消長的物質(zhì)勢力，用來解釋天文氣象、四季變化、立和相互消長的物質(zhì)勢力，用來解釋天文氣象、四季變化、萬物興衰等自然現(xiàn)象。萬物興衰等自然現(xiàn)象。 如氣候的寒暖，方位的上下、左右、內(nèi)外，運動狀態(tài)的如氣候的寒暖，方位的上下、左右、內(nèi)外，運動狀態(tài)的躁動和寧靜，以及天地、男女、晝夜、君臣、夫妻等。躁動和寧靜，以及天地、男女、晝夜、君臣、夫妻等。 陽陽代表積極、進(jìn)取、剛強、上升、溫?zé)?、明亮、雄性、代表積極、進(jìn)取、剛強、上升、溫?zé)帷⒚髁?、雄性、太陽等陽性和具有這些特征的事物；太陽等陽性和具有這些特征的事物； 陰陰代表消極、退讓、柔弱、下降、寒冷、晦暗、雌性、代表消極、

6、退讓、柔弱、下降、寒冷、晦暗、雌性、月亮等陰性和具有這些特征的事物。月亮等陰性和具有這些特征的事物。LOGO 認(rèn)為：認(rèn)為：陰陽的對立統(tǒng)一運動，是自然界一切事物發(fā)生、發(fā)陰陽的對立統(tǒng)一運動，是自然界一切事物發(fā)生、發(fā)展、變化及消亡的根本原因。是自然界一切事物運動變化的固展、變化及消亡的根本原因。是自然界一切事物運動變化的固有規(guī)律。陰陽的對立和消長是宇宙的基本規(guī)律。有規(guī)律。陰陽的對立和消長是宇宙的基本規(guī)律。陰陽學(xué)說的陰陽學(xué)說的基本內(nèi)容基本內(nèi)容包括陰陽對立、陰陽互根、陰陽消包括陰陽對立、陰陽互根、陰陽消長和陰陽轉(zhuǎn)化四個方面。長和陰陽轉(zhuǎn)化四個方面。 “陰陽有序、整體和諧陰陽有序、整體和諧”是世間的最佳狀態(tài)

7、，是世間的最佳狀態(tài)，也是事物穩(wěn)定的基本保證。也是事物穩(wěn)定的基本保證。第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO 周易周易以陰陽的范疇為基礎(chǔ)，說明天地以陰陽的范疇為基礎(chǔ)，說明天地變化及各種現(xiàn)象：變化及各種現(xiàn)象：“易有太極，是生兩儀；兩儀易有太極，是生兩儀；兩儀生四象，四象生八卦生四象，四象生八卦”（易經(jīng)易經(jīng)系辭上系辭上）。）。意思是：宇宙的的本原是意思是：宇宙的的本原是太極太極（物質(zhì)的原始（物質(zhì)的原始狀態(tài)），太極生出天地（陰陽），天地生出四時狀態(tài)），太極生出天地（陰陽），天地生出四時（春、夏、秋、冬），再生出（春、夏、秋、冬），再生出八卦八卦（天、地、（天、地、山、澤、水、火、風(fēng)、雷）。山

8、、澤、水、火、風(fēng)、雷）。 白紙稱為白紙稱為無極無極，畫上一個，畫上一個圓圈圓圈，稱為無極生太極（宇宙），中間一條稱為無極生太極（宇宙），中間一條曲線分成黑白兩個部分，稱為太極生曲線分成黑白兩個部分，稱為太極生兩儀，中間的兩儀，中間的曲線曲線表示了陰陽的相互表示了陰陽的相互運動和相互轉(zhuǎn)化。黑白兩個半球中各運動和相互轉(zhuǎn)化。黑白兩個半球中各有一個與之顏色相反的小圓圈，稱為有一個與之顏色相反的小圓圈，稱為陰陽子，表示陰中有陰陽子，表示陰中有陽陽，陽中有，陽中有陰陰。 LOGO 周易周易是以陰（陰爻）、陽（陽是以陰（陰爻）、陽（陽爻爻）為基本單位而形成的一種對事物的理論）為基本單位而形成的一種對事物的理

9、論性把握。陰與陽二單位的不同組合形成八卦，性把握。陰與陽二單位的不同組合形成八卦，將八卦中之任意兩卦疊合即形成六十四卦。每將八卦中之任意兩卦疊合即形成六十四卦。每卦有六爻，共組成卦有六爻，共組成384384爻。八卦的卦、爻、位爻。八卦的卦、爻、位之間，有復(fù)雜的關(guān)系，之間，有復(fù)雜的關(guān)系，6464卦的卦象變化和爻數(shù)卦的卦象變化和爻數(shù)就更加復(fù)雜，它反映了事物之間錯綜復(fù)雜的相就更加復(fù)雜，它反映了事物之間錯綜復(fù)雜的相互關(guān)系。互關(guān)系。在易學(xué)中，事物的性質(zhì)即由陰與陽所在易學(xué)中，事物的性質(zhì)即由陰與陽所占整體成份之多少及陰陽空間相對位置關(guān)系所占整體成份之多少及陰陽空間相對位置關(guān)系所決定。決定。第一節(jié)：物質(zhì)本原思

10、想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGOLOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGOLOGOLOGOLOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGO 五行五行：金、木、水、火、土五種基本物質(zhì)或元素。：金、木、水、火、土五種基本物質(zhì)或元素?！八谎咨?，木曰曲直，金曰從革，土爰稼穡。曰炎上，木曰曲直，金曰從革，土爰稼穡?！保ㄉ袝袝楹榉斗叮?構(gòu)成構(gòu)成：世界萬物皆由上述五種元素構(gòu)成。：世界萬物皆由上述五種元素構(gòu)成?！耙酝僚c金、以土與金、木、火、水雜，以

11、成百物木、火、水雜，以成百物”（國語國語鄭語鄭語）。）。 第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO 相互關(guān)系相互關(guān)系：相生與相克：土：相生與相克：土生金、金生水、水生木、木生金、金生水、水生木、木生火、火生金；土克水、水生火、火生金；土克水、水克火、火克金、金克木、木克火、火克金、金克木、木克土?？送?。五行依一定的相生次五行依一定的相生次序而相生；又依一定的相克序而相生；又依一定的相克次序而相征服。這種關(guān)系深次序而相征服。這種關(guān)系深刻地揭示了組成世界的五種刻地揭示了組成世界的五種基本物質(zhì)元素在相互轉(zhuǎn)化的基本物質(zhì)元素在相互轉(zhuǎn)化的復(fù)雜變換過程中，生成和消復(fù)雜變換過程中，生成和消失的速率是受

12、控的，在量上失的速率是受控的，在量上是互補的，因而元素的種類是互補的，因而元素的種類和總量不增不減，物質(zhì)守恒。和總量不增不減，物質(zhì)守恒。第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想 發(fā)展：發(fā)展：五行說的起源早于五行說的起源早于“太極太極”和和“道道” ，在殷末，在殷末已普遍流傳；春秋戰(zhàn)國時期，五行說與陰陽說相結(jié)合，形已普遍流傳；春秋戰(zhàn)國時期，五行說與陰陽說相結(jié)合，形成了陰陽五行說，形成了五行相生相克的關(guān)系。宋代以后，成了陰陽五行說，形成了五行相生相克的關(guān)系。宋代以后，五行作為由太極到萬物的中間環(huán)節(jié)，被容納于宇宙生成體五行作為由太極到萬物的中間環(huán)節(jié)，被

13、容納于宇宙生成體系之中。宇宙由太極而生，太極生出陰陽，陰陽生出五行，系之中。宇宙由太極而生，太極生出陰陽，陰陽生出五行，五行相互作用，生出男女及世間萬物。五行相互作用，生出男女及世間萬物。和西方比較：和西方比較：古希臘的四根說，古印度的四大說，無金。古希臘的四根說，古印度的四大說，無金。LOGO四、四、 元氣說元氣說1. 1. 概述：概述：中國古代的哲人們期望著將世界萬物本源歸結(jié)為一中國古代的哲人們期望著將世界萬物本源歸結(jié)為一種統(tǒng)一的物質(zhì)，認(rèn)為世界應(yīng)該是由一種連續(xù)分布于整個空間種統(tǒng)一的物質(zhì)，認(rèn)為世界應(yīng)該是由一種連續(xù)分布于整個空間的物質(zhì)所構(gòu)成，而不像的物質(zhì)所構(gòu)成，而不像“五形說五形說”是各種元素

14、的組合。在是各種元素的組合。在“道道”和和“太極太極”的思想指導(dǎo)下，逐漸形成并發(fā)展成為在中的思想指導(dǎo)下，逐漸形成并發(fā)展成為在中國古代自然觀中重要的、占主流地位的國古代自然觀中重要的、占主流地位的“元氣說元氣說”。 春秋戰(zhàn)國時期，春秋戰(zhàn)國時期，老子老子認(rèn)為由最高范疇的道生出陰陽二氣，認(rèn)為由最高范疇的道生出陰陽二氣，進(jìn)而產(chǎn)生萬物。進(jìn)而產(chǎn)生萬物。莊子莊子繼承和發(fā)揚老子的學(xué)說，提出繼承和發(fā)揚老子的學(xué)說，提出“通天下通天下一氣一氣”的思想。戰(zhàn)國末期的的思想。戰(zhàn)國末期的荀（荀（xnxn）況）況也指出氣是構(gòu)成萬也指出氣是構(gòu)成萬物的基本元素。物的基本元素。 元氣說在春秋戰(zhàn)國時期出現(xiàn)，在漢代逐漸成熟，經(jīng)過唐、元

15、氣說在春秋戰(zhàn)國時期出現(xiàn)，在漢代逐漸成熟，經(jīng)過唐、宋得到相當(dāng)大的發(fā)展，明末清初達(dá)到高峰。由漢代的王充、宋得到相當(dāng)大的發(fā)展，明末清初達(dá)到高峰。由漢代的王充、唐代的柳宗元和劉禹錫為代表，形成了唐代的柳宗元和劉禹錫為代表，形成了“元氣自然論元氣自然論”；由；由宋代張載和明末清初的王夫之為代表形成了宋代張載和明末清初的王夫之為代表形成了“元氣本體論元氣本體論”。第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO2 2“元氣說元氣說”的主要思想的主要思想氣是充滿整個宇宙氣是充滿整個宇宙 客觀存在的物質(zhì)，是萬物本原?？陀^存在的物質(zhì)，是萬物本原。 王充在王充在論衡論衡中說：中說：“天地，含氣之自然也。天地，含氣

16、之自然也?！闭撜摵夂?談天談天，“天地合氣，萬物自生天地合氣，萬物自生”論衡論衡 自然自然。 王充（王充（27-27-約約9797）：）：東漢時期的唯物主義哲學(xué)家和進(jìn)步東漢時期的唯物主義哲學(xué)家和進(jìn)步思想家，創(chuàng)立了以氣為基礎(chǔ)的元氣自然論。主要著作有思想家，創(chuàng)立了以氣為基礎(chǔ)的元氣自然論。主要著作有論論衡衡，共，共3030卷，卷，8585篇，涉及力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁篇，涉及力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等多方面的知識，是我國中古時期的一部百科全書。學(xué)等多方面的知識，是我國中古時期的一部百科全書。第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO2 2“元氣說元氣說”的主要思想的主要思想氣有聚散

17、兩態(tài)，太虛為氣，氣形轉(zhuǎn)化氣有聚散兩態(tài)，太虛為氣，氣形轉(zhuǎn)化 張載（張載（1020102010771077，宋）：，宋）：“太虛者，氣之體太虛者，氣之體形聚形聚為物，形潰反原為物，形潰反原”正蒙正蒙 乾稱乾稱 王夫之王夫之（1619161916921692，明末清初，明末清初) )：“虛空者，氣之量，虛空者，氣之量，氣彌淪無崖而希微不形，則人見虛空而不見氣。凡虛空者，氣彌淪無崖而希微不形，則人見虛空而不見氣。凡虛空者，氣也。氣也。聚則顯，顯則人謂之有；散則隱，隱則人謂之無聚則顯，顯則人謂之有；散則隱，隱則人謂之無。”張子正蒙注張子正蒙注太和太和。第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO氣分

18、陰陽，永遠(yuǎn)處于運動變化之中氣分陰陽，永遠(yuǎn)處于運動變化之中物質(zhì)不滅思想物質(zhì)不滅思想 王夫之王夫之張子正蒙注張子正蒙注太和太和：氣：氣“散而歸于太虛，復(fù)其散而歸于太虛，復(fù)其氤氳之本體，非消滅也。聚而為庶物之生，自氤氳之常性，氤氳之本體，非消滅也。聚而為庶物之生，自氤氳之常性，非幻成也非幻成也”“”“聚散變化，而氣本體不為之損益聚散變化，而氣本體不為之損益。”；“車薪車薪之火，一烈而盡，而為焰，為煙，為燼，木者仍歸木，水者之火，一烈而盡，而為焰，為煙，為燼，木者仍歸木，水者仍歸水，土者仍歸土，特希微而人不見者。仍歸水，土者仍歸土，特希微而人不見者?！?；“一甑一甑（zengzeng）之炊，濕熱之氣，蓬

19、蓬勃勃，必有所歸；若蓋嚴(yán)密，）之炊，濕熱之氣，蓬蓬勃勃，必有所歸；若蓋嚴(yán)密，則郁而不散。則郁而不散?！钡谝还?jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO3.3.元氣說的局限、以太和場元氣說的局限、以太和場 元氣學(xué)說注重元氣學(xué)說注重物質(zhì)連續(xù)與不連續(xù)的相互統(tǒng)一，強調(diào)事物間物質(zhì)連續(xù)與不連續(xù)的相互統(tǒng)一，強調(diào)事物間的相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化。符合自然界的真實變化，與自然本的相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化。符合自然界的真實變化，與自然本性更接近。但元氣說終究是一種思辯理論，沒有實驗、數(shù)學(xué)性更接近。但元氣說終究是一種思辯理論，沒有實驗、數(shù)學(xué)等科學(xué)方法的配合，長期停留在推測、玄想階段，致使中國等科學(xué)方法的配合，長期停留在推測、玄

20、想階段，致使中國沒有走上誕生近代科學(xué)的道路。沒有走上誕生近代科學(xué)的道路。 中國古代的氣概念因為在理論上要泛化而更多脫離了自然中國古代的氣概念因為在理論上要泛化而更多脫離了自然存在的一種物質(zhì)形態(tài)的范疇，另一方面在抽象程度上又沒能達(dá)存在的一種物質(zhì)形態(tài)的范疇，另一方面在抽象程度上又沒能達(dá)到哲學(xué)的高度。在具體運用中氣的內(nèi)涵也是可以在抽象的元氣到哲學(xué)的高度。在具體運用中氣的內(nèi)涵也是可以在抽象的元氣與具體的空氣間漂移。與具體的空氣間漂移。盡管也被中國古人用來解釋自然現(xiàn)象，盡管也被中國古人用來解釋自然現(xiàn)象，但在中國的文化中，氣更多地成為了自然哲學(xué)層次的概念而不但在中國的文化中，氣更多地成為了自然哲學(xué)層次的概

21、念而不是物理學(xué)層次的概念是物理學(xué)層次的概念。第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想第一節(jié)：物質(zhì)本原思想LOGO第一節(jié)：物質(zhì)本原思想思考第一節(jié)：物質(zhì)本原思想思考LOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGO54%0.4%LOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGO第二節(jié)第二節(jié) 物理學(xué)知識的積累物理學(xué)知識的積累

22、 力學(xué)知識起源于古代人對自然現(xiàn)象的觀察和生力學(xué)知識起源于古代人對自然現(xiàn)象的觀察和生產(chǎn)勞動中的實踐經(jīng)驗，并逐步發(fā)展為生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)勞動中的實踐經(jīng)驗，并逐步發(fā)展為生產(chǎn)技術(shù)和初步的自然哲理，這在東西方古代都是如此。初步的自然哲理，這在東西方古代都是如此。 在我國古代，手工工藝技術(shù)成果遠(yuǎn)比經(jīng)驗性的在我國古代，手工工藝技術(shù)成果遠(yuǎn)比經(jīng)驗性的理論總結(jié)突出得多，這是中國古代對力學(xué)研究的理論總結(jié)突出得多，這是中國古代對力學(xué)研究的主要特點。從時間來看，大體可分為春秋戰(zhàn)國、主要特點。從時間來看，大體可分為春秋戰(zhàn)國、兩漢、宋明三個高潮。兩漢、宋明三個高潮。LOGO第二節(jié)第二節(jié) 物理學(xué)知識的積累物理學(xué)知識的積累一一 力學(xué)

23、力學(xué)1.1.物理計量：物理計量：時間計量、時間計量、度量衡度量衡2.2.時間、空間、運動：時間、空間、運動： 空間和時間空間和時間 運動與靜止運動與靜止 運動的相對性運動的相對性3.3.對力的認(rèn)識：對力的認(rèn)識：4.4.力學(xué)知識的應(yīng)用力學(xué)知識的應(yīng)用一一 力力 學(xué)學(xué)1.1.物理計量物理計量時間計量時間計量 a.a.干支紀(jì)法干支紀(jì)法：春秋時魯隱公三年（前：春秋時魯隱公三年（前722722）二月己巳日至清宣統(tǒng)年）二月己巳日至清宣統(tǒng)年（19111911）。）?！案芍Ц芍А笔鞘恰疤旄商旄伞焙秃汀暗刂У刂А钡暮戏Q。的合稱。 天干：天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、

24、壬、癸。 地支：地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。（注：十二地支對應(yīng)十二生肖子：鼠；丑：牛；寅：虎；卯：兔；辰：龍；巳：蛇； 午：馬；未：羊；申：猴；酉：雞；戌：狗；亥：豬。） 組成組成“六十干支六十干支”：甲子、乙丑、：甲子、乙丑、癸酉、甲戊、乙亥癸酉、甲戊、乙亥癸亥。共癸亥。共6060個組合，也稱個組合，也稱“六十甲子六十甲子”，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。 把天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。把天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。 依次定義為數(shù)字依次定義為數(shù)字 4 4甲甲 5 5乙乙

25、6 6丙丙 7 7丁丁 8 8戊戊 9 9己己 0 0庚庚 1 1辛辛 2 2壬壬 3 3癸癸 把地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、把地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。亥。 也依次定義為數(shù)字也依次定義為數(shù)字 4 4子子 5 5 丑丑 6 6寅寅 7 7卯卯 8 8辰辰 9 9巳巳 1010午午 1111未未 0 0申申 1 1酉酉 2 2戌戌 3 3亥亥 天干就不用計算了，年份末位數(shù)字即是對應(yīng)的天干。比如天干就不用計算了，年份末位數(shù)字即是對應(yīng)的天干。比如20102010年，年份末位數(shù)字是年，年份末位數(shù)字是0 0 可得出天干是可得出天干是“庚庚” ” 1911

26、1911年，年，年份末位數(shù)字是年份末位數(shù)字是1 1 可得出天干是可得出天干是“辛辛” ” 再來說一下地支，年份除以再來說一下地支，年份除以1212看余數(shù)就行了。比如看余數(shù)就行了。比如2101/12 2101/12 余數(shù)是余數(shù)是6,6,可得地支是可得地支是“寅寅”，1911/12 1911/12 余數(shù)是余數(shù)是3 3 可得地支是可得地支是“亥亥”這樣就可以輕松算出這樣就可以輕松算出19111911年是農(nóng)歷辛亥年，而年是農(nóng)歷辛亥年，而20102010年年是農(nóng)歷庚寅年是農(nóng)歷庚寅年LOGO一一 力力 學(xué)學(xué)1.1.物理計量物理計量時間計量時間計量 a.a.干支紀(jì)法干支紀(jì)法：春秋時魯隱公三年（前：春秋時魯隱

27、公三年（前722722）二月己巳日至清宣統(tǒng)年）二月己巳日至清宣統(tǒng)年（19111911）。）。“干支干支”是是“天干天干”和和“地支地支”的合稱。的合稱。 天干：天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。 地支：地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。 組成組成“六十干支六十干支”：甲子、乙丑、：甲子、乙丑、癸酉、甲戊、乙亥癸酉、甲戊、乙亥癸亥。共癸亥。共6060個組合，也稱個組合，也稱“六十甲子六十甲子”，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。 b.b.十二時辰記時法十二時辰記時法：

28、子時：子時：23231 1時，丑時：時，丑時：1 13 3時，時，, ,亥時：亥時：21212323時。時。 c. c.百刻時制（漏壺記時制）百刻時制（漏壺記時制）： 采用采用日晷日晷或或漏壺漏壺將一晝夜分為十時，一時分為十刻。將一晝夜分為十時，一時分為十刻?？炭虨槁貫槁氐幕居洉r單位，在竹或木制的箭上的基本記時單位，在竹或木制的箭上100100個等分刻度，其高度正好等于一個等分刻度，其高度正好等于一晝夜漏壺滴水的高度。晝夜漏壺滴水的高度。1 1刻等于現(xiàn)在的刻等于現(xiàn)在的14.414.4分鐘。分鐘。 d. d.機械記時：機械記時： 東漢時期張衡東漢時期張衡117117年發(fā)明年發(fā)明渾天儀渾天儀

29、，用于測定天體位置，一天轉(zhuǎn)一周。，用于測定天體位置，一天轉(zhuǎn)一周。后經(jīng)唐宋發(fā)展，成為世界上最早的天文鐘。后經(jīng)唐宋發(fā)展，成為世界上最早的天文鐘。LOGO星晷星晷月晷月晷圭表圭表日晷日晷漏漏壺壺： 漏壺有兩種形式：漏壺有兩種形式：瀉水型（沉漏）瀉水型（沉漏）和和受水型受水型。我國最早的西漢青銅挈壺為。我國最早的西漢青銅挈壺為瀉水型漏壺，只有一把挈壺，出水口在瀉水型漏壺，只有一把挈壺，出水口在壺底側(cè)。由于挈壺里水位不同時出水速壺底側(cè)。由于挈壺里水位不同時出水速度不同，后來又發(fā)展出受水型。并逐漸度不同，后來又發(fā)展出受水型。并逐漸由最初的兩壺發(fā)展成多壺。右圖為根據(jù)由最初的兩壺發(fā)展成多壺。右圖為根據(jù)唐朝呂才

30、唐朝呂才歷象匯編歷法典歷象匯編歷法典9999卷刻漏卷刻漏圖制作的四級漏壺。圖制作的四級漏壺。LOGOLOGO玉壺浮漏：玉壺浮漏： 宋代沈括在多級漏壺的基礎(chǔ)上發(fā)明了浮漏，每晝夜誤差宋代沈括在多級漏壺的基礎(chǔ)上發(fā)明了浮漏，每晝夜誤差小于小于2020秒。宋代燕肅制作的蓮花漏改進(jìn)了刻箭的刻度方法，秒。宋代燕肅制作的蓮花漏改進(jìn)了刻箭的刻度方法，精度提高到精度提高到14.414.4秒；宋代趙友欽則將精度提高秒；宋代趙友欽則將精度提高6 6秒。秒。 宋天圣八年(1030)燕肅(生卒不詳)發(fā)明“蓮花漏”，精度大為提高。其法是使漏壺水面總保持漫溢高度，從而使水壓穩(wěn)定而流速不變。沈括承襲這一成果，于熙寧七年(107

31、4)在司天監(jiān)制成玉壺浮漏（圖3），還寫了一篇呈皇帝的浮漏議，這是現(xiàn)存關(guān)于刻漏的最詳盡的也是最高水平的文獻(xiàn)，全文完整地收存在宋史天文志中。 LOGOLOGO度量衡：度量衡：度度-長度長度 量量-容量容量 衡衡-重量重量 漢書漢書 律歷志律歷志詳細(xì)記載：詳細(xì)記載：長度單位：引、丈、尺、寸、分，十進(jìn)制；長度單位：引、丈、尺、寸、分，十進(jìn)制；容量單位：斛（容量單位：斛（h)h)、斗、升、合、龠（、斗、升、合、龠（yuyu），十進(jìn)制。），十進(jìn)制。 重量單位：石、鈞、斤、兩、銖重量單位：石、鈞、斤、兩、銖zh，非十進(jìn)制。，非十進(jìn)制。長度：長度：孔子家語孔子家語記載：記載：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋布指

32、知寸，布手知尺，舒肘知尋”即：即：從中指的指端到第一橫紋叫一寸，拇指和中指一扎為一尺，兩臂伸開從中指的指端到第一橫紋叫一寸，拇指和中指一扎為一尺，兩臂伸開長八尺，叫一尋。長八尺，叫一尋。孫子算經(jīng)孫子算經(jīng)：“度之所起，起與忽。蠶吐絲為忽。度之所起，起與忽。蠶吐絲為忽。十忽為一絲，十絲為一毫，十毫為一厘，十厘為一分。十忽為一絲，十絲為一毫，十毫為一厘，十厘為一分?！?。 漢書漢書律歷志律歷志記載：記載：“度本起黃鐘之長。度本起黃鐘之長。九十分黃鐘之長，九十分黃鐘之長，一為一分，十分為寸，十寸為尺，十尺為丈，十丈為引一為一分，十分為寸，十寸為尺，十尺為丈，十丈為引”。LOGO度量衡：度量衡：度度-長度

33、長度 量量-容量容量 衡衡-重量重量 漢書漢書 律歷志律歷志詳細(xì)記載：詳細(xì)記載：長度單位：引、丈、尺、寸、分，十進(jìn)制；長度單位：引、丈、尺、寸、分，十進(jìn)制；容量單位：斛（容量單位：斛（h)h)、斗、升、合、龠（、斗、升、合、龠（yuyu），十進(jìn)制。），十進(jìn)制。 重量單位：石、鈞、斤、兩、銖重量單位：石、鈞、斤、兩、銖zh，非十進(jìn)制。，非十進(jìn)制。容量：容量：一手所盛為一手所盛為“溢溢”, ,二手合盛為二手合盛為“掬掬”, ,“掬四謂之豆掬四謂之豆” （小爾小爾雅雅廣量廣量）左傳左傳昭公三年昭公三年說說“四升為豆四升為豆”，這兩種說法是相通的，這兩種說法是相通的，就是說掬也就是升。升的本義是就是說

34、掬也就是升。升的本義是“登登”、“進(jìn)進(jìn)”的意思，兩手所盛是基本的的意思，兩手所盛是基本的容量數(shù)，然后從這個數(shù)登進(jìn)，按四進(jìn)有豆、區(qū)、釜，按十進(jìn)有斗、斛。所以容量數(shù)，然后從這個數(shù)登進(jìn)，按四進(jìn)有豆、區(qū)、釜，按十進(jìn)有斗、斛。所以升（亦即掬）是容量的基本單位。后來升（亦即掬）是容量的基本單位。后來漢書漢書律歷志律歷志對容量單位作了系對容量單位作了系統(tǒng)的整理，命名為龠、合、升、斗、斛五量，一合等于二龠，合以上都是十統(tǒng)的整理，命名為龠、合、升、斗、斛五量，一合等于二龠，合以上都是十進(jìn)（宋以后一斛為五斗）。升是容量的基本單位，斗和斛則為實用單位。至進(jìn)（宋以后一斛為五斗）。升是容量的基本單位，斗和斛則為實用單位

35、。至于于說苑說苑辨物辨物云云“十龠為一合十龠為一合”，說法有所不同，可資參考。附帶提一，說法有所不同，可資參考。附帶提一下石，石本來是重量單位，為一百二十斤，但自秦漢開始，石也作為容量單下石，石本來是重量單位，為一百二十斤，但自秦漢開始，石也作為容量單位，與斛相等。關(guān)于容量的小單位，位，與斛相等。關(guān)于容量的小單位，孫子算經(jīng)孫子算經(jīng)卷上說：卷上說：“六粟為一圭，六粟為一圭，十圭為抄，十抄為撮，十撮為勺，十勺為合。十圭為抄，十抄為撮，十撮為勺，十勺為合?！边@樣，六粟為一圭（一說，這樣，六粟為一圭（一說，十粟為一圭），其余圭、抄、撮、勺以及合、升、斗、斛八個單位，都是十十粟為一圭），其余圭、抄、撮、

36、勺以及合、升、斗、斛八個單位，都是十進(jìn)。這種計算方法，自漢代以后一直都在采用。進(jìn)。這種計算方法，自漢代以后一直都在采用。LOGO度量衡：度量衡：度度-長度長度 量量-容量容量 衡衡-重量重量 漢書漢書 律歷志律歷志詳細(xì)記載：詳細(xì)記載：長度單位：引、丈、尺、寸、分，十進(jìn)制；長度單位：引、丈、尺、寸、分，十進(jìn)制；容量單位：斛（容量單位：斛（h)h)、斗、升、合、龠（、斗、升、合、龠（yuyu），十進(jìn)制。），十進(jìn)制。 重量單位：石、鈞、斤、兩、銖重量單位：石、鈞、斤、兩、銖zh，非十進(jìn)制。，非十進(jìn)制。重量：重量：古人將重量器具稱之為古人將重量器具稱之為衡衡，衡的形式包括：等臂天平、，衡的形式包括：等

37、臂天平、不等臂天平、桿秤。不等臂天平、桿秤。權(quán)權(quán)就是砝碼或秤砣。就是砝碼或秤砣。 公元公元211211年，秦始皇統(tǒng)一中國后，在商鞅變法的基礎(chǔ)上對度年，秦始皇統(tǒng)一中國后，在商鞅變法的基礎(chǔ)上對度量衡進(jìn)行了統(tǒng)一，制發(fā)了一大批度量衡標(biāo)準(zhǔn)器，意義重大。量衡進(jìn)行了統(tǒng)一，制發(fā)了一大批度量衡標(biāo)準(zhǔn)器，意義重大。LOGO2.2.時間、空間和運動時間、空間和運動時間與空間時間與空間尸子尸子“上下四方曰宇，往古今來曰宙上下四方曰宇，往古今來曰宙”。運動的相對性運動的相對性呂氏春秋呂氏春秋：“刻舟求劍刻舟求劍”故事；故事；隋書隋書 天文志天文志：“乘船以涉水，水去船不徙也乘船以涉水，水去船不徙也”，“仰仰游云以觀，日月

38、常動而云不移游云以觀，日月常動而云不移” 。抱樸子抱樸子 塞難塞難：“見游云西行，而謂月之東馳見游云西行，而謂月之東馳”。春秋緯春秋緯 元命苞元命苞（漢代）：（漢代）：“天左旋，地右動天左旋，地右動”。春秋緯春秋緯 考靈曜（考靈曜（yoyo）“地恒動不止，而人不知，比地恒動不止，而人不知，比如人在大舟中，閉牖（如人在大舟中，閉牖（yuyu）而坐，舟行而人不覺）而坐，舟行而人不覺”。比比伽利略（伽利略（1564-16421564-1642）相對性原理）相對性原理早一千多年。早一千多年。3 3 對力的認(rèn)識對力的認(rèn)識（1 1）力的概念）力的概念 墨徑墨徑：“力，刑之所以奮也力，刑之所以奮也”，這里，

39、這里刑刑即形，指物，即形，指物，奮奮即飛，動的意思。即飛，動的意思。 王充王充論衡論衡效力篇效力篇：“人有知學(xué)，則有力矣。文吏以理事人有知學(xué)，則有力矣。文吏以理事為力，而儒為力，而儒 生以學(xué)問為力生以學(xué)問為力”，“舉重拔堅，壯士之力也舉重拔堅，壯士之力也”，“故故 夫墾草殖谷，農(nóng)夫之力也夫墾草殖谷，農(nóng)夫之力也”（東漢）。（東漢）。 西方，西方，1717世紀(jì)初世紀(jì)初弗蘭西斯弗蘭西斯培根培根提出：提出：“知識就是力量知識就是力量”。（3 3）杠桿原理）杠桿原理 墨徑墨徑中對不等臂天平的論述：中對不等臂天平的論述：“衡，加重于其一衡，加重于其一旁，必捶，權(quán)、重相若也。相衡，則本短標(biāo)長。兩加焉，旁，必

40、捶，權(quán)、重相若也。相衡，則本短標(biāo)長。兩加焉，重相若，則標(biāo)必下，標(biāo)得權(quán)也。重相若，則標(biāo)必下，標(biāo)得權(quán)也?！保? 2）外力與內(nèi)力）外力與內(nèi)力 王充王充論衡論衡：“古之多力者，身能負(fù)荷千鈞，手能決古之多力者，身能負(fù)荷千鈞，手能決角伸鉤，使之自舉不能離地。角伸鉤，使之自舉不能離地?！盠OGO（4 4）浮力）浮力：曹沖稱象等。曹沖稱象等。（5 5）彈力）彈力：弓箭的制作等（東漢鄭玄弓箭的制作等（東漢鄭玄127-200127-200）。）。（6 6）大氣壓力）大氣壓力 西漢時期已利用西漢時期已利用虹吸虹吸管管-渴烏，東漢時已廣泛用于渴烏，東漢時已廣泛用于灌溉，唐朝已有隔山取水的大型引水工程。灌溉，唐朝已有隔

41、山取水的大型引水工程。 LOGO（4 4）浮力）浮力：曹沖稱象等。曹沖稱象等。（5 5）彈力）彈力：弓箭的制作等（東漢鄭玄弓箭的制作等（東漢鄭玄127-200127-200）。）。（6 6）大氣壓力）大氣壓力 西漢時期已利用西漢時期已利用虹吸虹吸管管-渴烏，東漢時已廣泛用于渴烏，東漢時已廣泛用于灌溉，唐朝已有隔山取水的大型引水工程。灌溉，唐朝已有隔山取水的大型引水工程。 關(guān)尹子關(guān)尹子：“瓶存二竅，以水實之，倒瀉；閉一則水瓶存二竅，以水實之，倒瀉；閉一則水不下，蓋（氣）不升則水不降。不下，蓋（氣）不升則水不降?！?唐代王冰唐代王冰素問素問：“虛管灌滿，捻上懸之，水固不虛管灌滿，捻上懸之，水固不瀉

42、，瀉，；空瓶小口，頓灌不入，為氣不出而不能入也。；空瓶小口，頓灌不入，為氣不出而不能入也?！保? 7）慣性）慣性：春秋戰(zhàn)國時期的春秋戰(zhàn)國時期的考工記考工記中描述：中描述：“馬力既馬力既竭，軸猶能一取焉竭，軸猶能一取焉”LOGO 4 4 力學(xué)知識應(yīng)用力學(xué)知識應(yīng)用 尖劈、轆轤、滑輪、水轉(zhuǎn)筒車、水轉(zhuǎn)連磨、尖劈、轆轤、滑輪、水轉(zhuǎn)筒車、水轉(zhuǎn)連磨、水碓水碓（dudu 舂米舂米用具）、水排鼓風(fēng)機（公元用具）、水排鼓風(fēng)機（公元3131年東漢南陽太守杜詩發(fā)明）、年東漢南陽太守杜詩發(fā)明）、被中香爐被中香爐、記里鼓車、水運渾象儀等。、記里鼓車、水運渾象儀等。 古代建筑學(xué)上力學(xué)的應(yīng)用：如隋代李春建造的古代建筑學(xué)上力學(xué)

43、的應(yīng)用：如隋代李春建造的趙周橋趙周橋，是我國古代留傳至今最古老、跨度最大、弧度最淺的石拱橋，是我國古代留傳至今最古老、跨度最大、弧度最淺的石拱橋，距今已距今已13001300年；年； 公元公元10561056年建造的遼代山西應(yīng)縣年建造的遼代山西應(yīng)縣木塔木塔，是世界上現(xiàn)存的是世界上現(xiàn)存的最高的古代木構(gòu)建筑，高最高的古代木構(gòu)建筑，高67.3167.31米，經(jīng)受近一個世紀(jì)的風(fēng)雪米，經(jīng)受近一個世紀(jì)的風(fēng)雪襲擊，襲擊，1212次六級以上地震，至今安然屹立。次六級以上地震，至今安然屹立。 宋代建筑師喻皓曾在開封建宋代建筑師喻皓曾在開封建“開寶寺塔開寶寺塔”斜塔斜塔：“塔初塔初成，望之不正，而勢傾西北。人怪而

44、問之。皓曰：成，望之不正，而勢傾西北。人怪而問之。皓曰：京師地京師地平無山，而多西北風(fēng)，吹之不百年當(dāng)正也。平無山，而多西北風(fēng)，吹之不百年當(dāng)正也。”歸田錄歸田錄。 明代的北京明代的北京故宮群故宮群等等。等等。LOGOLOGO 春秋戰(zhàn)國時期（公元前春秋戰(zhàn)國時期（公元前770770前前221221年）年） 公元前公元前316316年，蜀守李冰修建年，蜀守李冰修建都江堰都江堰，“正面取水，側(cè)面排沙正面取水，側(cè)面排沙”，其，其飛沙堰工程巧妙地利用了彎道環(huán)流，說明當(dāng)時測河水流量、了解泥沙規(guī)飛沙堰工程巧妙地利用了彎道環(huán)流，說明當(dāng)時測河水流量、了解泥沙規(guī)律等水力學(xué)知識及水利工程已有相當(dāng)?shù)乃?，成都平原二千多?/p>

45、來始終律等水力學(xué)知識及水利工程已有相當(dāng)?shù)乃?，成都平原二千多年來始終受益。受益。 傳為齊人著的傳為齊人著的考工記考工記，是記錄我國古代農(nóng)具、兵器、樂器、炊具、，是記錄我國古代農(nóng)具、兵器、樂器、炊具、酒具、水利、建筑等古代手工藝規(guī)范的專著。酒具、水利、建筑等古代手工藝規(guī)范的專著。其中慣性現(xiàn)象的記述其中慣性現(xiàn)象的記述“馬力既馬力既竭，輈（竭，輈（zhuzhu，指車轅）猶能一取焉，指車轅）猶能一取焉”，車輪大小與拉力的關(guān)系（輪太低，車輪大小與拉力的關(guān)系（輪太低，馬總是像上坡一樣費勁），箭羽影響箭飛行速度的關(guān)系（馬總是像上坡一樣費勁），箭羽影響箭飛行速度的關(guān)系（“后弱則翔，中強后弱則翔，中強則揚，羽豐

46、則遲則揚，羽豐則遲”），以及堤壩設(shè)計的經(jīng)驗尺寸等，都反映了我國當(dāng)時的生），以及堤壩設(shè)計的經(jīng)驗尺寸等，都反映了我國當(dāng)時的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)驗知識水平。產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)驗知識水平。與與考工記考工記幾乎同時的幾乎同時的墨經(jīng)墨經(jīng)，則進(jìn)一步得出一些初步的，則進(jìn)一步得出一些初步的力學(xué)哲力學(xué)哲理（如理（如“奮奮”“”“衡衡”“”“本本”“”“標(biāo)標(biāo)”“”“重重”“”“權(quán)權(quán)”等），給力下了比較科學(xué)等），給力下了比較科學(xué)的定義：的定義：“力，刑（形）之所以奮也。力，刑（形）之所以奮也?！笨上н@一形成科學(xué)的抽象思維進(jìn)可惜這一形成科學(xué)的抽象思維進(jìn)程在后世沒有順利繼續(xù)下去。這一時期是以記錄與積累生產(chǎn)經(jīng)驗為主，也程在后世沒有

47、順利繼續(xù)下去。這一時期是以記錄與積累生產(chǎn)經(jīng)驗為主，也形成了初步哲理。形成了初步哲理。LOGO 兩漢到五代時期（前兩漢到五代時期（前206206960960） 簡單機械逐漸發(fā)展為精巧的或大型的聯(lián)簡單機械逐漸發(fā)展為精巧的或大型的聯(lián)合機械，合機械，如張衡的水運渾天儀如張衡的水運渾天儀、候風(fēng)地動儀候風(fēng)地動儀，西漢未巧工丁緩（公元西漢未巧工丁緩（公元1 1世紀(jì)）的世紀(jì)）的“被中香被中香爐爐”是世界上已知最早的常平支架，祖沖之是世界上已知最早的常平支架，祖沖之（429429500500年）的水磨等等。年）的水磨等等。LOGO被中香爐是中國古代盛香料熏被褥的球形小爐。被中香爐是中國古代盛香料熏被褥的球形小爐

48、。它的球形外殼和位于中心的半球形爐體之間有它的球形外殼和位于中心的半球形爐體之間有兩層或三層同心圓環(huán)。爐體、內(nèi)環(huán)、外環(huán)和外兩層或三層同心圓環(huán)。爐體、內(nèi)環(huán)、外環(huán)和外殼內(nèi)壁的支承軸線依次互相垂直。爐體由于重殼內(nèi)壁的支承軸線依次互相垂直。爐體由于重力作用，不論球如何滾轉(zhuǎn)，爐口總是保持水平力作用，不論球如何滾轉(zhuǎn)，爐口總是保持水平狀態(tài)。狀態(tài)。LOGO被中香爐被中香爐LOGO水排鼓風(fēng)機水排鼓風(fēng)機（取自（取自王禎農(nóng)書王禎農(nóng)書）LOGO啟啟 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 國國 古古 代代 的的 物物 理理 學(xué)學(xué) 萌萌 芽芽中國古代科技中國古代科技水碓水碓LOGO趙周橋趙周橋LOGO公元公元1056

49、1056年建造的遼代山西應(yīng)縣年建造的遼代山西應(yīng)縣木塔木塔LOGOLOGO 宋元明時期（宋元明時期（96096016441644）蘇頌（蘇頌（1020102011011101）和韓公廉）和韓公廉10921092年建成了年建成了我國古代最大型的先進(jìn)天文鐘樓我國古代最大型的先進(jìn)天文鐘樓“水運儀象水運儀象臺臺”，其結(jié)構(gòu)詳細(xì)載于蘇頌，其結(jié)構(gòu)詳細(xì)載于蘇頌新儀象法要新儀象法要中，中，它涉及天文、力學(xué)、機械制造，其中有相當(dāng)于它涉及天文、力學(xué)、機械制造，其中有相當(dāng)于鐘表擒縱器的鐘表擒縱器的“天衡天衡”，是保證等時性的杠桿，是保證等時性的杠桿裝置。元代郭守敬（裝置。元代郭守敬（1231123113161316）在

50、天文儀器）在天文儀器制造的種類（簡儀、仰儀、定時儀、日月食儀制造的種類（簡儀、仰儀、定時儀、日月食儀等十幾種）、結(jié)構(gòu)和精度方面達(dá)到很高水平。等十幾種）、結(jié)構(gòu)和精度方面達(dá)到很高水平。LOGO水運儀象臺水運儀象臺LOGO 河北石家莊隆興寺的轉(zhuǎn)輪藏建于北宋，人在臺上河北石家莊隆興寺的轉(zhuǎn)輪藏建于北宋，人在臺上繞軸走動時輪藏會緩慢地反向轉(zhuǎn)動，這實際上是動量繞軸走動時輪藏會緩慢地反向轉(zhuǎn)動，這實際上是動量矩原理的應(yīng)用。矩原理的應(yīng)用。LOGOLOGO 河北石家莊隆興寺的轉(zhuǎn)輪藏建于北宋，人在臺上河北石家莊隆興寺的轉(zhuǎn)輪藏建于北宋，人在臺上繞軸走動時輪藏會緩慢地反向轉(zhuǎn)動，這實際上是動量繞軸走動時輪藏會緩慢地反向轉(zhuǎn)動

51、，這實際上是動量矩原理的應(yīng)用。矩原理的應(yīng)用。 宋應(yīng)星（宋應(yīng)星（1587158716441644（？）的（？）的天工開物天工開物是是明代農(nóng)業(yè)和手工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的百科全書，在卷十五明代農(nóng)業(yè)和手工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的百科全書，在卷十五佳兵篇佳兵篇中記述了中記述了測試弓弦彈力測試弓弦彈力大小的方法：大小的方法：“凡凡試弓力，以足踏弦就地，秤鉤搭掛弓腰，弦滿之時，試弓力，以足踏弦就地，秤鉤搭掛弓腰，弦滿之時，推移秤錘所壓，則知多少推移秤錘所壓，則知多少”，方法十分巧妙。該書在，方法十分巧妙。該書在我國失傳我國失傳300300年，于年，于19261926年才由日本找回翻印本。年才由日本找回翻印本。LOGO總的來說，

52、我國古代力學(xué)知識與古代精湛的工總的來說，我國古代力學(xué)知識與古代精湛的工藝技術(shù)往往密不可分，但各時期對技術(shù)知識的整理藝技術(shù)往往密不可分，但各時期對技術(shù)知識的整理匯集、研究提高、保存流傳都未受到重視，致使技匯集、研究提高、保存流傳都未受到重視，致使技術(shù)特別是科技理論不能代替人力形成明顯的生產(chǎn)力，術(shù)特別是科技理論不能代替人力形成明顯的生產(chǎn)力，科舉八股把教育與知識分子的注意力引到文字游戲科舉八股把教育與知識分子的注意力引到文字游戲或仕途官場上。一方面是大量生產(chǎn)知識與技術(shù)積累或仕途官場上。一方面是大量生產(chǎn)知識與技術(shù)積累而又散失，缺乏系統(tǒng)整理，一方面是經(jīng)驗性的定性而又散失，缺乏系統(tǒng)整理，一方面是經(jīng)驗性的定

53、性的力學(xué)概念始終帶有思辨色彩（如的力學(xué)概念始終帶有思辨色彩（如“氣氣”、“道道”），缺乏數(shù)學(xué)的定量引用和系統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)，），缺乏數(shù)學(xué)的定量引用和系統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)，因此經(jīng)典力學(xué)理論只能等待西方傳入。因此經(jīng)典力學(xué)理論只能等待西方傳入。LOGO二二 熱學(xué)熱學(xué)1.1.對熱現(xiàn)象和熱本質(zhì)的認(rèn)識對熱現(xiàn)象和熱本質(zhì)的認(rèn)識 我國古代的熱學(xué)知識大部分是生活和生產(chǎn)經(jīng)我國古代的熱學(xué)知識大部分是生活和生產(chǎn)經(jīng)驗的總結(jié)。至今所知的古籍中對熱的研究記載較驗的總結(jié)。至今所知的古籍中對熱的研究記載較少，還有待于進(jìn)一步發(fā)掘。少，還有待于進(jìn)一步發(fā)掘。 火的利用和控制，使人類第一次支配了自然火的利用和控制，使人類第一次支配了自然力，使人類

54、文明大大前進(jìn)了一步，同時，它也是力，使人類文明大大前進(jìn)了一步，同時，它也是古人對熱現(xiàn)象認(rèn)識的開端。我國山西省芮城西侯古人對熱現(xiàn)象認(rèn)識的開端。我國山西省芮城西侯度舊石器的遺址，說明大約度舊石器的遺址，說明大約180180萬年前人類已經(jīng)萬年前人類已經(jīng)開始使用火。開始使用火。LOGO二二 熱學(xué)熱學(xué)1.1.對熱現(xiàn)象和熱本質(zhì)的認(rèn)識對熱現(xiàn)象和熱本質(zhì)的認(rèn)識溫度、濕度及其測量溫度、濕度及其測量 約在公元前約在公元前20002000年，我國已有氣溫反常的記載，在年，我國已有氣溫反常的記載，在兩周初期，人們開始掌握降溫術(shù)和高溫術(shù)。據(jù)兩周初期，人們開始掌握降溫術(shù)和高溫術(shù)。據(jù)周禮周禮記載，當(dāng)時已設(shè)專人司貯冰事，冬季鑿

55、冰加以貯藏，到記載，當(dāng)時已設(shè)專人司貯冰事，冬季鑿冰加以貯藏，到春、夏季用來降溫。我國冶煉業(yè)的發(fā)展較早，高溫技術(shù)春、夏季用來降溫。我國冶煉業(yè)的發(fā)展較早，高溫技術(shù)也很早被人們掌握。江蘇省曾出土春秋晚期的一塊鐵，也很早被人們掌握。江蘇省曾出土春秋晚期的一塊鐵，經(jīng)科學(xué)分析，它是一塊生鐵，生鐵的冶煉溫度比熟鐵高，經(jīng)科學(xué)分析，它是一塊生鐵，生鐵的冶煉溫度比熟鐵高，需達(dá)攝氏千度以上。生鐵的出土，說明在那時的高溫技需達(dá)攝氏千度以上。生鐵的出土，說明在那時的高溫技術(shù)已達(dá)到一定水平。術(shù)已達(dá)到一定水平。LOGO二二 熱學(xué)熱學(xué)1.1.對熱現(xiàn)象和熱本質(zhì)的認(rèn)識對熱現(xiàn)象和熱本質(zhì)的認(rèn)識溫度、濕度及其測量溫度、濕度及其測量“火

56、候火候”：在在燒制陶器燒制陶器和和冶煉金屬冶煉金屬的過程中，通過對的過程中，通過對“火火候候”的觀察，來定性的判斷溫度的高低。的觀察，來定性的判斷溫度的高低。考工記考工記記記載了青銅冶煉時火色與溫度的關(guān)系：載了青銅冶煉時火色與溫度的關(guān)系：“凡鑄金之狀，金凡鑄金之狀，金與錫。黑濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭，青白次之；與錫。黑濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭，青白次之；青白之氣竭，青氣次之，然后可鑄也。青白之氣竭，青氣次之，然后可鑄也?！奔串?dāng)即當(dāng)“爐火純爐火純青青”時，爐溫達(dá)到時，爐溫達(dá)到12001200度度 左右，雜質(zhì)揮發(fā)，銅錫融合，左右，雜質(zhì)揮發(fā)，銅錫融合，可以用來澆鑄了。可以用來澆鑄了?；鹕?/p>

57、火色實際為物質(zhì)原子的發(fā)射光譜及其實際為物質(zhì)原子的發(fā)射光譜及其強度的表現(xiàn)。強度的表現(xiàn)。濕度：濕度：淮南子淮南子：“琴弦緩，天且雨琴弦緩，天且雨”“”“風(fēng)雨之變，可風(fēng)雨之變，可以音律知之以音律知之”，即現(xiàn)在，即現(xiàn)在毛發(fā)濕度計毛發(fā)濕度計的原理的原理. .LOGO熱脹冷縮與熱應(yīng)力熱脹冷縮與熱應(yīng)力 熱脹冷縮；增大熱應(yīng)力：熱脹冷縮；增大熱應(yīng)力：在公元前在公元前250250年都江堰水利工程中年都江堰水利工程中的應(yīng)用記載：的應(yīng)用記載：“大灘江中，其崖嶄（大灘江中，其崖嶄（chanchan）峻不可鑿，乃積）峻不可鑿，乃積薪燒之。薪燒之?！边@種增大熱應(yīng)力開鑿巨石的記載很多。這種增大熱應(yīng)力開鑿巨石的記載很多。 熱脹

58、冷縮熱脹冷縮是重要的熱現(xiàn)象之一，在我國古代對它已有所是重要的熱現(xiàn)象之一，在我國古代對它已有所研究和利用。漢代研究和利用。漢代淮南萬畢術(shù)淮南萬畢術(shù)記述了這樣一個現(xiàn)象：把記述了這樣一個現(xiàn)象：把盛水銅甕加熱，直到水沸騰時密閉其口，急沉入井中，銅甕盛水銅甕加熱，直到水沸騰時密閉其口，急沉入井中，銅甕發(fā)出雷鳴般響聲。這現(xiàn)象可能是發(fā)熱物體在急速冷卻時發(fā)生發(fā)出雷鳴般響聲。這現(xiàn)象可能是發(fā)熱物體在急速冷卻時發(fā)生了內(nèi)破裂，破裂聲由井內(nèi)傳出，這是一個典型的熱脹冷縮現(xiàn)了內(nèi)破裂，破裂聲由井內(nèi)傳出，這是一個典型的熱脹冷縮現(xiàn)象。元代陶宗儀曾親自作熱脹冷縮實驗，他把帶孔的物體加象。元代陶宗儀曾親自作熱脹冷縮實驗，他把帶孔的物

59、體加熱以后，使另一個物體進(jìn)入孔洞，從而這兩個物體如熱以后，使另一個物體進(jìn)入孔洞，從而這兩個物體如“轆轤轆轤旋轉(zhuǎn)，無分毫縫罅（旋轉(zhuǎn)，無分毫縫罅（xiaxia）”。他明確指出，這是前一物體。他明確指出，這是前一物體“煮之胖脹煮之胖脹”的緣故。的緣故。LOGO熱的本性熱的本性 五行說：五行說：熱（火）是構(gòu)成物質(zhì)的一種元素；熱（火）是構(gòu)成物質(zhì)的一種元素； 元氣說：元氣說：熱這種物質(zhì)的本原仍是氣。熱這種物質(zhì)的本原仍是氣。對熱的本性，東漢王充還曾從理論上加以探討對熱的本性，東漢王充還曾從理論上加以探討，在他的著，在他的著作作論衡論衡寒溫篇寒溫篇中寫道：中寫道：“夫近水則寒，近火則溫，遠(yuǎn)之夫近水則寒，近火則

60、溫，遠(yuǎn)之漸微，何則？氣之所加，遠(yuǎn)近有差也。漸微，何則？氣之所加，遠(yuǎn)近有差也?！彼阉选皻鈿狻弊鳛槲矬w作為物體之間進(jìn)行之間進(jìn)行“溫溫”“”“寒寒”傳遞的物質(zhì)承擔(dān)者，還指出距離變遠(yuǎn)，傳遞的物質(zhì)承擔(dān)者，還指出距離變遠(yuǎn)，“氣氣”的作用漸小。這里已涉及熱傳遞的理論問題，但它只是的作用漸小。這里已涉及熱傳遞的理論問題，但它只是思辯性的，是我國思辯性的，是我國“元氣說元氣說”的一種應(yīng)用。的一種應(yīng)用。LOGO 對水的對水的物態(tài)變化物態(tài)變化，在我國古代也早有認(rèn)識，例如對雨，在我國古代也早有認(rèn)識，例如對雨和雪形成的探討，認(rèn)為是由于和雪形成的探討，認(rèn)為是由于“積水上騰積水上騰”而造成。而造成。論論衡衡中對此有明確