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古代物理全凭想象?全凭经验?

2020-03-03 21:40 作者:销魂很销魂  | 我要投稿

在这个系列里,我将带你一起理清人类社会物理学发展的历史。

我们习惯讲物理学史,分为三个阶段:经验物理、经典物理、现代物理。

那第一期,我们就来讲经验物理。


公元前4000—前2000年间,在两河流域、尼罗河、印度河和黄河,逐渐形成了古代文明的中心(CV4590453)。公元前7世纪到前2世纪,古代科学在希腊和中国获得了较大的进展。

欧洲

物理学来源于古希腊唯物思想。早期哲学家提出了许多范围的问题,比如宇宙的来源是哪里、世界多样性和各类变种的起源、怎样说明物质和形式、运动和变化之间的关系等,尤其是以留基波、德谟克利特为代表。

德谟克利特

后又被伊壁鸠鲁和卢克莱修发展的原子论,以及以爱利亚学派的芝诺主张自然界连续性的观点,对自然界的结构和运动、变化等作出各自的说明。

伊壁鸠鲁
芝诺

古希腊和古罗马的物理学最优秀的是静力学,其代表人物是阿基米德。他建立了杠杆定律、浮体定律,发明了后来以他名字命名的螺旋抽水机,并且他将欧几里得几何学和逻辑推理用于解决物理问题。

阿基米德

亚里士多德的物理学,大部分是由错误判断、逻辑集合而成的几个概念。他将宇宙分成天上的和地上的两种领域,将运动分为“自然的”和“非自然的”两类等。后被伽利略一一推翻。

亚里士多德

亚里士多德:我招你惹你了。

泰利斯观察到琥珀吸引现象,毕达哥拉斯可能知道某些音程的数字比例;欧几里得探讨了凹面镜的反射现象;托勒玫发现光线入射角和折射角成比例。

毕达哥拉斯
欧几里得

中世纪时期,迫于社会压力、政治迫害和宗教因素,剩下少数的科学家和哲学家逃向东方。他们的大量科学书籍传进阿拉伯国家,被译成阿拉伯文而被保存下来。

但在物理方面,只有光学在阿拉伯得以发展。阿尔·哈增发展了光反射和折射知识,对眼睛的构造作出了解剖研究,创立了角膜”、“玻璃液”等至今仍被沿用的一些术语。

12—13世纪,在欧洲相继建立了一些大学。一些学者开始对希腊文化重拾兴趣。

13—14世纪,一些学者提出并发展了“冲力说”。这些人虽然在希腊科学的框架内工作,但为16—17世纪的科学革命和经典物理奠定了基础。

中国

西周时代手工业特别发达,出现了造车轮的“轮匠”,造车轴的“轴匠”,造箭的“矢匠”等工匠。在这些手工技术中有丰富的物理学知识,但人们并没有认识到。

先秦时期的伟大哲学家墨子及其墨家学派在他们的论著《墨经》中记述了大量的物理知识,这是春秋战国时期物理学成就最大的学派。《墨经》的主要成就在力学与光学方面。它探讨了力的定义,叙述了惯性运动,研究了杠杆、滑轮、轮轴、斜面等装置省力的原因,以及浮力与平衡原理,指出了光的直线传播及反射规律以及小孔、平面镜、凹凸面镜的成像情况;观察了温度与火色的关系。

墨子

《考工记》是应用力学、声学方面的书,记载了滚动摩擦、斜面运动、惯性现象、抛物轨道、水的浮力、材料强度以及钟、鼓、磬的发音、频率、音色、响度及乐器形状的关系,还记载了在熔炼金属过程中,根据物体颜色判断物体冷热程度,这是我国最早对温度的认识。

《庄子》记载了调瑟时发生的共振现象,欧洲直到15世纪才由达芬奇首次进行共振实验。


庄子

《吕氏春秋·精通》中有世界上最早对磁现象的认识。


《吕氏春秋》作者吕不韦

《管子·地数篇》、《鬼谷子》、《吕氏春秋》等书中还记载了天然磁石的吸铁现象以及最早的指南针“司南”。

西汉到隋唐时期制造了许多大型复杂机械:西汉初的指南车和记里鼓车,张衡的浑天仪和地动仪,毕岚的“翻车”和名为“渴乌”的虹吸管,唐僧一行的水运浑仪。


张衡

汉代王充的《论衡》是中国古代中期的百科全书。在力学方面指出外力能改变物体的运动状态,改变运动速度,内力不能改变物体的运动,还讨论了相对运动。在声学方面研究了声的发生、传播与衰减。在热学方面研究了热的平衡、传导及物态变化。在光学方面描述了光的强度、光的直线传播及球面聚焦现象。在电磁学方面记录了摩擦起电和指南针。


王充

汉书》记载尖端放电,避雷知识和有关装置。

东汉时代的《尚书纬考灵》记载了对运动相对论的观点,比伽利略的《对话》早1500年。

唐代,《玄真子》中记叙了人造虹的简单实验:“背日喷水”。人们将风力分为八个等级。了解到共鸣的道理并应用于音乐中,并指出了雷与电的关系。

宋代沈括的《梦溪笔谈》,研究了声音的共振现象、针孔成像与凹凸镜成像规律,形象地说明了焦点、焦距、正倒像等问题,研究了人工磁化方法,指出了磁偏角,讨论了指南针的装置方法,研究了大气中的光、电现象。

沈括

元代的赵友钦在《革象新书》中研究了光的直进、针孔成像,利用模拟实验研究月亮盈亏以及日、月蚀。

赵友钦

明清时期由于八股取士,严重阻碍科学技术发展,是我国科学发展的落后时期。但是个别的有关物理学方面也有发现。

朱载堉在《乐律全书》中用精密方法首次阐明了音乐中的十二平均律。

朱载堉

方以智兼收中外物理知识精华,在《物理小识》中涉及力、光、磁、热学,研究了比重、浓度、表面张力及杠杆原理,螺旋原理,研究了光的反射、折射、光学仪器,进行了分光实验解释虹,还研究了磁偏角随地域的变化以及金属导热问题。

方以智

这么一看,古代物理中国是比欧洲牛b很多的。

史实资料图片来源于网络

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