中国古代物理学成就

１）力学方面
①《考工记》一书中的有关记载。这是一本现存的有关我国古代手工业
技术规范的书籍，可能是春秋时代（公元前７００至４００年）末年的作品。
它记述了许多手工业的工艺制作与设施，汇集了至公元前３、４世纪时的工
程技术知识。其中包含的力学知识，主要有：关于惯性的记载、滚动摩擦的
论述、论箭的飞行与保持稳定，还记述了有关力的测量、斜面受力分析以及
材料和施工中的一些软科学知识。
②《墨经》中有关力学知识的记载。《墨经》战国时代以墨翟（公元前
４９０至４０３年）为首的墨家的代表作，分为“经”与“经说”两大部分。
经说是经的注解。前者的内容大多是一些定义性质的条文，后者则带有定律
的性质的解释。
《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。
现举一条关于杠杆的理论探讨以兹说明：
经下第２５条：“天（衡）而必正，说在得。”
经说：“（衡），加重于一旁，必捶（垂），权重相若也。相衡，则本
短标长，两相加焉，重相若，则标必下，标得权也。”
这一条说明了不等臂天平（秤）的平衡关系。可能是墨家探讨杠杆平衡
关系的实验总结，说明墨家发现杠杆定律较之古希腊的阿基米德要早二百多
年。但并没有阿基米德杠杆定理那样完整和定量化。
③侯风地动仪。这是东汉张衡（公元７８至１３９年）所制的世界上第
一台地震仪。《后汉书张衡列传》上有下面一段记载：“（顺帝）阳嘉元年
（即公元１３２年），复造侯风地动仪。以精铜铸成，圆径八尺，合盖隆起，
形似洒尊，饰以篆文山龟乌兽之形。中有都柱，傍行八道，施关发机。外有
八龙，首衔铜丸；下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在尊中，覆盖周
密无际。如有地动，尊则震，龙机发，吐丸而蟾蜍衔之，振声激扬，伺者因
此觉知。虽一龙发机，而七首不动。寻其方面，甩乃知震之所在。验之以事，
合契若神。自书典所记，未之有也。当一龙机发而地不觉动，京师学者咸怪
其无征。后数日驿至，果地震陇西。于是皆服其妙。自此以后，乃令史官记
地动所从方起”。
显然，这是一种测定震源方向的仪器。可惜，后来这架地动仪失传了。
我国考古博物学家王振铎在总结国内外学者复制研究工作的基础上，根据书
上的记载和力学原理满意地复制成功了侯风地动仪的复原模型，它主要是一
个利用了重心很高的“都柱”的不稳平衡。从这个仪器的制造来看，张衡已
利用了力学上的惯性原理，同时他对地震波传播和方向性也一定有所了解。
这些在当时来说都是十分了不起的。
④记里鼓和指南车。这是三国时魏人马钧根据以前的记载模仿制成的两
种利用各种齿轮的复合运动传动的自动机构。记里鼓是利用原动齿轮带动大
小不同的一套从轮，使车轮转动把车行的里数自动地表示出来的一种装置。
指南车是利用一套能自动离合的齿轮系统的定向装置，使得立在车上的一个
木制人像的手永远指着固定的方向。关于这两种装置的结构，在刘仙洲教授
著的《中国机械工程发明史》第一编第五章中有较详细的介绍。答案补充 （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，光的反射性和平面镜成像，凹面镜成
像，凸面镜成像等。它已触及了几何光学很大一部分，从时间上看要比古希
腊欧几里德注《反射光学》早一百多年，所以，《墨经》中的光学条文，不
仅是我国最早的光学著作，也是世界古代科技史上难得的各较全面的光学著
作。

公元前650一前550年，古希腊人发现摩擦琥珀可使之吸引轻物体；发现磁石吸铁。
　　公元前480一前380年间战国时期，《墨经》中记有通过对平面镜、凹面镜和凸面镜的实验研究，发现物像位置和大小与镜面曲率之间的经验关系(中国 墨子和墨子学派)。
　　公元前480一前380年间战国时期，《墨经》中记载了杠杆平衡的现象(中国 墨子学派)。
　　公元前480一前380年间战国时期，研究筑城防御之术，发明云梯(中国 墨子学派)。
　　公元前４世纪，柏拉图学派已认识到光的直线传播和光反射时入射角等于反射角。
　　公元前350年左右，认识到声音由空气运动产生，并发现管长一倍，振动周期长一倍的规律(古希腊 亚里士多德)。
　　公元前３世纪，实验发现斜面、杠杆、滑轮的规律以及浮力原理，奠定了静力学的基础(古希腊 阿基米德)。
　　公元前３世纪，发明举水的螺旋，至今仍见用于埃及(古希腊 阿基米德)。　　公元前250年左右，战国末年的《韩非子·有度篇》中，有"先王立司南以端朝夕"的记载，"司南"大约是古人用来识别南北的器械(或为指南车，或为磁石指南勺)。《论衡》叙述司南形同水勺，磁勺柄自动指南，它是后来指南针发明的先驱。
　　公元前221年，秦始皇统一中国度、量、衡，其进位体制沿用到二十世纪。　　公元前２世纪，中国西汉记载用漏壶(刻漏)计时，水钟使用更早。
　　公元前２世纪，发明水钟、水风琴、压缩空气抛弹机(用于战争)(埃及 悌西比阿斯)。
　　公元前１世纪，最先记载过磁铁石的排斥作用和铁屑实验(罗马 卢克莱修)。
　　公元前31年，中国西汉时创用平向水轮，通过滑轮和皮带推动风箱，用于炼铁炉的鼓风。

墨子的墨经中有光学八法