中国古代的力学成就
中国古代的力学成就
中国古代物理学虽一直没有从哲学和自然科学中分化出来成为一门独立的学科，但通过含有物理知识的著作不断地在社会上传播而得到了一定的发展，并在其运用中还有许多举世闻名的发明创造，以致今天人们在追寻中国古代物理学的历史渊源时，看到它们在中国的黄土地上已有最早的萌芽。中国古代力学的研究范围虽然广泛，但对力的认识主要停留在主观方面；中国古人在生产、生活实践中却广泛地运用了力学原理，力学知识的应用已达到了很高的水平。从精密的“度量衡”的测量工具，到大型复杂的机械；除了要解决大量的技术问题，也对一般的理论问题做了一些思考。
1、简单机械
中国至迟在西周（公元前770以前）时，能制作比较复杂的车船，以及桔槔等一类简单机械。公元前770以前，就以壶漏测时，以圭表测影，以定方向、定节气和定时刻。另一个伟大发明是苏颂和韩公廉在1092年制造了一架大型的水运仪象台。其中有一套称为“天衡”的杠杆装置，相当于现在钟表装置中擒纵器，以保证计时装置的齿轮等时转动。宋、元时期之前，已有指南车和记里鼓车，但是关于它们的结构直到宋代才留下较详细记载。根据这些记载，指南车是以车轮、平轮、立轴等各种齿轮的复合运动为基础的，只要在车子开始运动时把车上木人手指向南方，以后不管车向那个方向转动，车上木人将一直指南。记里鼓车是利用车轮带动大小不同的一套齿轮，使车轮走满一里时，有一个齿轮刚好转一圈，并拨动车上木人打鼓一次。这些复杂机械的制造，说明中国古代人娴熟地掌握了有关齿轮系传动的知识。
早在秦汉到五代（公元前221～公元960）时期，简单机械的联合使用就有了大发展。张衡制造了水运浑天仪，他采用齿轮系把浑象和表示时间的壶漏结合在一起，以流水下落的力量带动齿轮，齿轮带动浑象旋转。公元132年，他还制造了世界上第一个地动仪，用以测定地震的震源方向。公元2世纪毕岚发明了“渴乌”，即虹吸管，逐渐广为应用；后来唐代杜佑《通典》卷一百五十七中有“渴乌隔山取水”条：“以大竹筩雌雄相接，勿令泄漏，以麻漆封裹，推过山外，就水置筩，入水五尺，即于筩尾取松桦干草，当筩放火，火气潜通水所，即应而上。”在东汉时期，对流体的一般性质有所记述、探讨，并实测了一些物体的比重，知道刻漏的流水速度会随温度变化。由于虹吸管在生产上的应用，又引起人们去探讨它的道理。《关尹子》写道：“瓶存二窍，以水实之，倒泻；闭一则水不下，盖（气）不升则（水）不降。井虽千仞，汲之水上，盖（气）不降则（水）不升。”唐代王冰在《内经素问注》中写道：“虚管溉满，捻上悬之，水固不泄，为无升气而（水）不能降也；空瓶小口，顿溉不入，为气不出而（水）不能入也。”
张衡、三国时马钧和南朝宋祖冲之都曾制造过指南车，这是一种指示方向的机械装置。汉代刘歆《西京杂记》记载，长安巧工丁缓造被中香炉，“为机环转四周，而炉体常平”；这或许是世界上最早的常平支架。
2、时间和空间的观念
时间、空间是物理学中两个带有根本性的普遍概念，自古以来就是哲学家十分关注的问题。最早的与空间有关的概念是春秋时期的老子，他在《道德经》中说：“天地之间，其犹橐瀹乎？虚而不屈，动而愈出。”墨家学派的代表作《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。《墨经》认为“运动”（“动”）就是物体位置的迁移，“静止”(“止”)就是物体在某处停留有一定的时间。由于有了类似于“瞬时”（“无久”）的观念，因此对运动的分析比较深刻；《墨经》还阐明了物体运动必定在时空之中进行，运动、时间、空间三者之间有密切联系。《墨经》中还写道：“宇域徙，说在长宇久”，即“宇徙而又处宇，宇南北，在旦又在暮”。这是说，物体在空间的移动，是空间随着时间的持续自近而远的变化。墨家的解释是，物体在空间不断移动，须离开原来的空间而占据别的空间，如一物体从南向北运动，所经历的时间是从早到晚。因此，时间和空间的联系就统一在物体运动中了，空间与时间的联系也是很自然的事情了。
魏国杂家尸佼（前390～前330）所著的《尸子》首先使用“宇宙”这个词，并最先给出宇宙的明确定义：“天地四方曰宇，往古来今曰宙。”墨家学派的代表人物墨翟所著的《墨经》曰：“宇，蒙东西南北，久，合古今旦莫。”南宋朱熹曰：“四方上下曰宇，古往今来曰宙，无一物似宇一样大，无一物似宙一样长，四方去无极，上下去无极，是多大? 亘古亘今，往来无穷。”关于时与空的联系《管子》中也说得很明确：“天地，万物之橐；宙合有橐天地。”意思是，天地包裹着万物，天地又包裹在宙合之内。明朝方以智《物理小识》卷：“宙轮于宇，则宇中有宙，宙中有宇。”这是很深刻的，从直观观察中看到时空的统一，看到时空与运动的紧密联系。
早在秦汉时代，我国就测量时间的标准器具；开始用等分一昼夜为百刻的办法来计时，漏刻也就随之诞生了。大约在公元前四、五千年的母系氏族公社期间，我国先人就能够制造精美的陶器了，一些陶器有了裂缝，陶器中的水就会慢
慢漏光，天长日久，人们就会把水的流失同时间的概念
联系起来，并专门制造一种有孔的壶用来计量时间——
漏刻。漏刻也叫作铜壶滴漏。漏，就是漏壶；刻，就是
刻箭；史书上关于漏壶的最早记载见于《周礼·夏官司
马》，上面有挚壶氏条，记载了当时漏壶在军事行动中
的重要作用；“凡军事，悬壶以序聚拆。”也就是说，每
当遇到军事行动，就要用漏壶来定敲梆子的时间，从而
对部队发号施令。《隋志》中记载最古老的计时装置是
“挈壶”，壶中水滴入有箭杆浮子标记的受水壶中。“《周
礼》挈壶氏，其法总以百刻，分以昼夜；冬至昼漏四十
刻，夜漏六十刻；夏至昼漏六十刻，夜漏四十刻；春秋
二分；昼夜各五十刻”。根据史料的记载，漏壶的发展
图1-4为浮箭法二级莲花漏大约经历了淹箭法——沉箭法——浮箭法这样一个过
程。后来人们又发明了二级漏壶（如图3-1），就是在漏壶之上再加一把漏壶，这样下面那把壶流出去的水可以随时得到上面那把壶里流下的水的补充，这比起人工添加水更能自然地保持水面稳定。二级漏壶的出现不晚于东汉，因为张衡的漏水转浑天仪里，使用的就是二级漏壶；晋代的记载中有三级漏壶，唐代已制造出四级漏壶。
3、运动学
墨家最早对机械运动做了定义，“动，或（域）徙也”。意思是说，运动乃是物体空间位置的变动。他们还写道：“宇域徙，说在长宇久”，即“宇徙而又处宇，宇南北，在旦又在暮”。这是说，物体在空间的移动，是空间随着时间的持续自近而远的变化。墨家的解释是，物体在空间不断移动，须离开原来的空间而占据别的空间，如一物体从南向北运动，所经历的时间是从早到晚。因此，时间和空间的联系就统一在物体运动中了，空间与时间的联系也是很
自然的事情了。
对相对运动的最早认识是《吕氏春秋》中“刻舟求剑”的故事：“楚人有涉江者，其剑自舟中坠于水，速契其舟，曰：‘是吾剑之所从坠’。舟止，从其所契者入水求之。舟已行矣，而剑不行。求剑若此，不亦惑乎？”要挤出水中的剑，凭一般的经验来看，应把剑丢在水中的位置确定下来，可是这个人却在船上刻上记号。作者笑话他，“不亦惑乎”。王充《论衡》曰：“盖望远物者，动若不动，行若不行，何以验之? 乘船江海之中，顺风而驱。近岸则行疾，远岸则行迟，船行一实也，或疾或迟，迟近之视，使之然也。”它含相对运动和角速度的概念。晋代葛洪在《抱朴子》中记述相对运动的现象：“游云西行，而谓月之东驰。”《关尹子》中还论述了关于舟和水是谁在运动的古老争论；晋代束皙《隋书·天文志》中认为，“乘船以涉水，水去而船不徙矣”；这里都已包含了参照系选择问题的争论。
在中国古籍中关于运动相对性原理的叙述还有《尚书纬·考灵曜》载：“地有四游，冬至地上行北而西三万里，夏至地下行南而东三万里，春秋二分是其中矣。地恒动而人不知，譬如闭舟而行不觉舟之运也。”该书又写道：“春则星辰西游，夏则星辰北游，秋则星辰东游，冬则星辰南游。”（明孙瑴辑《古微书》卷一《尚书纬》）。经典物理学指出，在封闭船舱中的任何力学实验都不可能发现该船是静止的或匀速直线运动状态，换句话说，也就是“闭舟而行不觉舟之运也”。根据伽利略的说法：不能以任何力学实验来判断舟行还是舟止，从而证明地球是在运动的，而人也不能对此有所觉察。在伽利略以后，经过了将近3个世纪的努力，人们逐渐认识到，提出在封闭船舱中舟行而人不觉这一说法的重要意义。最后爱因斯坦推广了这一伽利略相对性原理；他认为惯性系统中观察光学和电磁现象的规律也不变，并把它作为狭义相对论两大基础之一。
4、动力学
对于外力、内力、重力、重心和浮力等古人也进行了思考，并给出了适宜的定义；《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，这一结论比伽利略的想法早1800年之久。王充《论衡》曰：“古之受力者，身能负荷千钧，手能决角伸钧，使之自举不能离地。”意指内力不能改变系统的运动状态。《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。王充在《论衡·状留篇》中，对物重和运动的关系作了粗略的描述：“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。”这段话指出，在一定的外力条件下，重量越大的物体改变开始运动状态越难。
中国至迟在西周时，就有一种欹器，“虚则欹，中则正，满则覆”（《荀子·峟坐》）或许是加水后重心发生变化造成的，也可能是仰韶文化时期尖底陶罐的发展。在西安半坡曾出土了一些尖底瓶是对重心的一个很好的应用。它的外形呈流线型，像鱼形，小口、短颈、鼓腹、尖底，腹侧有双耳；最独特的是它的稳定性质，对此通常有两种解释。一种解释是，将两耳系绳放在水面上，由于水的浮力和尖底瓶的重心作用，瓶上部会自动倾斜，下半部离水面并上翘起；随着瓶内水量增多，瓶下半部也逐渐下沉，直至瓶内水满而直立；在运输时将瓶背在肩背上。另一种解释说瓶水常用手提着运输，这就要求水量要适宜。当壶腹空空或满满时，重心较高，手提时很难保持竖直状态。只有壶水注入一半漏上时，壶才可以保持竖直的状态。
宋僧怀丙曾于宋治平三年（1066）左右用浮船打捞沉落江中的万斤铁牛，“以两大舟实土、夹牛维之，用大木为权衡状，钩牛，徐去其土，舟浮牛出”（《宋史·僧怀丙传》）。这是现代起重浮艇原理的最早应用。这时期有两项有关流体力学的重要发明；一是用莲子、鸡蛋或桃仁测量盐水浓度。宋代姚宽在其所著《西溪丛语》中指出：当盐水浓度不同时，它们会在水中呈现不同浮沉状态；元代陈椿在《熬波图咏》中记述的方法是:先把莲子分浸于
已知浓度的四等盐水中，然后将这四种莲子浸于未知浓度的盐水中，根据这些莲子各自的浮沉状态，即可定盐水浓淡程度。二是相当于现在的“表面张力演示仪”的发明：宋代张世南在《游宦纪闻》中讲到：用细竹篾一条，一头弯成圆圈，蘸上桐油即可试桐油好坏：若上好桐油，竹圈上有一薄层油面；若桐油内有杂质，则油膜不附着在圈上。
宋应星的《天工开物》一书，是世界上最早诞生的有关农业和手工业生产技术的百科全书。它在17世纪世界科学技术中也是一部非常重要的著作。在卷九《舟车篇》中记述了风帆与舟身比例的关系：“凡风篷尺寸，其则一视全舟横身，过则有患，不及则力软。”还论述了风帆高度与受力大小的关系；详细地分析了“抢风”（风从横来）时的风向、航向以及张帆方向之间的关系；论述了舵的长短对舵力大小、舵的方向对船运动方向的影响。
5、杠杆的平衡
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。
对于力的平衡现象，《墨经》以头发悬物为例，分析了材料是否断裂，决定于材料的内力和外力是否平衡。对于物体的浮沉和圆球的随遇平衡，也作了规律性的说明。关于杠杆，《墨经》记述了等臂和不等臂两种情况的实验。墨家还研究过两端重量固定，变动两臂的长短使杠杆偏转，或者进行过横梁负重而弯曲的实验。此外，还论述了轮轴、斜面等简单机械。在这些记载中，多能作出理性的概括。王充在《论衡》中也论述了：圆物投之于地，是随遇平衡；方物集地，是稳定平衡；而山中处危峭之大石则是不稳定平衡状态。
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中国古代的电磁学成就
中国古代的电磁学成就 中国古人对电和磁的知识的积累及其技术成就，在世界物理学史中占有极为重要的地位。古代人在雷电、静电、静磁学方面的知识以及在罗盘的制造方面远远地走在欧洲人前面。除了用的传统方式解释磁体极性、磁偏角之外，在其他方面的科学发现和技术成就也是令人惊叹的。对尖端放电现象的观察和研究，使古人发明了避雷器，用于高大建筑的顶端，防止雷击。特别是磁的研究与应用对中国古代的生产、军事、航海测量等技术的发展产生了重要作用。 一、摩擦起电 我国古代人在电学知识方面很早就有了“琥珀拾芥”的记载，对静电和雷电现象也有许多值得称道的见解。琥珀是一种透明的树脂化石，在古籍中也写作“虎魄”、“虎珀”。玳瑁是一种类似龟的海生爬行动物，其甲壳也叫玳瑁；汉代王充等人称它为“顿牟”。静电现象的最早记载见之于西汉成书的《春秋考异邮》：“玳瑁吸喏”。“喏”即草屑一类轻小绝缘体。王充在《论衡·乱龙篇》中写道：“顿牟掇芥，磁石引针，皆以其真是、不假他类。” 东晋郭璞在《山海经图赞》中写道：“磁石吸铁，玳瑁取芥，气有潜通，数亦宜会，物之相投，出乎意外”。明代李时珍说：“玳瑁拾芥，如草芥，即禾草也。”类似记载，举不胜举。需要指出的是，芥子比草芥稍重，只要静电力足够大，干燥的芥子也能被琥珀吸引。从以上种种记载可见：人们根据吸引现象将电和磁并列为同一类，这是后来电磁学的思想先导。在西方古代，电和磁是被分别认识的。 除了琥珀、玳瑁之外，古代人还发现了毛皮、丝绸和其他多种物质的静电现象。它们之所以被发现，是由于静电火花和放电声音引起人们的注意。西晋张华在其著《博物志》中最早记述了静电闪光和放电声。他写道：“今人梳头、脱著衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声。”这里描述了两个静电实验：一是用梳子梳头发；二是猛然解脱毛皮或丝绸质料衣服。在这两个实验中都能发现静电闪光和听到放电声。《晋书·五行志》记载了这样一件事：晋永康元年（300），晋惠帝司马衷纳羊氏为后。羊氏入宫就寝，侍人为其解脱衣服；“衣中忽有火，众咸怪之”。这就被当成一件怪事从后宫传出。方以智认为，所有布料都能摩擦起电。他写道：“青布衣，大红西洋布及人身之衣，气盛者皆能出火。”方以智的论断是完全正确的；他所谓“气盛”是他那时代对摩擦起电的一种流行解释而已。梳理头发和解脱衣服所发生的静电放电现象。 二、对雷电的认识 在殷商甲骨文中就有了“雷”和“电”的文字符号。从古代人分别造“雷”与“电”二字起，他们在一个较长时期里在大多数情况下将雷电看作是两种自然现象。《淮南子》说：“阴阳相薄为雷，激扬为电”。它以阴阳二气摩擦与碰撞的激烈程度来区分雷电。早在战国时期，《慎子》说：“阴与阳夹持，则磨轧有光而为电”。《慎子》一书已具有从声音与光二者区分雷电的思想。宋代陆佃在《烟雅·释天》中指出：阴阳相激，“其光为电，其声为雷”。只到此时，雷声电光作为同一现象的不同表现才被人们所认同。 汉代王充对雷电有精辟见解，曾论证雷的本质是火。他在《论衡·雷虚篇》中写道：“雷者，火也。以人中雷而死，即询其身，中头则髦发烧焦，……临其尸上闻火气，一验也。道术之家以为雷烧石色赤，投于井中，石焦井寒，激声大鸣，若雷之状，二验也。人伤于寒，寒气入腹，腹中素温，温寒分争，激气雷鸣，三验也。当雷之时，电光时见，大若火之耀，四验也。当雷之击时，或燔人室屋及地草木，五验也。言雷为天怒，无一效验。然则雷为天
中国古代的科学技术成就教案设计剖析
人民版普通高中课程标准实验教科书历史必修第三册 专题二古代中国的科学技术与文化 第一节中国古代的科学技术成就 一、教学目标： [内容标准] 概述古代中国的科技成就，认识中国科技发明对世界文明发展的贡献。 [知识与能力]掌握中国古代科技进步的基础知识，了解中国古代科技成就的发展和演变过程，了解纸、指南针、火药和印刷术的发明史。了解、认识科学领域中的其他相关知识。了解科学技术进步给人类和社会发展带来的积极作用。充分利用图书馆、博物馆、互联网等资源，发展学生收集和处理资料信息和获得新知识的能力。 在学习过程中培养学生分析解决问题的能力及交流与合作的能力。培养和训练学生的科学态度、科学精神、科学价值观、科学的方法。全面提高学生科学素质，培养学生的创新精神和实践能力。 [过程与方法] 学生可以根据教科书及教师提供的相关材料，进行判断分析，善于从不同角度发现问题，主动探究问题的答案。学会运用阅读法、观察法、讨论法、推理法、概括法、实验法等来学习了解相关问题。 教师应该注重启发式教学，向学生展示大量历史材料的同时，要利用相关的教学资源引导学生学会收集、整理、运用相关的历史学习资料。注重引导学生积极参与，深入体验，主动探究，独立思考。能运用已学的知识和掌握的材料解释相关的现象，表达对社会和历史的想法和自己的观点。教师应随时关注并予以恰当的评价。 [情感、态度与价值观] 通过本课学习，了解和认识到中华民族的伟大智慧和对世界做出的巨大贡献。弘扬自强不息的民族精神，激发对祖国历史与科技文化的自豪感，逐步形成对国家、民族的历史使命感和社会责任感，培养爱国主义情操。树立为祖国现代化建设、人类和平与进步事业做贡献的人生理想。通过对科技知识的了解，及积极主动的观察、感受、体验，学习到坚韧刻苦的精神，踏实细致的作风。培养崇尚科学的精神，坚定科学的思想。 二、教学重点： 培养学生学习科学技术的兴趣和积极主动参与的意识；通过学习使学生掌握运用科技解决实际问题。
中国古代科学技术成就(原因表现影响)
中国古代科学技术成就（原因、表现、影响） 1、天文、历法、地理 在中国古代，农事又称作“时事“，农务又称作“时务”。可见农耕劳作与时节换移关系密切。为适应农业生产发展需要，古代劳动人民在天文历法方而取得了许多重大成就。 夏朝：相传有了历“夏小正”法，商朝沿用“夏历”法，今天的农历，称“夏历”，一年12个月，闰年13月；载有一年中各个月份的物候、天象、气象和农事情况。 商朝：干支纪日法是商朝历法最大成就，它是世界上延续时间最长的纪日方法。商朝甲骨文保留了我国最早的日食、月食和新星记录。 春秋：《春秋》留下世界公认的关于哈雷彗星的最早记录，比欧洲早670多年。历法已经形成自己固定的系统，基本上确立了十九年七闰的原则，比欧洲早160年。 战国：《甘石星经》是世界最早的天文学著作。 西汉：武帝时制定“太初历”。前28年西汉关于太阳黑子的记录是世界最早的太阳黑子记录。 东汉：张衡制作地动仪和浑天仪。地动仪比欧洲出现第一台地动仪早1700多年。他从日、月、地球所处的不同位置，对月食作了最早的科学解释。 唐朝：唐朝天文学家僧一行制定的《大衍历》，比较准确地反映了太阳运行的规律，系统周密，表明中国古代历法体系的成熟。他还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。北宋：沈括创制“十二气历”，比英国编订出类似的历法早800多年。有利于安排农事。元朝：元初设立太史局编制新历法。郭守敬改进了简仪和圭表，主持全国范围的天文测量，编《授时历》年周期与现行公历同，但早于现行公历300年问世。 思考与认识： 古代人对宇宙的认识及杰出的天文学成就体现了物质与意识的辩证关系的原理。自然界的存在与发展是不以人的意志为转移的，同时人们也是能动地认识自然界的。意识能够反作用于客观事物。
中国物理学史
中国物理学史 学院：机电学院班级：材成102 学号：5901210080 姓名：雷强强 摘要:通过中国物理学史的发展和成就，论述了学习中国物理学史后的感想。 关键词：物理学史、发展、成就 引言：通过一学期的物理学史的学习我学到了很多。作为一个选修课我感觉学知识并不是最重要的，而学习接受知识的方法与方式更重要一些。不过我在物理学史课的学习中也学到了很多知识。下面我就先谈谈中国物理学史的坎坷发展与成就和我学习之后的一些心得。中国物理学史坎坷发展： 中国物理学史是一段沧桑的岁月史。21世纪的我们应当对自己的历史进行解读，尤其对我国的物理学史进行了解，中华民族有过辉煌的历史，四大发明对社会做出的巨大贡献是世人共睹的，但为何又会受百年的奇耻大辱。这一切有着我国的独特文化，他似乎早就给我国物理史带来一种复杂的影响，我们的古人对物理的研究总的说来就是趋于记录现象，而没有进行深入的研究和理论的研究。我们国家对于物理现象的记载可以说是最早国家之一。 我国的物理学发展充满着沧桑，在先秦时期我有过百家争鸣，各家在发挥自己长处，尤其是墨子学说，它的精髓就在于进行深入的研究，就类似于西方的科学思维。但它并没被重视，始皇进行了统一，
中华文化走向一致，尤其汉朝以来的独尊儒术，使得中华民族走向与西方完全不同的路。 整整千年历史长河，我们有李白、苏轼、曹雪芹，但我们没有爱因斯坦、牛顿、伽利略。这似乎又在阐释着为什么在近代我国会受到“华人与狗不得入内”殊礼！ 在这历史长河中，进入仕途，是所有读书人的最高追求，其它一切很可能为邪说。甚至为人鄙视。长时间的大一统且高度中央集权，可谓一人之言，万万人必从之。而对于物理的研究，在短时间并不会给君王带来大量的财富，而更多的人学儒，为皇家所用，帮其管理这所谓的王土。为了培养更多奴才，统治者必将遏制其它学说。而对物理的研究，我们可以说连门都没进。只能作为一个看客草草记录路边的风景。 中国物理学之零零碎碎成就 （１）力学方面 《墨经》中的软科学知识已不全是实际生产知识的总结和记述，而是对力学现象进行了粗浅的概括，并进行了一些推理论证。诸如，关于时空观念、运动学知识、力的概念、力系平衡的论述，以及斜面、滑轮及其应用，等等 （２）光学方面 关于光学知识的记载以《墨经》经下中的八条（１６至高无２３）最为系统。其内容涉及影子生成的道理，本影和半影，由物体与光源的相对位置确定影子的大小，光的直线传播实验，光的反射性和平面
物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的主要成就介绍
物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的主要成 就介绍 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 (1831?1879)，出生于苏格兰爱丁堡，英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。 麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。 他预言了电磁波的存在。这种理论预见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术，就是以电磁场理论为基础发展起来的。麦克斯韦大约于1855年开始研究电磁学，在潜心研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之后，坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他抱着给法拉第的理论"提供数学方法基础"的愿望，决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示出来。 他在前人成就的基础上，对整个电磁现象作了系统、全面的研究，凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文:《论法拉第的力线》(1855年12月至1856年2月);《论物理的力线》(1861至1862年);《电磁场的动力学理论》(1864年12月8日)。对前人和他自己
的工作进行了综合概括，将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式表示出来，经后人整理和改写，成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。据此，1865年他预言了电磁波的存在，电磁波只可能是横波，并推导出电磁波的传播速度等于光速，同时得出结论:光是电磁波的一种形式，揭示了光现象和电磁现象之间的联系。1888年德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在。 麦克斯韦于1873年出版了科学名著《电磁理论》。系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。在热力学与统计物理学方面麦克斯韦也作出了重要贡献，他是气体动理论的创始人之一。1859年他首次用统计规律得出麦克斯韦速度分布律，从而找到了由微观量求统计平均值的更确切的途径。1866年他给出了分子按速度的分布函数的新推导方法，这种方法是以分析正向和反向碰撞为基础的。他引入了驰豫时间的概念，发展了一般形式的输运理论，并把它应用于扩散、热传导和气体内摩擦过程。1867年引入了"统计力学"这个术语。麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师，他非常重视实验，由他负责建立起来的卡文迪什实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为举世闻名的学术中心之一。
(整理)中国古代物理学知识及其应用简述.
学院：数学科学学院 专业：数学史（研究生） 课程：中国科学技术史稿 学期：2009-2010学年上 指导老师：侯刚 中国古代物理学知识及其应用简述 学生：陈鹏 学号：09205017
中国古代物理学知识及其应用简述 陈鹏 （数学科学学院，09205017） 摘要：中国古代涉及到的物理知识面是相当广泛的，它不仅涉及到力学、光学、声学和热学，而且也探讨了物质的本源。同时也可看出，古代在物理知识代代相传的过程中，也有独到的见解和创造性的应用,很多都处于世界领先地位。 关键字：物理力学光学声学热学 中国古代很早即有物理一词，但其泛指一切事物的道理。正如明末方以智的《物理小识》所说，“物理在一切中”，即使“性命、生死、鬼神”，也“只一大物理也。”有人认为“中国古代物理学是有术无学”，只是停留在经验阶段，没有理论、没有方法，充其量也只达到一定程度技术的层次。也有人认为中国古代人的与物理学有关的经验理论也是科学理论，中国古代物理学历史悠久而内容丰富。 抛开学术上的争论，客观地讲，一方面中国古代人对许多物理现象有比较深刻的认识并上升到经验得以应用，另一方面中国古代人也曾对自然现象的认识达到极高度抽象的理论层次，并用这些理论理解和解释自然现象、物理现象。中国古代有没有物理学，这一方面不同人有不同的理解，另一方面重要的是必须依靠史实说话。只要对中国古代的物理学知识和中国古代解释自然现象的理论有充分的认识，人人都可以得出一个结论。因此，认真学习这部分知识，就比一味地争论更加重要和有意义。而且人们对这个问题的结论，还受限于我们的历史观念以及我们所能掌握的史料的丰富程度，而这两方面都是可变量。如1987年在河南贾湖斐李岗文化遗址，现为中国科技大学研究员的张居中等人发现了距今8000年左右的完整的由鹤类长肢骨制成的骨笛，这些骨笛长约20㎝，7孔，有7个音阶。这一发现使中国的音乐文化历史一举远远超越巴比伦、埃及的音乐历史。象这类发现的出现自然要修正我们对中国古代相关物理学知识的历史看法。因此，随时间的推移、研究的进步、新发现的出现，人们对中国古代物理学知识的认识难免还会发生变化。下面首先简单展示一下中国古人在认识自然现象时形成的物理学知识及其应用情况。 一．对运动的认识 《墨经?经上》说：“动，域徙也。”显然这是指物体位置改变的机械运动。关于静止，《经上》说：“止，以久也。”物体在某一位置停留一段时间。在《庄子》中，庄子记述了其好友惠施的一些学术观点，其中有：“轮不碾地”以及“飞鸟之景未尝动也”的说法，可以想象其对运动的思索已达到相当高的认识水准。 中国古人对运动的相对性也有较早的清楚的认识，有关这方面的文献很多，如汉代成书的《春秋纬?元命苞》中说：“天左旋，地右动。”而南唐的谭峭在其著作《化书》中也说：“作环舞者，宫室皆转，瞰迥流者头目自旋。”更加令人惊异的是在汉代成书的《尚书纬?考灵曜》中，我们可以看到善于观察的古代中国人竟然认识到了力学的相对性原理的思想：“地恒动不止，而人不知。譬如在大舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉也。”力学的相对性原理也叫伽利略相对性原理。在1623年出版的伽利略的著作《两大世界体系的对话》中，伽利略是这样描述的：“把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里，再让你带几只苍蝇、蝴蝶和其它小飞虫。然后，挂上一个水瓶，让水一滴一滴地滴到下面一个宽口罐里。船停着不动时，你留神观察，小虫都以等速向各方面飞行，鱼向各个方向随便游动，水滴滴进下面的罐子中。你把任何东西扔给你的朋友时，只要距离相等，你向这一方向不比向另一方向用更多的力。你双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相等。当你仔细观察这些事情后（虽然当船停止时，事情无疑一定是这样发生的），再使船以任何速度前进，只要运动是匀速的，
中国古代科技成就及其文化特质
中国古代科技成就及其文化特质中国有着五千年的文明历史，创造了举世瞩目的灿烂文化与科技成就，直至今日，每一个中国人依然为之自豪与骄傲。尤其是中国古代科技成就，在古代世界独领风骚，发出了夺目的光芒，现代西方科技的发达，使中国人感受到了强大的压力，今天的我们更有必要去学习研究古代科技成就及其文化特质，寻找民族自信心的同时，从中可以更好去发展现代科技。 中国古代科技成就是多方面的，主要体现在天文学、数学、医药学、农学等方面。在天文学方面。《诗经》中记载了公元前776年9月6日发生的日食，这是我国历史上第一次有确切日期的日食记录。东汉末年，第一台浑象仪由张衡制成，张衡同时还提出了浑天说的观点。汉代制定了我国第一部有确切年代的成文历法——《太初历》。元朝科学家郭守敬编制的《授时历》，测定一年为365.2425天，与我们现行公历基本相同，但是比现行公历确立早约300年。在数学方面，《九章算术》成书于东汉时期，此书总结了春秋战国以来的数学成就，涉及到现代初等数学的大部分内容。南朝祖冲之利用和发展前人创造的“割圆术”在世界上首次将圆周率的数值计算到小数点以后的第7位数字，领先世界近1000年。他还写了数学专著《缀术》，后来传到日本、朝鲜。在医药学方面。春秋战国时期的名医扁鹊总结出的望、闻、问、切四诊法，一直被中医所沿用。战国问世、西汉编订的《黄帝内经》奠定了我国医学的理论基础。西汉的《神农本草经》对药物第一次进行了比较全面、系统的分类总结。唐朝杰出的医学家孙思邈
著有《千金方》，总结了历代的医学成果，在我国医药史上占有重要地位。在农学方面。农具制造在战国已出现，并达到了相当的水平。像赵过的铁脚耧车、杜诗的水排、竖炉冶炼法等等都是突出的成果。牛耕的推广与代田法耕作制度的创新，则在当时条件下起到解放生产力的重要推动作用。魏晋南北朝时期出现了一部综合性的农业著作——贾思勰的《齐民要术》。 中国古代科技文化的发展与繁荣，有着自己独特的文化特质。同时也存在着一些理论缺陷，值得历史学者们去探讨与研究。第一，中国古代科技文化具有实用理性。如中国传统数学则主要是以计算见长,并通过直接的途径把数学理论与实践结合起来,这种明显的实用性思想体现了与西方数学迥然不同的风格,并足以和古希腊数学相媲美。围绕生产的发展而产生的实用观念不仅成为中国古代社会心理的基础,也成为中国古代科技文化发展的明显特征。又如中国古代天文学所以高度发达,首先是由于帝王们认为天象直接联系着皇家的命运。其次,中国古代以农立国,农业是国家财赋的根本。历代统治者重视天文历法,也是出于对全国农业生产实施宏观控制以维护国家利益的考虑。再次,中国古历法的需要和改革不仅促进了天文学的全面发展,而且使数学伴随天文学而发达起来。中国古代数学发展的许多方法都是在解决天文历法计算问题中产生、形成和发展的。最后,中国古代天文学思想,同统治中国思想界的儒家思想,以及与之互相渗透的佛教、道教思想也有密切关系。第二。中国古代科技文化且有工匠传统的文化特质。在古代科学活动中,存在着两种传统:一种是偏重理论思
中国古代物理学史100题
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。 （1）一行（2）沈括（3）苏颂（4）怀丙答（4） 20.最原始的火药火箭是宋代谁发明的？ （1）唐福（2）曾公亮（3）沈托（4）冯继升答（4） 21.盖天说的代表著作是： （1）《灵宪》（2）《开元占经》（3）《周髀算经》（4）《步天歌》答（3） 22.杞人忧天的故事反映了哪种天地结构学说？ （1）盖天说（2）浑天说（3）安天论（4）宣夜说答（4） 23.最早明确提出元气一词的是： （1）老子（2）庄子（3）管子（4）鶡冠子答（4）
物理学近年来的重大成就
物理学近年来的重大成就 对量子世界的研究是20世纪以来物理学的主攻方向。微观世界具有与宏观世界不同的特性，许多量子现象及其物理本质难以把握，往往争论不休，最著名的是爱因斯坦与哥本哈根学派关于量子特性的世纪争论。 21世纪以来，现代物理学的发展利用扫描隧道显微技术，可以观察和移动单个原子或分子；运用飞秒激光技术，可以研究分子内部动力学过程。特别值得一提的是，法国物理学家阿罗什与美国物理学家维因兰德由于创建了一种巧妙的试验方法，从而能够直接观察单个微粒却不对其自身产生破坏，开辟了量子物理学实验领域的新时代，而获得2012年诺贝尔物理学奖。到目前为止，物理学家已经从对量子世界的“解释”阶段，开始进入“调控”时代。 在对量子物理的研究方面，我国物理学家也作出了重大贡献。由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队，经过数年不懈探索和艰苦攻关，于2013年3月宣布，成功实现了“量子反常霍尔效应”，这是国际上该领域的一项重大突破。 21世纪物理学研究的另一个重大方向则是对物质世界基本结构的探索。按现代物理学的认识，宇宙中我们目前观察到的物质只占宇宙的4﹪，暗物质则占宇宙的23﹪3，还有73﹪是暗能量。暗物质的存在虽然在理论上已被人们接受，但是暗物质到底是什么？有些什么性质？仍然是个“迷”。由丁肇中主持、诸多中国科技人员参
与的阿尔法磁谱仪项目，2013年公布：从宇宙射线流的观察中获得符合暗物质理论预测的实验数据。 前不久，又传来物理学的一个重大进展。2013年3月14日，欧洲核子研究中心公布，希格斯玻色子存在的预测得到实验证实。从而使62个亚原子粒子形成一个完美家族。1964年由比利时物理学家恩格勒与英国物理学家希格斯分别提出的亚原子粒子质量来源的理论（希格斯机制）也因此获得2013年度诺贝尔物理学奖。
高三历史总复习必修3同步练习：3-2-1中国古代的科学技术成就
3-2-1中国古代的科学技术成就 一、选择题 1．(2011·广东增城四模)这是一部全面、系统总结6世纪以前近400年间黄河流域农业发展状况的农书，被欧美学者称为“即使在世界范围内也是卓越的、杰出的、系统完整的农业科学理论与实践的巨著”。这部著作是() A．《史记·食货志》B．《齐民要术》 C．《农书》D．《农政全书》 【解析】本题考查学生解读获取历史信息的能力。解题时注意“6世纪”“黄河流域”“农书”等信息可知是《齐民要术》，故选B 项。 【答案】B 2．(2011·江苏盐城中学二模)1620年英国王室重臣弗朗西斯·培根在其《新工具论》中指出：“观察发明的结果、影响及其动力是一件有益的事，在此基础上，没有什么能比那在古代鲜为人知的四大发明更能说明问题。”按此说法，下列最不能体现作者意图的是() ①四大发明直接促进了中国社会的转型 ②四大发明对人类历史发展进程影响深远 ③任何科技发明的结果都是有益的 ④四大发明自古以来享誉世界 A．①② B.①③ C.①③④ D.①②③④ 【解析】本题考查学生解读获取信息的能力。四大发明并没有直接促成中国社会的转型，排除①；科学技术是一把双刃剑，排除③； ④的表述不符合史实，排除。故选C项。
3．(2011·大庆实验中学模拟)杜维运在《史学方法论》中说：“所谓原始史料，为目击者的陈述、文献以及事实自身的遗存，数者皆与事件同时。”依据这一定义，下列属于研究先秦时期历史的“原始史料”是() A．《中国通史》对分封制的评述 B．史书《春秋》对哈雷彗星的记载 C．《史记》对商鞅变法的记述 D．《九章算术》记载十进位计数法 【解析】A、C、D三项都是后人的记述和评价，并非原始资料，应排除三项。 【答案】B 4．(2011·沈阳联考)下图中，北京奥运会的火炬“祥云”以“渊源共生，和谐共融”为创意，造型以中国传统的纸卷轴为创意，体现了中国传统文化中的() A．法家思想与造纸术B．墨家思想与活字印刷术 C．儒家思想与活字印刷术D．儒家思想与造纸术 【解析】此题考查的是对中国传统思想文化与古代科技的理解。根据题干提供的信息和所学史实，“和谐”体现的是儒家思想观点；“纸卷轴”反映的是造纸术。所以此题正确选项是D项。
中国古代物理学思想带给我们的启迪
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/621710309.html, 中国古代物理学思想带给我们的启迪 作者：董元昊 来源：《中国科技博览》2016年第26期 【摘要】中国古代物理学思想是古代先人对许多物理现象有了比较深刻的认识，上升到高度抽象的理论层次，并应用于社会生产和生活。虽然在对整个世界的认识上还不能正确理解和解释自然现象、物理现象，但不乏值得我们学习和借鉴的理论精华。作为新世纪的爱国青年，一定要努力发掘我国古代科学家对物理现象的认识和运用，深刻领会我们的祖先所总结的物理现象和规律，在此基础上进行不断的总结和研究，取其精髓，去其糟粕，应用于现代社会实践中去。本文作者深感自己的责任重大，在积极备考的过程中，还花了适度时间撰写了对我国古代物理学思想的体会，值得大家商榷。 【关键词】古代物理时空运动辩证启迪 【分类号】H319 在初中阶段的学习中，我们就开始接触了物理学的一些基础知识，如杆杠、压力、摩擦力、浮力等。进入高中阶段，我们进一步加深了对物理学的探索与应用，学习了诸如牛顿的惯性定律、阿基米德定律、法拉第电磁感应定律等。在物理科的学习中，我们不由自主地想到一个问题：“中国有五千年的文明史，可我们在课堂中学到的物理知识、定理都是外国人总结的，我们的祖先难道就没有留下一些物理学的宝贵遗产吗？” 其实不然，通过不断深入学习和研究发现，我国是世界上最早认识物理现象和规律的国家，我们的祖先对物理知识的总结及运用均有较为详细的记载。如战国时期的《墨经》中首次提出小孔成像、平面镜、凹凸面镜成像等几何光学知识，阐述了焦距和物体成像的关系，要比古希腊欧几里德的光学记载早一百多年；东汉时期张衡所著的《论衡》对力学、声学、热学、电磁学等方面的物理现象都进行了归纳与总结，有关力与运动的关系、声音在媒质中的振动和传播、物态与温度之间的关系、“玳瑁吸褡”解释摩擦起电现象等研究，较之《墨经》有了进一步的充实和发展，特别是他根据物理学原理发明的漏水运转浑天仪和候风地动仪更是将物理学知识运用于社会实践活动推向了巅峰。另外，清代科学家皱伯齐所著的《格术补》在《墨经》、《梦溪笔谈》等有关光学论述的基础上，进一步用几何光学的方法，透彻地分析了许多光学原理、光学仪器的结构和光学现象。还有南北朝时期祖暅所著《称物重率术》、清代李善兰所者《重学》等物理学专著，对我国古代物理学知识的总结、运用和发展做出了重要贡献。 事实上，我国古代科学家在中国长达五千年的历史长河中积累了悠久而丰富的物理学思想，留给我们后人异常宝贵的精神财富。如： 1、时空观思想
2018年高中必备物理学史人物成就大全
高中物理中出现的所有物理学史资料的总结 1、胡克：英国物理学家；发现了胡克定律（F 弹=kx） 2、伽利略：意大利的著名物理学家；伽利略时代的仪器、设备十分简陋，技术也比较落后，但伽利略巧妙地运用科学的推理，给出了匀变速运动的定义，导出S 正比于t2 并给以实验检验；推断并检验得出，无论物体轻重如何，其自由下落的快慢是相同的；通过斜面实验，推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。后由牛顿归纳成惯性定律。伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。 3、牛顿：英国物理学家；动力学的奠基人，他总结和发展了前人的发现，得出牛顿定律及万有引力定律，奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。 4、开普勒：丹麦天文学家；发现了行星运动规律的开普勒三定律，奠定了万有引力定律的基础。 5、卡文迪许：英国物理学家；巧妙的利用扭秤装置测出了万有引力常量。 6、布朗：英国植物学家；在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时，发现了“布朗运动”。 7、焦耳：英国物理学家；测定了热功当量J=4.2 焦/卡，为能的转化守恒定律的建立提供了坚实的基础。研究电流通过导体时的发热，得到了焦耳定律。 8、开尔文：英国科学家；创立了把－273℃作为零度的热力学温标。 9、库仑：法国科学家；巧妙的利用“库仑扭秤”研究电荷之间的作用，发现了“库仑定律”。 10、密立根：美国科学家；利用带电油滴在竖直电场中的平衡，得到了基本电荷e 。 11、欧姆：德国物理学家；在实验研究的基础上，欧姆把电流与水流等比较，从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念，并确定了它们的关系。 12、奥斯特：丹麦科学家；通过试验发现了电流能产生磁场。 13、安培：法国科学家；提出了著名的分子电流假说。 14、汤姆生：英国科学家；研究阴极射线，发现电子，测得了电子的比荷e/m；汤姆生还提出了“枣糕模型”，在当时能解释一些实验现象。 15、劳伦斯：美国科学家；发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一
中国古代物理学贡献
中国古代物理学贡献 物理，古人云“事物的道理”，为历代大儒名宦所重。古代中国人不仅记述了许多物理现象，发现了一些物理规律或定理，尚有饱含物理知识的诗词歌赋传世。本文展现了中国古代科学在物理学方面的概貌。中国古代物理学可与西方同一时期相比的有力学与光学两个分支；在电磁学和热学方面，中国取得了远胜于西方的成就；在声学，特别是在乐律方面更是成绩卓著。 在古代，物理则与日常生活息息相关。下面，依据生产技术和社会形态以及科学著作诞生年代，我们选择具有代表性的跟物理学有关的记载，介绍中国古代物理学发展概况. 一。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"。约公元前239年的《吕氏春秋·精通》中有：“慈石召铁，或引之也”.这是世界上最早对磁现象的认识。 2.5声学方面 我国古代很早就对共振现象有记述，公元前3世纪—4世纪的《庄子》一书就记载了调瑟时发生的共振现象。这种基音与泛音共振现象的发现比西方早得多，欧洲直到15世纪才由达·芬奇首次进行共振实验。《墨子·备穴篇》还记述了共振现象的具体应用：在城墙根下每隔几米，挖一个坑，坑内埋置容量为70升—80升的陶瓮，瓮口蒙上皮革。若有敌人挖地道攻城，可以根据各陶瓮声响情况，确定敌人挖掘的位置和方向。 3.5电学方面 《论衡》中的“顿牟掇芥慈石级缄”。(顿牟；墟泊；芥；=种很轻草木；械；针；缀；吸引)；说明人们已经对电、磁有了相当深刻的认识。 4. 2磁学方面 《梦溪笔谈》第58条：“以磁石磨针锋，则锐处指南，亦有指北者，恐石性不同”，这段话说明当时已发现了磁铁有两极；《梦溪笔谈》第437记载的：“方
中国古代物理学-刻舟求剑
中国古代物理学-刻舟求剑 船、河岸与水三者之间谁在运动？天与地、月与 云谁在运动？这是古代人最关心的运动学问题。这里同时 涉及参考坐标与相对运动两方面的问题。船、河岸与水三者谁在运动的问题，几乎同时困扰了古代东西方的哲人。亚里士多德曾经提出，停泊于河中的船实际上处于运动之中，因为不断有新水流与该船接触。“不能同时踏进同一条河”的 命题就是由此而来的。古代中国人以自己的思考方式回答这些问题。晋代天文学家束皙〔xi西〕说：乘舟以涉水，水去而船不徙矣。(《隋书·天文志》) 这个立论方式恰恰与亚里士多德相反。束皙认为，这动着的船实际上是不运动的。如果过江时保持船与河岸的垂直状态，船与河床的相对位置就不改变。将参考坐标取在过江线或河床上，这时就得出“水去而船不徙”的结论(图2-10)。另一种看法是，任船与 水同速漂流，将参考坐标取在整个水流上，船对于水也不发生位置移动。图2-10 船过江示意图船C从A点过江，它总是在两岸的AA'线上，而水流B却随时在改变它与AA'线的相对位置。从物理学看，决定空间位置或运动 与否必须有一个参考系。否则，就会“西家谓之东家，东家谓之西家，虽皋〔gao高〕陶〔古音yao腰〕之理，也不能定其处”(《淮南子·齐物训》)，连古圣皋陶都不能断其是非。不
清楚参考坐标的人，就像“刻舟求剑”一样胡涂。刻舟求剑的故事原出于战国末期吕不韦(？-公元前235年)主持编纂的《吕氏春秋》，至今读起来还脍炙人口。它所包含的物理意义是极其深刻的。该故事说：有一个楚国人乘船过江，他身上的佩剑突然掉落江中。他立即在船舱板上作一记号，对其船友说：“这是我的剑掉落的地方。”到了河岸，船停了，他就在画记号的地方下水取剑。“舟已行也，而剑不行。求剑若此，不亦惑乎？”(《吕氏春秋·慎大览·贵因篇》)如此求剑，不是犯胡涂吗？从故事编纂者的口气来看，他是知道如何才能找到掉落江中的剑。从物理角度看，找到这把剑落水的位置有两种办法：一、记下掉落位置离岸上某标志的方向和距离。这就是说，以河岸作为参考坐标。二、在船不改变方向和速度的情况下，记下剑掉落时刻、船速与航行时间，据此求出靠岸的船与剑掉落地点的距离。这就是说，以船作为参考坐标。至于真正找到这把剑，还得考虑水流、浮力等其他因素。参考坐标选取适当与否，对解决运动学和动力学中的问题是很重要的。在相对运动中，选取不同的坐标就有不同的运动结论。古代人常说：“仰游云以观，日月常动而云不移”(《隋书·天文志》)，“见游云西行，而谓月之东驰”(《抱朴子·内篇·塞难》)。而在行船舱板上人们感觉的是，“不疑行舫动，唯看远树来”(南朝梁元帝诗《早发龙巢》)，“看山恰似走来迎”(《敦煌曲子词集》)。由于参考坐标的关系，
中国古代的力学成就
中国古代的力学成就 中国古代物理学虽一直没有从哲学和自然科学中分化出来成为一门独立的学科，但通过含有物理知识的著作不断地在社会上传播而得到了一定的发展，并在其运用中还有许多举世闻名的发明创造，以致今天人们在追寻中国古代物理学的历史渊源时，看到它们在中国的黄土地上已有最早的萌芽。中国古代力学的研究范围虽然广泛，但对力的认识主要停留在主观方面；中国古人在生产、生活实践中却广泛地运用了力学原理，力学知识的应用已达到了很高的水平。从精密的“度量衡”的测量工具，到大型复杂的机械；除了要解决大量的技术问题，也对一般的理论问题做了一些思考。 1、简单机械 中国至迟在西周（公元前770以前）时，能制作比较复杂的车船，以及桔槔等一类简单机械。公元前770以前，就以壶漏测时，以圭表测影，以定方向、定节气和定时刻。另一个伟大发明是苏颂和韩公廉在1092年制造了一架大型的水运仪象台。其中有一套称为“天衡”的杠杆装置，相当于现在钟表装置中擒纵器，以保证计时装置的齿轮等时转动。宋、元时期之前，已有指南车和记里鼓车，但是关于它们的结构直到宋代才留下较详细记载。根据这些记载，指南车是以车轮、平轮、立轴等各种齿轮的复合运动为基础的，只要在车子开始运动时把车上木人手指向南方，以后不管车向那个方向转动，车上木人将一直指南。记里鼓车是利用车轮带动大小不同的一套齿轮，使车轮走满一里时，有一个齿轮刚好转一圈，并拨动车上木人打鼓一次。这些复杂机械的制造，说明中国古代人娴熟地掌握了有关齿轮系传动的知识。 早在秦汉到五代（公元前221～公元960）时期，简单机械的联合使用就有了大发展。张衡制造了水运浑天仪，他采用齿轮系把浑象和表示时间的壶漏结合在一起，以流水下落的力量带动齿轮，齿轮带动浑象旋转。公元132年，他还制造了世界上第一个地动仪，用以测定地震的震源方向。公元2世纪毕岚发明了“渴乌”，即虹吸管，逐渐广为应用；后来唐代杜佑《通典》卷一百五十七中有“渴乌隔山取水”条：“以大竹筩雌雄相接，勿令泄漏，以麻漆封裹，推过山外，就水置筩，入水五尺，即于筩尾取松桦干草，当筩放火，火气潜通水所，即应而上。”在东汉时期，对流体的一般性质有所记述、探讨，并实测了一些物体的比重，知道刻漏的流水速度会随温度变化。由于虹吸管在生产上的应用，又引起人们去探讨它的道理。《关尹子》写道：“瓶存二窍，以水实之，倒泻；闭一则水不下，盖（气）不升则（水）不降。井虽千仞，汲之水上，盖（气）不降则（水）不升。”唐代王冰在《内经素问注》中写道：“虚管溉满，捻上悬之，水固不泄，为无升气而（水）不能降也；空瓶小口，顿溉不入，为气不出而（水）不能入也。” 张衡、三国时马钧和南朝宋祖冲之都曾制造过指南车，这是一种指示方向的机械装置。汉代刘歆《西京杂记》记载，长安巧工丁缓造被中香炉，“为机环转四周，而炉体常平”；这或许是世界上最早的常平支架。 2、时间和空间的观念 时间、空间是物理学中两个带有根本性的普遍概念，自古以来就是哲学家十分关注的问题。最早的与空间有关的概念是春秋时期的老子，他在《道德经》中说：“天地之间，其犹橐瀹乎？虚而不屈，动而愈出。”墨家学派的代表作《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，
《中国古代的科学技术成就》教案
中国古代的科学技术成就 川大附中历史教研组廖勇【课题名称】：《中国古代的科学技术成就》 【教学对象】：高二（10）班 【上课时间】：20XX年11月1日 【教学分析设计】： 1、教材分析 教材的宏观立意：人民版高中历史教材必修三，站在文明发展的高度，以8个专题板块，通过社会思想文化和科学技术成果等内容来折射人类求生存、求发展而不断进行能动创造的历史过程。 单元的中观着眼：必修三专题二《古代中国的科学技术与文化》主要从科学技术发展、文字绘画流变、文学作品嬗变、戏剧种类演进等视角，多角度、全方位充分展示了古代中国在人类文明发展中的重要地位及其对世界文明发展所作的重大贡献。 本课的微观投射：第一节《中国古代的科学技术成就》，新课标的要求是“概述古代中国的科技成就，认识中国的科技发明对世界文明发展的贡献”。古代中国的科技成就领域广、数量多，人民版教材选择了以四大发明为主要教学内容，是因为它们最能代表中国古代科学技术的突出成就，也最能体现中国古代科技对世界文明进程的重大贡献。 2、学情分析 本课教学对象是高二学生，对学习新知识、新方法的求知欲较高。但他们的历史学习多数还停留在较低的层次：认为学历史就是“背书”，缺乏动手能力和独立创新的思考，在学习过程中易生搬硬套书上的观点，被教材牵着鼻子走，久而久之失去历史学习的兴趣和主动性，更体会不到历史学科的魅力所在。 本课内容难度中等，学生对中国古代的科学技术成就尤其是四大发明比较熟悉，但是对于这些发明的发展历程并不十分清楚。这些发明对于人类发展进程的影响，学生更是思考甚少。所以高二的学生还需在学习过程中进一步提升自己的自主学习能力以及思考分析问题的学科能力。 3、设计思想 根据《普通高中历史新课程标准》的基本理念，结合本学期校本教研的主题“促进学生深度体验的核心问题教学策略研究”，在设计本课时，作了以下思考：（1）教材的深度研究：除了上述“教材分析”中从学科角度理清教学内容的脉络外，我还注意从教育角度发掘教材中的教育因素——让学生学会用历史的眼光，将四大发明放在特定的社会环境中客观地认识这些发明对人类文明进程的影响。从而充分体会到古代劳动人民的智慧，激发对祖国历史与文化的自豪感，进一步树立崇尚科学精神，坚定求真、求实和创新的科学态度。而这些因素都需要学生在学习过程中通过深度体验才能实现。 （2）体验目标引导策略：首先，基于对教材和学情的分析，结合课标要求，在学校专家和全组老师的指导下，精心设置了体验性目标——“分析这些发明对人类发展进程的不同影响，体验科学技术与社会发展之间的关联，认识到科技能否对社会发展产生巨大的经济效益和社会效益取决于社会环境”。其次，在教学过程中以此体验性目标作为教学价值、活动与评价的导向，通过科学技术与社会发展的关联来引导学生的深度体验，来促进学生在深度体验中的学习。课堂中，先以核心问题引导学生分组展