中国古代发明里的力学知识 力学知识似乎是*“亲民”的一类自然科学,在人们日常生活当中随处可见。正因为如此,从距今170万年前的云南元谋人开始,到约1万年前出现的新石器时代,整个漫长的历史进程中都分布着力学的原始身影。
虽然也许在中国古代还没有清晰的“力学”这一概念,但是人们已经注意到了力学的价值,并且在生产生活中能够运用它,借以降低劳动强度,提高劳动效率。
说起中国古代的力学应用,其实不仅是史书记载可考,从考古发掘的实物一样能够得以证明。从旧石器时代开始,人们就已经能够利用杠杆、弓箭等诸多简单机械实现狩猎等生产生活。春秋战国时期,杠杆、辘轳、滑轮、斜面、锏(轴承)已经在生产活动中得到普遍应用。对这些简单机械《韩非子》评价说:“舟车机械之利,用力少致功大”。
仰韶文化在一定时期内成为中国古代文明的代表,在西安半坡仰韶文化遗址中,考古专家发掘出一种腹大口小的尖底壶,当把尖底壶放在水面上时,壶会自动平卧进水里,当壶被水注满时,尖底壶能够自动恢复垂直状态。从尖底壶能够看出古人已经在当时的生长实践当中应用了**知识。
纵观中国古代史,“四大文明古国”之一��称谓可不是徒有虚名,可以说中国历史一路伴随着发明创造走来,有关力学知识的应用更是屡见不鲜。新石器时代,人们已经知道利用一根圆形石柱在平滑的石板上碾压谷物。这种原始的石磨就是一种力学应用。汉代桓谭《桓子新论》里记载 “宓牺之制杵舂,万民以济,及后人加巧,因延力借身重以践碓,而利十倍。杵春又复设机关,用驴赢牛马及役水而舂,其利乃且百倍。”这足以说明中国古代对于力学机械的认识以及利用已经非常普遍。
东汉初期,杜诗发明水排,借助水力,通过水轮连杆以及立轴、曲柄等构件将圆周运动转变为往复直线运动。
水排的出现据推测与水磨同期,但是水排的结构要比水磨复杂很多。
早期人们使用的石磨只是在磨盘上捆绑一根便于推动磨盘旋转的直木柄。
使用者使用时必须围绕石磨旋转,后来逐渐地,人们又在直柄上加了曲柄,这样一来,就非常便捷地将人手臂的往复直线运动转化成了石磨的旋转圆周运动。在这之后又出现了牲畜代替人力的磨,随着生产技术的提高,在水舂的启发下,人们又发明了水磨。
看似原始的石磨,却是古代对力学*鲜活的应用。
水磨通过传送带将水轮的动力传递给磨,从而推动磨的转动,这样又替代了畜力。很快单一水磨逐渐发展成多个连机水磨,也就是多个石磨在同一个水轮的带动下进行加工作业。
根据史料记载,古代三国时期韩暨作水排,杜预作连机碓,祖冲之作水磨,可以说各种各样的磨制生产工具层出不穷。像水磨水排一样的机械的出现,说明力学原理在当时已经得到了相对广泛的认识和真正的利用。
元代水力纺纱机的发明,不仅是 18世纪蒸汽纺纱机出现前的重大科技成就,同时更是中国古代力学应用的典范。
中国古代,随着生产力的提高以及科技的进步,人们对于力学知识的认识和应用已经远远超出同时期的欧洲等,这也为以后中国乃至世界力学的发展,奠定了一个良好的基础。
从燧人取火说起的热学 火的使用,不仅结束了人类茹毛饮血的时代,同时也拉开了人类迈向文明进程的序幕。如果从科学的角度来看,可以说火的使用也在一定程度上促进了热学的形成。
中国古代对于火的认识和使用,要追溯到上古时期,这在中国古代传说中有着普遍的记忆。
相传远古蛮荒时期,人们生活在没有火的世界。每到夜晚或是阴雨,人们的生活就变得异常黑暗寒冷,同时还要随时面临着野兽的袭击。由于没有火,人们只能食用生的野果或是兽肉,长期这样,瘟病又成为他们不面对却有无可奈何的考验。
大神伏羲看到人间疾苦,心生悲悯,于是他施展仙法,随着暴雨,一道雷电劈在树上,顿时燃起熊熊大火。被雷电惊吓得四散奔逃的人们,雨后重新聚在一起,他们惊恐地看着燃烧的树木。一个年轻人发现,经常出没在这附近的野兽没有了声音,于是他想:“莫非野兽也害怕这天神的愤怒?”他勇敢地走到火边,顿时感觉从没有过的温暧。他兴奋地召集大家围过来,突然人们发现不远处烧死的野兽,发出了阵阵香味。人们小心翼翼地撕下烧得发黑的兽肉,送到嘴边,发现味道竟然那么好! 意外发现火的好处,人们小心并且虔诚地用干树枝从没有熄灭的火堆里取下火种,并派人轮流看守着,可是*终火种还是熄灭了,人们再一次过回了以前的生活。
这时那个大胆的年轻人决心为大家寻找一种永生的火种,于是,他踏上了漫漫的寻找之路。