第一章 中国古代物理学成就
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第一章 中国古代物理学成就
教学目的和要求：熟悉中国古代对物质本原的几种认识
了解中国古代对力、电、磁、声、光等知识的积累及利用情况
教学重点和难点：中国古代对物质本原的几种认识
特别是元气论；
教学内容：
概况
在古代
无论是古希腊还是中国
都谈不上有"物理学"
当时人们还不可能自觉地、系统地运用实验方法
也不可能通过严密的逻辑推理和数学形式进行科学的概括
使之成为完整的知识体系
但这一阶段仍是物理学形成和发展的先导和渊源
是物理学发展的孕育和萌芽时期
在中国
自夏、商、西周起
随着手工技术的发展
物理知识开始积累
春秋战国时期科学技术蓬勃发展
中国古代物理学开始形成 ；秦汉时期
形成一个发展高峰；宋元时期达到鼎盛
至此
在西方近代科学诞生之前
中国的科学技术在各个领域都居世界领先地位
明末至清初以后
科学和科学技术的发展逐渐落后于西方
这一时期
西方物理知识开始向中国输入
第一节：物质本原思想
一.元素与原子的观点
1. 阴阳学说
阴阳是中国古代哲学的一对范畴
阴阳的最初涵义是表示阳光的向背
向日为阳
背日为阴
后来
又给它赋予了一定的意义
把自然界和社会上一切对立的现象抽象为阴阳
用阴阳这个概念来解释自然界两种对立和相互消长的物质势力
用来解释天文气象、四季变化、万物兴衰等自然现象
如气候的寒暖
方位的上下、左右、内外
运动状态的躁动和宁静
以及天地、男女、昼夜、君臣、夫妻等
阳代表积极、进取、刚强、上升、温热、明亮、雄性、太阳等阳性和具有这些特征的事物；
阴代表消极、退让、柔弱、下降、寒冷、晦暗、雌性、月亮等阴性和具有这些特征的事物
以天地而言
天气轻清为阳
地气重浊为阴；以水火而言
水性寒而润下属阴
火性热而炎上属阳
认为：阴阳的对立统一运动
是自然界一切事物发生、发展、变化及消亡的根本原因
是自然界一切事物运动变化的固有规律
阴阳的对立和消长是宇宙的基本规律
《素问·阴阳应象大论》："阴阳者
天地之道也
万物之纲纪
变化之父母
生杀之本始"
阴和阳
既可以表示相互对立的事物
又可用来分析一个事物内部所存在着的相互对立的两个方面
事物的阴阳属性
并不是绝对的
而是相对的
这种相对性
一方面表现为在一定的条件下
阴和阳之间可以发生相互转化
即阴可以转化为阳
阳也可
以转化为阴
另一方面
体现于事物的无限可分性
阴阳学说的基本内容包括阴阳对立、阴阳互根、阴阳消长和阴阳转化四个方面
在中医学理论体系中
处处体现着阴阳学说的思想
阴阳学说被用以说明人体的组织结构、生理功能及病理变化
并用于指导疾病的诊断和治疗
"阴阳有序、整体和谐"是世间的最佳状态
也是事物稳定的基本保证
太极图
白纸称为无极
画上一个圆圈
称为无极生太极（宇宙）
中间一条曲线分成黑白两个部分
称为太极生两仪
中间的曲线表示了阴阳的相互运动和相互转化
黑白两个半球中各有一个与之颜色相反的小圆圈
称为阴阳子
表示阴中有阳
阳中有阴
《周易》
《周易》以阴阳的范畴为基础
说明天地变化及各种现象："易有太极
是生两仪；两仪生四象
四象生八卦"（《易经·系辞上》）
意思是：宇宙的的本原是'太极'（物质的原始状态）
太极生出天地
天地生出四时（春、夏、秋、冬）
再生出'八卦'（天、地、山、泽、水、火、风、雷）
八卦
八卦则是其形式化和符号化：－－为阴
--为阳
分别称作'阴爻（yáo)'和'阳爻'
通过阴爻和阳爻的组合构成八卦
：乾、坤、震、撰、坎、离、艮（gèn）、兑
阴--阳--组合生成四象：
四象和阴阳相互作用生成八卦：
《周易》是以阴（阴爻－－）、阳（阳爻-）为基本单位而形成的一种对事物的理论性把握
阴与阳二单位的不同组合形成八卦
将八卦中之任意两卦叠合即形成六十四卦
每卦有六爻
共组成384爻
八卦的卦、爻、位之间
有复杂的关系
64卦的卦象变化和爻数就更加复杂
它反映了事物之间错综复杂的相互关系
在易学中
事物的性质即由阴与阳所占整体成份之多少及阴阳空间相对位置关系所决定
《老子》说："万物负阴而抱阳"
周代人伯阳父将地震成因归于"阳伏而不能出
阴迫而不能蒸
"
八卦图和太极图：
八卦与二进制：
若以阴爻－－表示0
阳爻--表示1
则坤卦≡≡即为000
乾卦≡即为111
实际相当于八进制：0----7
故事
德国数学家莱布尼兹1679年提出"论二进位制"
1701年他将二进位制表寄给中国的法国传教士白晋
白晋立即看出二进位制与中国伏羲八卦的六爻有关
遂回信并附寄伏羲64卦图
1703年4月1日
莱布尼兹收到到回信和图
4月2日又复信
并将论文送出发表
论文题目是："二进位制计算的阐述"
副题是"关于只用0和1
兼论其用途和伏羲所用数字的意义"
２.五行思想
五行：金、木、水、火、土五种基本物质或元素
"水曰炎上
木曰曲直
金曰从革
土爰稼
穑
"（《尚书·洪范》）
构成：世界万物皆由上述五种元素构成
"以土与金、木、火、水杂
以成百物"（《国语·郑语》）
相互关系：相生与相克：土生金、金生水、水生木、木生火、火生土；土克水、水克火、火克金、金克木、木克土
发展：五行说的起源比"太极"、"道"等提出还早
在殷末就已经普遍流传；春秋战国时期
五行说与阴阳说相结合
形成了阴阳五行说
五行的概念开始外延
形成了五行相生相克、生克制化的关系
宋代以后
科学家们把五行作为由太极到万物的中间环节
五行被容纳于宇宙生成体系之中
宇宙由无极（太极）而生
由太极生出阴阳
由阴阳生出五行
由五行的相互作用
生出男女及世间万物
（和西方比较：古希腊的四根说
古印度的四大说
无金
）
3 .原子的观点
名家：代表人物 慧施（约前375~前318）："至大无外
谓之大一；至小无内
谓之小一
"（《庄子·天下》）
儒家："语小
天下莫能破焉"（《中庸》）
墨家："端
体之无厚而最前者也"
"非半弗著斤
则不动
说在端"（《墨经·经上》）
意思是'端'无厚
不可再分
墨家观点的特征是：对物质可进行分割
但分割到'端'就不能再分割下去
类似现在的原子观点
相反观点：战国时期公孙龙提出："一尺之棰
日取其半
万世不竭"（《庄子·天下》）
（和西方相比：古希腊原子论：原子是不能再分割的最小单位
）
二 元气说
中国古代的哲人们期望着将世界万物本源归结为一种统一的物质
认为世界应该是由一种连续分布于整个空间的物质所构成
而不像"五形说"是各种元素的组合
在"道"和"太极"的思想指导下
逐渐形成并发展成为在中国古代自然观中重要的、占主流地位的"元气说"
1．元气说
中国古代的哲人们期望着将世界万物本源归结为一种统一的物质
认为世界应该是由一种连续分布于整个空间的物质所构成
而不像"五形说"是各种元素的组合
在"道"和"太极"的思想指导下
逐渐形成并发展成为在中国古代自然观中重要的、占主流地位的"元气说"
春秋战国时期
老子认为由最高范畴的道生出阴阳二气
进而产生万物
庄子继承和发扬老子的学说
提出"通天下一气"的思想
战国末期的荀（xún）况也指出气是构成万物的基本元素
"通天下一气"思想与精气说：
《庄子·知北游》中记载："人之生
气之聚也
聚则为生
散则为死
......故万物一也
......通天下一气耳
"
《管子?内业》记载："凡物之精
比则为生
下生五谷
上列为星；流于天地之间
谓之鬼神；藏于心中
谓之圣人
杲（gao
明亮）
乎如登于天
杳（yao 阴暗
隐没）乎如入于渊
淖（nao 泥沼
柔和）乎如在大海
卒乎如在于屺（qi 不长草木的山）"
荀（xun）子（约前298~前238）《荀子?王制》："水火有气而无生
草木有生而无知
禽兽有知而无义
人有气有生有知有义
故谓天下贵也"
元气说在春秋战国时期出现
在汉代逐渐成熟
经过唐、宋得到相当大的发展
明末清初达到高峰
由汉代的王充、唐代的柳宗元和刘禹锡为代表
形成了"元气自然论"；由宋代张载和明末清初的王夫之为代表形成了"元气本体论"
2．"元气说"的主要思想：
①气是充满整个宇宙 客观存在的物质
是万物本原
王充在《论衡》中说："天地
含气之自然也
"《论衡? 谈天》
"天地合气
万物自生"《论衡? 自然》
《论衡?言毒》说："万物之生
皆禀元气
"
宋代《二程遗书》卷五说："万物之始
皆气化
"
宋代朱熹《朱子遗书》说："天地之间
一气而已
"
明代王廷相的《雅述》上篇说："元气之上无物......"
王廷相《王氏家藏集》卷二十七说："天地未判之前
只有一气而已
一气中即有阴阳
......二者离之不可得"
王充（27----约97）：东汉时期的唯物主义哲学家和进步思想家
创立了以气为基础的元气自然论
主要著作有《论衡》
共30卷
85篇
涉及力学、声学、光学、热学、电磁学等多方面的知识
是我国中古时期的一部百科全书
②气有聚散两态
太虚为气
气形转化
"地气上为云
天气下为雨"《黄帝内经?素问》；
"气有六
阴、阳、风、雨、晦、明"《左传?昭公元年》；
张载《正蒙?太和》："太虚者
气之体...形聚为物
形溃反原"《正蒙? 乾称》；"气不能不聚而为万物
万物不能不散而为太虚""气之聚散于太虚
犹冰凝释于水
知太虚即气"
王夫之（1619~1692
明末清初)："虚空者
气之量
气弥沦无崖而希微不形
则人见虚空而不见气
凡虚空者
气也
聚则显
显则人谓之有；散则隐
隐则人谓之无
"《张子正蒙注?太和》
张载（1020~1077
宋）简介：宋代唯物主义者
提出"元气本体论"和物质不灭思想
主要著作有《正蒙》；
王夫之简介：明末清初人
学术著作较多
有《周易外传》
《张子正蒙注等》
③气分阴阳
永远处于运动变化之中
阴阳二气的相互作用、相互感应
构成了天地万物存在与变化的多样性
天地万物变化的实质即气的运动变化
张载《正蒙》："气有阴阳
屈伸相感之无穷"
王夫之《张子正蒙注》："感者
交相感
阴感于阳而形乃成
阳感于阴而象乃著"
西周末年的伯阳父解释地震现象时说："夫天地之气
不失其序
若过其序......阳伏而不能出
阴迫而不能蒸
于是有地震
"（《国语·周语》）
④物质不灭思想
王夫之《张子正蒙注?太和》：气"散而归于太虚
复其氤氲之本体
非消灭也
聚而为庶物之生
自氤氲之常性
非幻成也""聚散变化
而气本体不为之损益
"；"车薪之火
一烈而尽
而为焰
为烟
为烬
木者仍归木
水者仍归水
土者仍归土
特希微而人不见者
"；"一甑（zeng）之炊
湿热之气
蓬蓬勃勃
必有所归；若盖严密
则郁而不散
"
3．元气说的局限、以太和场
元气学说注重物质连续与不连续的相互统一
强调事物间的相互联系和相互转化
符合自然界的真实变化
与自然本性更接近
但元气说终究是一种思辩理论
没有实验、数学等科学方法的配合
长期停留在推测、玄想阶段
致使中国没有走上诞生近代科学的道路
中国古代的气概念因为在理论上要泛化而更多脱离了自然存在的一种物质形态的范畴
另一方面在抽象程度上又没能达到哲学的高度
在具体运用中气的内涵也是可以在抽象的元气与具体的空气间漂移
尽管也被中国古人用来解释自然现象
但在中国的文化中
气更多地成为了自然哲学层次的概念而不是物理学层次的概念
1644年
笛卡儿提出以太旋涡理论
以解释原子间的虚空问题和超距作用
后经美国传教士丁韪良的考证
他认为
笛卡儿的以太论可能来源于张载的元气论
19世纪末
在场论的发展中
以太思想又有所体现
如在量子场论中采用了类似气形转化的观点
即把光子看作是电磁场的表现形式
且每一种粒子对应一种量子场
以场的激发和退激表示为粒子的产生于消失
这种看法实际上于元气的聚散状态的不同表现的观点基本上一致
4．评价
李约瑟认为："元气
像现代人心目中以太波或辐射线
"（Joscph Needham: Science and Civilisation in China [J].Cambridge press , Vol. Ⅱ, 1962. 472）
何祚庥先生则认为气"与其说是接近于以太
不如说更接近于现代科学所说的场"
"元气学说......是现代量子场论的滥觞"
（杨仲耆
申先甲：物理学思想史
湖南教育出版社）
第二节 物理学知识的积累
一 力学
1.物理计量
①时间计量
a.干支纪法：春秋时鲁隐公三年（前722）二月己巳日至清宣统年（1911）
"干支"是"天干"和"地支"的合称
天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸
地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、戊（午）、未、申、酉、戍（xù)、亥
天干和地支相互组合成"六十干支"：甲子、乙丑、...癸酉、甲戊、乙亥...癸亥
共60个组合
也称"六十甲子"
周而复始
不断循环
b.十二时辰记时
法：子时：23～1时
丑时：1～3时
...,亥时：21～23时
表1-1 十二时辰与24小时纪日法的对应关系
子时 23～1时
辰时 7～9时
申时 15～17时
丑时 1～3时
巳时 9～11时
酉时 17～19时
寅时 3～5时
午时 11～13时
戊时 19～21时
卯时 5～7时
未时 13～15时
亥时 21～23时
c.百刻时制（漏壶记时制）：采用日晷或漏壶将一昼夜分为十时
一时分为十刻
'刻'为漏壶的基本记时单位
在竹或木制的箭上１００个等分刻度
其高度正好等于一昼夜漏壶滴水的高度
1刻等于现在的14.4分钟
d.测时仪器：
圭表-由圭和表垂直构成
利用太阳投影指示时间的仪器
表为直立的杆子
圭为一平板
板上有刻度
由表向北延伸
日晷：和圭表原理相似
由晷盘和晷针组成
晷针安在晷盘中央
并垂直与晷盘
日晷 月晷 星晷
漏刻：《周礼·夏宫》记载："挈(qìe)壶氏：掌挈壶以令军井
......皆以水火守之
以分昼夜
"《隋制》上说："《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
"
漏壶有两种形式：泻水型和受水型
我国最早的西汉青铜挈壶为泻水型漏壶
只有一把挈壶
出水口在壶底侧
由于挈壶里水位不同时出水速度不同
后来又发展出受水型
并逐渐由最初的两壶发展成多壶
下图为根据唐朝吕才《历象汇编历法典》99卷刻漏图制作的四级漏壶
浮漏：宋代沈括在多级漏壶的基础上发明了浮漏
每昼夜误差小于20秒
宋代燕肃制作的莲花漏改进了刻箭的刻度方法
精度提高到14.4秒；宋代赵友钦则将精度提高6秒
漏壶 浮漏
机械记时：东汉时期张衡117年发明浑天仪
用于测定天体位置
一天转一周
后经唐宋发展
成为世界上最早的天文钟
②度量衡
度---长度 量---容量 衡---重量
长度：《孔子家语》记载："布指知寸
布手知尺
舒肘知寻"即：从中指的指端到第一横纹叫一寸
拇指和中指一扎为一尺
两臂伸开长八尺
叫一寻
《孙子算经》："度之所起
起与忽
蚕吐丝为忽
十忽为一丝
十丝为一毫
十毫为一厘
十厘为一分
"
《汉书·律历志》记载："度本起黄钟之长
...九十分黄钟之长
一为一分
十分为寸
十寸为尺
十尺为丈
十丈为引"
容量：一手所盛为"溢",二手合盛为"掬","掬四谓之豆"
公元211年
秦始皇统一中国后
在商鞅变法的基础上对度量衡进行了统一
制发了一大批度量衡标准器
意义重大
a.计量单位：《汉书?律历志》详细记载：
长度单位：引、丈、尺、寸、
分
十进制；
容量单位：斛（hú)、斗、升、合、龠（yuè）
十进制
重量单位：石、钧、斤、两、铢
非十进制
b.计量器具：
长度量具：最早商代的牙尺
等于现在的16.95cm；战国的铜尺
合现在的23.0cm；公元９年
新莽时期的铜卡尺
长度14.22cm
分固定尺和活动尺两部分
相当于现在的游标卡尺
另外还有唐朝镂牙尺（0.3m)、鎏金雕花铜尺、木尺、黄钟玉尺等
远距离长度计量：唐宋时的丈杆、测绳、步车
特别是记里鼓车利用车轮的转动
间接而自动的记录车行里数
容量量具：斛、斗、升、合、龠（yuè）
重量量具：古人称之为'衡'
衡的形式包括：等臂天平、不等臂天平、杆秤
权就是砝码或秤砣
1954年在湖南长沙战国楚墓出土了我国最早的等臂天平和砝码
天平为木杆
杆端有两盘
还有以两为单位的九各砝码
2.时间、空间和运动
①时间与空间
《尸子》"上下四方曰宇
往古今来曰宙"
魏国尸佼（前390～330）
这里宇就是空间
宙就是时间
《庄子》中记载："有实而无乎处者
宇也；有长而无本剽者
宙也
" 即：宇是实在的和无处不在的
宙有长短但无始终
《墨径》："久
弥异时也；宇
弥异所也"
弥--遍及的意思.在《经说》中对"久、宇"进行了解释："久
合古今旦幕；宇
蒙东西南北"
时空无限性：庄子曰："天与地无穷"
张衡说："宇之表无极
宙之端无穷"等；墨家："久
有穷
无穷"等
②运动与静止
《墨径》："动
域徙也""止
以久也"
这里'以'停止的意思
"边际徙者
户枢免瑟"指转动；
③运动的相对性
《吕氏春秋》："刻舟求剑"故事；
《隋书?天文志》："乘船以涉水
水去船不徙也"
"仰游云以观
日月常动而云不移"（晋代束皙xī 262-301）
《抱朴子?塞难》："见游云西行
而谓月之东驰"（晋代葛洪283-343）
《春秋纬?元命苞》（汉代）："天左旋
地右动".
《春秋纬?考灵曜（yào）》"地恒动不止
而人不知
比如人在大舟中
闭牖（yǒu）而坐
舟行而人不觉"
比伽利略（1564-1642）相对性原理早一千多年
3 对力的认识
（1）力的概念
《墨径》："力
刑之所以奋也"
这里刑即形
指物
奋即飞
动的意思
王充《论衡?效力篇》："人有知学
则有力矣
文吏以理事为力
而儒 生以学问为力"
"举重拔坚
壮士之力也"
"故 夫垦草殖谷
农夫之力也..."（东汉）
西方
17世纪初'弗兰西斯?培根'提出："知识就是力量"
（2）外力与内力
王充《论衡》："古之多力者
身能负荷千钧
手能决角伸钩
使之自举不能离地
"
（3）杠杆原理
《墨径》
中对不等臂天平的论述："衡
加重于其一旁
必捶
权、重相若也
相衡
则本短标长
两加焉
重相若
则标必下
标得权也
"
（4）.重心与平衡
西安半坡仰韶文化（距今5000~6000年前）遗址出土的吸水陶罐：口小、腹大、底尖
两侧耳环稍低于罐的重心
西周及历代的欹（qī倾斜）器：又称宥（yòu,宽容）坐之器
形状同上
作用有二：
①容器：《荀子?宥坐》记载孔子观鲁桓公庙时所说"吾闻宥坐之器者
虚则欹
中则正
满则覆"
②劝告之器：告戒人们行为和思想不可过或不及
王充《论衡》：圆物投之于地
是随遇平衡；方物及地
是稳定平衡；而山中处危峭之大石则是不稳定平衡
（5）浮力：曹冲称象等
（6）弹力：弓箭的制作等（东汉郑玄127-200）
（7）大气压力
西汉时期已利用虹吸管---渴乌
东汉时已广泛用于灌溉
唐朝已有隔山取水的大型引水工程
《关尹子》："瓶存二窍
以水实之
倒泻；闭一则水不下
盖（气）不升则水不降
"
唐代王冰《素问》："虚管灌满
捻上悬之
水固不泻
...；空瓶小口
顿灌不入
为气不出而不能入也
"
（8）惯性：春秋战国时期的《考工记》中描述："马力既竭
轴犹能一取焉"
4 力学知识应用
尖劈、辘轳、滑轮、水转筒车、水转连磨、水碓（duì 舂米用具）、水排鼓风机（公元31年东汉南阳太守杜诗发明）、被中香炉、记里鼓车、水运浑象仪等
水转连磨 被中香炉
古代建筑学上力学的应用：如隋代李春建造的赵周桥
是我国古代留传至今最古老、跨度最大、弧度最浅的石拱桥
距今已1300年；
公元1056年建造的辽代山西应县木塔
是世界上现存的最高的古代木构建筑
高67.31米
经受近一个世纪的风雪袭击
12次六级以上地震
至今安然屹立
宋代建筑师喻皓曾在开封建"开宝寺塔"斜塔："塔初成
望之不正
而势倾西北
人怪而问之
皓曰：'京师地平无山
而多西北风
吹之不百年当正也
'"《归田录》
明代的北京故宫群等等
二 热学
1.火的利用
※我国170万年前的元谋人已开始用火；
※6000多年前的半坡人已经用火烧制陶器；
※古人取火的三种方法：
①摩擦、打击：钻木取火、火镰和火石取火等；
②用铜制的凹面镜：即阳燧取火；
③用硫磺摩擦取火：和19世纪欧洲发明的火柴（洋火）相似
2.对热现象和热本质的认识
①温度、湿度极其测量
以感觉分级：冰、寒、凉、温、热
掌握了冰点和人或动物体温这两个较恒定的温度标准
《淮南子》："睹瓶中之水而知天下之寒暑
"
"火候"：在烧制陶
器和冶炼金属的过程中
通过对"火候"的观察
来定性的判断温度的高低
《考工记》记载了青铜冶炼时火色与温度的关系："凡铸金之状
金与锡
黑浊之气竭
黄白次之；黄白之气竭
青白次之；青白之气竭
青气次之
然后可铸也
"即当"炉火纯青"时
炉温达到1200℃左右
杂质挥发
铜锡融合
可以用来浇铸了
火色实际为物质原子的发射光谱及其强度的表现
湿度：《淮南子》："琴弦缓
天且雨""风雨之变
可以音律知之"
即现在毛发湿度计的原理.
②热的传播
冰鉴：温酒器具殷周时期即有用青铜器制造的温酒器具
并用"冰室"冷藏食物：随县曾侯乙墓出土的战国时期的"冰鉴"
外面是一个大方鉴
里面是方尊缶
即内容器盛酒
外容器盛热水或冰
伊阳古瓶：保温器具
南宋洪迈《夷坚甲志》："张虞卿者...得古瓶于土中
置书室养花
方冬极寒
一夕忘去水
意为冰裂
明日视之
凡他物有水者皆冻
独此瓶不然
异之
试之以汤
终日不冷
...惜后为醉仆触碎
视其中
夹底厚二寸
"
温度与距离得关系：王充："夫近水则寒
近火则温
远之渐微
何则？气之所加远近有差也
"
③热胀冷缩与热应力
热胀冷缩；增大热应力：在公元前250年都江堰水利工程中的应用记载："大滩江中
其崖崭峻不可凿
乃积薪烧之
"这种增大热应力开凿巨石的记载很多
④物态的变化
汉代董仲舒在《雨雹对》到蒸发、液化、凝固三态的变化
对水的三态冰、水、和汽的认识就更早；
王充在《论衡》中记载了对雨、露、霜、雪等的认识：云雨不是天上固有的
而是从地面上蒸发上去的
雨露霜雪虽形式不同
但都是由水冷凝而成
只是形成温度不同
北魏时期《齐民要术》中有"放火作熨"
即深秋傍晚在田地里烧柴草
使烟气弥漫
防止霜冻
现在仍为农村沿用
⑤热的本性
五行说：热（火）是构成物质的一种元素；
元气说：热这种物质的本原仍是气
3 热能利用与热功
碳：4000年前已有用碳的记载；
煤和石油：公元前2世纪已开始用煤
《山海经》《水经注》中都有记载
煤被成为石涅、石墨、石碳等；石油的记载最早见于《汉书·地理志》
被称为洧（wěi）水
高温技术：殷商时期在高温冶炼铸造技术方面就已卓有成效：殷代文物司母戊鼎、商代的四羊尊、战国的铜尊盘、秦始皇陵的大型铜马车等
春秋末期制造的白口铁和中碳钢剑
表明当时的冶炼已达到1300℃的高温
松脂灯：利用热气上升的原理
用于军事信号；
热气球：14世纪初元朝仁宗登基时在元大都（北京）升起世界上第一个热气球
走马灯：利用冷
热空气对流带动纸轮旋转
4 火药与火箭的发明
火药：四大发明之一
火药玩具：火器
烟花等
火箭：宋代的管形火器"突火枪"
元代的铜炮；
明代的多种多发火箭：火弩流星箭（同时发射10只箭）；一窝蜂箭（32只箭）；百虎齐奔箭（100只）；飞空震天雷、神火飞鸦（雏形飞弹）及火龙出水（二级火箭）等
万虎：明代官员
是"第一个企图利用火箭飞行的人
他用47只最大的火箭绑在椅子背后
手拿两个大风筝
想借助火箭的推力和风筝上升的力量飞向空中
1970年国际天文学会为了纪念他
把月球背面的一个环行山命名为"万虎环行山"
明《武备志》记载:"水战
可离水三、四尺燃火
即飞出水面二、三里去远
如火龙出于江面
筒药将完
腹内火箭飞出
人船俱焚
"发展了二级火箭装置
三 光学
（一）光源与光的本性
1.光源：
①太阳和月亮：甲骨文中用"明"字表示
②火：甲骨文中"光"就是一个人举着一把火；
③灯：西汉的镏金长信宫灯：
④磷光：俗称"鬼火"
⑤萤火："囊萤"读书的故事；沈括称其为"聚萤囊"灯笼
"有火之用
无火之热"；明清时期将其用于水下诱捕鱼
⑥荧光物质：用含有荧光物质的颜料作画
宋代《湘山野录》记载一幅画牛的画
白天看
牛在栏外吃草
晚上牛则卧在栏内；
2.光的本性
中国古代认为气是宇宙万物之原
光为火
火为五行之一
五行是气的产物
因此光的本质是气
光行极限说：光的传播有一定范围
《周髀（bì）算经》中有"日照四旁各十六万七千里"
光的传播有一定速度
需要一定时间等
（二）几何光学知识
1.光的直线传播与小孔成像
《墨径》：景倒
在午有端与
景：光之人
照若射
下者之人也高
高者之人也下
足蔽下光
故成景与上
首蔽上光
故成景与下
"（午：交叉； 端：小孔）
《梦溪笔谈》："若鸢（yuān）飞空中
其影随鸢而移；或中 间为窗所 束则影与鸢相违
鸢东则影西
鸢西则影东
又如窗隙中楼塔之影
中间为窗所束
亦皆倒垂
"
赵友钦实验（宋末元初）：赵友钦实验在中国古代史上占有重要地位
其实验目的明确
设计合理
步骤清晰
结果可靠
是中国物理学史上的的一个首创
赵友钦实验：实验中他固定几个条件
改变一个条件来观察成像情况
实验分五步进行：①改变孔的大小
比较成像情况；
②改变光源强度
作日月蚀模拟实验；
③改变像距；
④改变光源距离
观察小孔成像的变化；
⑤改变孔的大小和形状
做大孔成像实验
2.光的反射与镜面成像
《墨经》中论述了光的反
射
包括平面镜、凹面镜、凸面镜的反射情况
平面镜："景
日之光反烛人
则景在日与人之间"
凹面镜："鉴洼
景一小而易
一大而正
说在中之外、内
...中之内
鉴者近中
则所鉴大
景亦大；远中
则所鉴小
景亦小
而必正
起于中缘正而长其直也
中之外
鉴者近中
则所鉴大
景亦大；远中
则所鉴小
景亦小而必易
合于中长直也
""鉴洼"即凹面镜
"中"为焦点
"易"即倒置
凸面镜："鉴团
景一
...鉴者近
则所鉴大
景亦大；其远
所鉴小
景亦小
而必正
" 即鉴团只成一缩小的正立的像（虚）
沈括："阳燧面洼
以一指迫而照之则正
渐远则无所见
过此遂倒
""小鉴不能全观人面
故令微凸
收人面令小
则鉴虽小而能全纳人面
仍覆量鉴之小大增损高下
常令人面与鉴大小相若
"
镜术：利用平面镜成像制成"万花筒"样的"魔镜"：日月镜、四规镜等
清代黄履庄曾造"灯衢（qú 道路）"："做小屋一间
内悬灯数盏
人入其中
如至通街大市
人间稠杂
灯火连绵
一望数里
"
清代郑复光造"罗汉堂"：从侧面小洞向里看"千门万户
百千罗汉"
凹凸面镜：殷武丁时期就出现了凹、凸面铜镜
透光镜：现上海博物馆珍藏有西汉时期的"透光镜"（青铜）
隋唐《古镜记》记载："承日照之
则背上文字
墨入影内
纤毫无失"
3.光的折射与透镜
冰透镜：西汉《淮南万毕术》记载："削冰令圆
举向以日
以艾承其影
则火生
"
鲫鱼杯：宋代《春渚（zh?）纪闻》："有一鲫
长寸许
游泳可爱
水倒出
鱼不复见
复酌水酒中
须臾一鱼泛然而起
" "蝴蝶杯"、"兰花杯"等
4.光的色散
雨后成虹和造虹实验：
唐初孔颖达《礼记注疏》"日照雨滴则虹生"；
唐代张志和《玄真子》"雨色映日而为虹""背日喷乎水
成虹霓之状
"
南宋蔡卞《毛诗名物解》："云薄漏日
日照雨滴则虹生
今以水喷日
自侧视之
则晕为虹霓...
故今雨气成虹
朝阳射之则在西
夕阳射之则在东
"
鸡子石英证含光图：
著名道士张果修炼内丹的著作《修真历验钞图》：讲到从白石英看到："映日则光玉也...
五色玄英"
白石英为无色透明晶体
属六角晶系
用白石英作的三棱镜对日光产生了色散
明末方以智《物理小识》："光肥影瘦"
即光线可沿曲线传播
四 电磁学知识
1.对电的认识
摩擦起电：*东汉王充《论衡》："顿牟掇芥
磁石引针...他类肖似
不能掇取者
何也？气性异殊
不能相感动也
"顿牟指玳瑁（爬行动物
形状象龟
这里指其壳）
（用元气解释静电现象）；*西晋张华《博物志》记
载："今人梳头
脱着衣时
有随梳、解结有光者
也有吒声
"*唐代《酉阳杂俎》"猫...黑者
暗中逆循其毛
即著火星"
雷电现象：沈括《梦溪笔谈》："雷火自窗间出
赫然出檐
人以为堂屋已焚
皆出避之
及雷止
其舍宛然
墙壁窗纸皆黔（黑）
有一木格
其中杂储诸器
其漆器银扣者
银悉熔流在地
漆器曾不焦灼
有一宝刀
极坚刚
就刀室中熔为汁
而室亦俨然
"明代方以智："雷火所及
金石销熔
而漆器不坏
"
武当山天柱峰金顶三大奇观之一的"雷火练殿"
解释：《淮南子》记载："阴阳相薄为雷
激扬为电"朱熹："阴阳之气
闭结之极
忽然迸散出"明代刘伯温"阴气团于阳
必迫
迫极而迸
迸而声为雷
光为电"
2.对磁的认识
磁性：《吕氏春秋》："慈石召铁
或引子也"；《鬼谷子》："慈石取针"；高诱注释《吕氏春秋》时指出："石
铁之母也
以有慈石
故能引其子
石之不慈者
亦不能引也"
磁石吸引物质只限于铁：《淮南子》："若以慈石之能连铁也
而求其引瓦
则难矣"
"及其于铜则不通"
屏蔽：明末刘献廷《广阳杂记》："慈石吸铁
隔碍潜通
或问余曰：'慈石吸铁
何物可以隔之？'犹子阿儒曰：'唯铁可以隔之耳'
其人去而复来
曰：'试之果然'
3.电与磁的应用
①避雷针：
②磁性指南器：
司南：王充《论衡》："司南之杓（勺）
投之于地
其柢指南
"
天然磁石指南针：南宋《事林广记》指南鱼的制作方法："以木刻鱼子
如拇指大
开腹一窍
陷好磁石一块
却以蜡填满
...令没放水中
自然指南
以手拨之
又复如此
"
指南龟的制作方法："以木刻龟子一个
一如前法制作造
但于尾边敲针入去
...龟腹下微陷一穴
安钉子上
拨转常指北
须是针尾后"
③磁化
地磁场磁化法：
1044年出版的宋代曾公亮《武经总要》："鱼法
以薄铁叶剪裁
长二寸阔五分
首尾锐如鱼形
置碳火中烧之
侯通赤
以铁钤钤（qián 印、章)鱼首出火
以尾正对子位
蘸水盆中
没尾数分则止
以密器收之
用时置水碗于无风处
平放鱼在水面令浮
其首常南向午也
"将铁片烧红的是使磁畴重新分布成为顺磁体
淬火使磁畴稳定
磁石磁化法：
沈括《梦溪笔谈》："方家以磁石磨针锋
则能指南
然常微偏东（地磁偏角）
不全南也
水浮多荡摇
指爪及碗唇上皆可为之
运转尤速
但坚滑易坠
不若缕悬为最善
"
④应用：
*朱 域《萍洲可谈》（1119）："舟师识地理
夜则观星
昼则观日
阴晦则观指南针
"；
*南宋赵汝适《诸蕃志》："渺茫无际
天水一色
舟舶来往
惟以指南针为则
昼
夜守视唯谨
毫厘之差
生死系焉
"
*地螺：指南针配上固定方位盘
就是罗盘
南宋时称"地螺"
小故事
1．传:4000年前
黄帝与蚩尤打仗
但蚩尤作雾
黄帝则使用指南车来辨别方向
使蚩（chī)尤大败
2．郦道元在《水经注》中
写到秦始皇为了防避刺客
用磁石建造阿房宫的北阙门
若刺客身怀刀刃将被磁门吸住.
3．晋朝大将马隆与羌人作战时
让士卒皮革盔甲
在夹道上置磁石
因而大败身穿铁甲的羌兵
五 声学
1.声音的产生：
王充："气括口喉"
并且还把声音的传播与水波类比；
宋应星：明代江西奉新县人
一生著作很多
代表作为《论气》和《天工开物》
在《论气》中："气本浑沦之物
分寸之间
亦具生声之理
然而不能自为生
是故听其静满
群籁息焉
及夫冲之有声焉
飞矢是也；界之有声焉
跃鞭是也；振之有声焉
弹弦是也；辟之有声焉
裂缯是也；合之有声焉
鼓掌是也；持物击物
气随所持之物而逼及于所击之物有声焉
挥椎是也
"即声音"步能自为生"
必须冲之
界之
振之
辟之
合之
击之
从而使空气震动
才能发出声音
2.声音的传播
宋应星《论气》："物之冲气也
如其激水然
气与 水
同一易动 之物
以石投水
水面迎石之位
一拳而止
而其文浪以次而开
至纵横寻丈而犹未歇
其荡气也亦犹是焉
特微渺而不得耳闻
"
3.共振
《庄子?徐无鬼》："为之调瑟
废于一堂
废于一室
鼓宫宫动
鼓角角动
音律同矣
夫改调一弦
于五音无当也
鼓之
二十五弦皆 动
"
《梦溪笔谈》："琴瑟弦皆有应声
宫弦则应少宫
商弦则应少商
其余皆隔四相应
今曲中有声音
须依此用之
欲知其应者
先调诸弦令声和
乃剪纸人加弦上
鼓其应弦
则纸人跃
他弦则不动
声律高下苟同
虽在他琴鼓之
应弦亦震
此谓之正声
"（共振实验）
4.共鸣及其消除
南北朝时期刘敬叔《异苑》："晋中朝有人蓄铜澡盆
晨夕恒鸣如人扣
乃问张华
华曰：'此盆与洛钟宫商相应
宫中朝暮撞钟
故声应尔
可错（挫）令轻
则韵乖
鸣自止也
'依其言
后不复鸣
"
唐代韦绚《刘宾客嘉话录》记载了当时的太乐令曹绍 为一僧人治病的事：该僧人因僧房内一磬无故自鸣
而惊恐成疾
5.声音的反射
北京天坛：回音壁、三音石、对话石
回音壁 三音石与对话石
山西永济"莺莺塔"：普救寺舍利塔
因"西厢记"而称"莺莺塔"
是一座空心砖塔
初建于唐武则天
后重建于明嘉靖42年（1564）
因其 可产生蛙鸣般的回声
而列河东"清八景"之一
（ 普救蟾声）
河南三门峡"
蛤蟆塔"：建于金大定十六年
在塔外十余米处击石拍掌
有蛙鸣回音
四川潼南"石琴"：实为登山石阶
凿于江边完整无缝凹处
沿石阶拾级而上
自第四级到第十九级
凡步履所触
便会发出悠扬婉转的古琴声在洞内回荡
其中有七级石蹬的发音特别洪亮
称为七步弹琴
题为石蹬琴声
莺莺塔回音示意图 编钟
6.古代乐器
新石器时代：陶埙（xūn）和骨哨
《诗经》记载：有29种之多
包括各种弹琴、吹奏、打击等乐器
战国曾侯乙墓：出土的有：编钟、磬、笙、排萧等
7.律学
律学的内容包括产生乐音的规律、律制的规定、定律器的制定
还要旁及 与历法和度量衡的关系
律学是一门综合声学、乐学和数学为一体的综合性学科
商代：已有五声音阶：宫、商、角、徵（zh?）、羽（1、2、3、5、6）
后又增加了两个半音：变徵（近4）、变宫（7）
成为七声音阶
西周：已发展为十二律：黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、仲吕、蕤ruí宾、林钟、夷则、南吕、无射（yì）、应钟
在C调正声音阶下
十二律与七声的关系如下：
律 名： 黄 大 太 夹 姑 仲 蕤 林 夷 南 无应 清黄
今 音 名： C #C D #D E F #F G #G A #A B C'
音 阶： 宫 商 角 变徵 徵 羽 变宫 清宫
乐律的计算：三分损益法
最早见于《管子?地员》
诞生于公元前4世纪
是目前发现的世界上最早的乐律计算方法
《清史稿?乐志二》记载的具体操作是：将一空弦依次乘以2/3或4/3
即缩短1/3（损一）或加长1/3（益一）
分割成不同的长度
这就产生出不同频率的乐音
具体的推算是：设黄种宫音的弦长为34=81
徵音的弦长为81×4/3=108
商音的弦长为108×2/3=72
羽音的弦长为72×4/3=96
角音的弦长为96×2/3=64
十二律特点：是一种不平均律
在转调上出现困难（无法循环）
十二平均律：成于1581年左右
发明者：朱载育（1536-1610？）朱元璋的九世孙
在《律学新说》和 《律吕精义》有记载
和十 二律已相距2000余年
是一种相临律间音程差数相等的律制
方法：以公比的等比级数分配音律
也就是在八度音之间
分成十二个等音程的半音
两相临音律间的频率比都是
这样可以使十二律自"黄钟为始
应钟为钟
终而复始
循环无穷
"
当把2开到12次方得到频率的倍律后
在把1.059463自乘12次
就得到十二律的平均倍数
具体数字是（单位为尺）：黄钟（正律）为1.000000
应钟（倍律）为1.059463
无射（倍律）为1.122462
...大吕（倍律）为 1.887748
黄钟（倍律）为2.00
0000
上面所列数字表示振动体（弦）长度
朱载育依据自己发明的十二平均律确定了"均准"（即弦准）
是世界上第一个依据十二平均律建立的定律器
也是世界上第一个依据十二平均律建立的弦乐器
朱载育还制定了一套标准律管（36根
含三个八度）
铜材
制作律管时
朱载育发现律管长度加倍或减半且管径相同时
律管发出的音有差别
为此
他根据实验和借助数学找出管口校正的方法和数据
他用缩小管径来校正
因此他的律管为异径律管
六 天文学
盖天说：起源于殷周时期
《周 》："天圆如张盖
地方如棋局"
后发展为"天似盖笠
地法覆 "
浑天说：代表人物是东汉张衡(公元78年-139年)
生于河南南阳石桥镇
公元111年担任太史令
主持天象观测、编订历法
发明了浑天仪、候风地动仪
张衡在《浑天仪图注》中写到："浑天如鸡子
天体圆如弹丸
地如鸡中黄
..."认为大地是球形的、运动的
地球是宇宙的中心
用一个天壳和附天而行的日月五星来解释天文现象
和西方同一时期的"地心说"相似
张衡强调:"宇之表无极
宙之端无穷"
国际天文学组织用他的名字命名了一颗小行星和月球上的一座环行山
宣夜说：《晋书·天文志》记载："宣夜之书亡
惟汉秘书郎 萌记先师相传云：天了无质
仰而瞻之
高远无极
眼 精绝
故苍苍然也
...日月众星
自然浮生虚空之中
其行其止
皆须气焉
..."
π的计算
先秦取圆周率为"周三径一"
魏晋时期的刘徽应用极限思想
采用割圆法
算出了当时世界上π=3.1416的数字
南北朝的祖冲之(429-500年)是世界上第一个把π的值推算到3.1415926～3.1415927的人
为了纪念他
人们将圆周率定为祖率
利用方法:方和圆的相互转化
据说祖冲之在圆内接12288个边的多边形
写入《缀（zhuì）术》
但这本书在宋朝失传了
国际上已把月球背面的一个山谷命名为"祖冲之"
后记：中国近代史上的两次机会：
1.西学东渐：
明万历中叶
随着西方传教士来华
刚刚兴起的西方近代自然科学开始传入我国
明末清初
西学东渐成为我国自然科学发展的主流
这一时期来华的传教士有500多人
带来了不少西方科学知识
著译约有370多种
其中科技120余种
多为数学和天文
引起极大反响
出现了不同派别：
①以明末徐光启、李之藻为代表的"经世致用"派：倾向务实
追求新知识
立足于西学；
②以清初王锡阐为代表的一派：既反对恪守陈规
但也不盲从西法；
③以明末方以智为代表的一派：学习西方的目的在于借西方以恢复和发扬中国古代的传统
立足点在于中学
④以清初
扬光先为代表的一批守旧派：则坚决反对西学
却符合统治者的思想
2.洋务运动：
1840年鸦片战争
中国的大门再次被扣开
洋务运动兴起
"中学为体
西学为用"的思想被人们接受
西方科学知识再次大量进入中国
由于清政府制度等原因
物理学在中国并没有立足
洋务运动一开始的目标是巩固国防创办"自强新政"以"求强"
具体表现在开办近代军事工业、创建新式军队、购买国外新式武器
1862年（同治元年）清廷下令都司以下军官一律开始学习西洋武操
各省防军开始更换新式武器
同年曾国藩在安庆设军械所
李鸿章在上海设制炮所
中国的近代军事工业的建设由此拉开序幕：1864年李鸿章在苏州设立西洋炮局
1865年江南制造总局成立
1866年左宗棠在福建设立福建船政
1867年三口通商大臣崇厚在天津开办天津机器制造局
1887年丁葆祯在成都设立四川机器局......
短短几年间在李鸿章等洋务派领导人的主持下中国的近代军事工业体系基本建成
火枪、大炮、弹药、蒸汽战舰都已能够在国内建造
其决心之大、动作之快令中外为之震惊
这是近代中国历史的一次大飞跃
从此中国大地上有了自己的资本主义工业
洋务派在兴建军事工业的同时
需要巨额的资金投入
为此"百方罗掘"但仍"不足用"
洋务派领导人李鸿章认为泰西各国是以工商致富
由富而强
认为"求富"是"求强"的先决条件
于是洋务派开始将工业范围扩大
兴办民用工业以"兴商务
竣饷源
图自强"
1872年李鸿章在上海开办轮船招商局
开始了"求富"之路
在此后的十余年间
煤矿、铁厂、缫丝厂、电厂、自来水厂、织布厂、电报、铁路相继建设
这些民用工业的创办打破了西方资本在中国的垄断
为国家回收了大量的白银
并为中国近代民族工业的发展打下了坚实的基础
在兴办近代工业的同时
中国的军队也得到了前所未有的发展
到了甲午中日开战之前以湘军、淮军为代表的各省防军、练军普遍装备了后膛枪炮
比之西洋各国毫不逊色
1888年北洋水师的成军更是使清朝的国防力量上了一个台阶
使得中国的军队从大刀长矛的中世纪军队一变而为使用先进兵器的近代军队
开办近代工业、训练新军
必须要有懂得西方先进技术的专业人才
为此
1864年李鸿章奏请清廷改革科举制度
在他的坚持下
清廷陆续开办了外文、军事、西医、电报等学校培养技术人才
并于1872年开始向海外派出留学生
在多年之后这些留学生成了中国军队、工厂、外交方面的骨干中坚
西式教育的引进在一定程度上使中国人的思想开始摆脱蒙昧状态
洋务运动自第二次鸦片战争结束后
开始
历经30余年
在洋务派的努力下
这三十年使得中国社会和中国人发生了巨大的变化
使中国一度有机会跻身于世界强国之林
但随着甲午战争的硝烟散去
中国被落后小国日本打败
清廷面对来自朝野内外的责问不得不找出一个替罪羊来
于是洋务派和洋务运动变成为了甲午战败的罪魁祸首
打开的国门再次重重的关上
从此原本和中国站在同一起跑线上的日本一跃成为世界一流强国
而中国则自甲午以来一蹶不振至今
西方传教士的来华和自然科学的传入：
第一个来华的传教士是意大利的利玛窦
于1582年来华,带来了世界地图、三棱镜、自鸣钟、西方乐器等"奇物"
1.西方的经典力学的传入
徐光启：我国第一个自然科学翻译家
与利玛窦合作
翻译了六十多种自然科学著作
其中有欧几里得《几何原本》前六卷
王征：与瑞士人邓玉函合作翻译了《远西奇器图说》
是翻译到我国的第一部力学著作
王征自己还著有《新制诸器图说》
于1627年出版
李善兰：1859年与英国人伟烈亚力合译《谈天》
其中包括牛顿力学的万有引力定律
1886年与英国人艾约瑟合译《重学》
把经典力学的基本内容与研究方法全面而系统的介绍到中国
至此
西方的经典力学及其方法和数学工具都已基本上为中国所了解
其中还包括一部分声学、热学和电学方面的内容
2.西方光学传入
西方光学传入的重要标志是德国传教士汤若望的《远镜说》（于1626年出版）
它是一部关于望远镜的专著
之后不久
我国便开始自制望远镜
1631年徐光启用望远镜观测日食
我国学者薄钰还把望远镜用于大炮瞄准
张福禧：1853年与艾约瑟合译《光论》
系统介绍了几何光学知识
赵元益：1876年与金楷里合译英国著名物理学家田大里的《光学》
书中包括几何光学和波动光学
理论性和系统性较强
相当全面的反映了当时的西方光学
田大里另一部著作《声学》也由傅兰雅和徐建寅合译出版
3.我国学者自己的成就
宋应星（1587-1615）：明末科学家
主要著作有《天工开物》、《论气》、《谈天》等；
方以智（1611-1671）：著有《通雅》
《物理小识》等
郑复光：1842年著《费隐与知录》
1846年出版《镜镜泠(líng)痴》
这是中国学者所写的第一部光学专著
邹伯奇：把数学应用于光学
著有《格术补》一书
而且制造了"摄影器"和感光材料
是我国照相机工艺的最早研制成功者
（照相术1839年发明于法国
属于技术保密
五年后
邹伯奇独立发明了摄影法
但由于西方摄影术的传入而被埋没）
此外
还有孙云球、黄履庄
、黄履（女）等光学仪器大师；以及王夫之书法家元气论者等等
虽然大部分西方物理学知识逐渐传入我国
但由于当时的我国没有生根和发展的土壤
所以物理学知识在中国并没有真正立足
特别是清朝时期的闭关自守政策
使中国的自然科学被逐渐的远远的甩在了西方的后面
中国古代物理学的特点：
1. 历史悠久
具有连续性和阶段性高潮的特点.
自夏、商、西周奴隶制度社会起
随着手工技术的发展
物理知识开始积累；春秋战国时期科学技术蓬勃发展
中国古代物理学开始形成；秦汉时期形成一个发展高潮；宋元时期达到鼎盛
在西方近代自然科学诞生之前
中国的科学技术在各个领域都处于领先地位
百花齐放百家争鸣、学术自由的社会环境及生产的发展、经济的繁荣是出现高潮的原因
2. 有先进的物理思想和杰出的研究方法
从中国古代宇宙说、物质本原的元气论以及墨家的系统的光学思想等诸多方面都反映出中国在当时具有最先进的高水平的物理思想
沈括、赵友钦、朱载育等人的研究方法在科学史上都占有一定地位
特别是朱载育把数学研究和声学紧密结合
首创珠算开方的方法
而且计算结果以尺为单位精确到小数点25位有效数字
3.在物理内容上主要表现为直观的观察、描述和思辩猜测
4.在思维方式上具有整体思维特点
注重整体,界限模糊
能作出大跨度的联想和概括
5.在社会功能上具有使用性的特点
主要体现在高超的技术成就和各种哲学思想的融会上.
不足:
1.在内容上,较多的是对具体物理现象的孤立考察,缺少对现象的归纳总结,少有物理理论.
2.在研究方法上,由于受到庞大的整体思维理论框架的束缚,对物理现象的思考与解释上采用一般的模糊的形象的证明方式,常是笼统的,可此可彼的泛泛方法.缺乏具体分析和逻辑思考.
3.在物理实验上,不能进行定量的研究.
4.缺乏和数学的结合.不善于用数学语言来描述,这就很难做到对物理规律的准确把握和建立理论.
5.在思想上,以天朝大国自居,故步自封.
思考题：
1． 我国古人对时间和空间的认识有哪些重要观点？
2． 我国古代关于运动与静止、运动与时空的关系的论述有哪些？有什么意义？
3． 我国古代墨家关于力学研究的主要成就有哪些？
4． 最早的尖底瓶出土于何处？它的力学意义是什么？
5． 简述墨家在光学上的研究成就
6． 简述我国古代各种反射镜和透镜的发展情况
7． 透光镜是什么镜？它的原理是什么？
8． "小儿辩日"争论的内容是什么？这种争论有什么物理意义?
9． 张志和对于虹的研究成果
有什么意义？
10．我国古人对地磁现象有哪些重大发现？
11．什么是律学？什么是十二律？
12．什么是三分损益律？
13．什么是十二平均律？发明人是谁？是如何给出的？
14．我国古代关于共振研究有哪些重要的成果？ 试举例说明之
15．天坛有哪些声学效应？