中国通史 第三卷-上古时代 21(第7页/共20页)


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一，一个垂直的矿体或一条矿脉，山上露头中出现某种矿物，可能对下面赋存的另一种主要矿产起到指示作用，这种指示矿物在古代称之为“苗”或“引”。又某些多金属矿体（脉）的上部和下部富集的矿种有所不同，这种垂直分带现象，在古代已有所认识。第二，山上出现的某种矿物和山下出现的另一种矿物，分别产于不同的地层或岩石中。既不同属于一个矿体，成因上又没有明显的联系，属于这种情况的上下关系，仅仅是一种空间位置的相对关系。第三，山上赋存有某种原生矿床，而山下出现另一种砂矿，这种上下关系也不一定和矿床成因有联系。所以，《管子·地数》讲的找矿方法，只有一部分是通过金属矿产的共生关系寻找，其余则是通过矿产之间空间位置的相对关系来寻找①。

    《管子·地员》还记载有植物生态方面的知识，指出在土质优劣、地势高低和水泉深浅不同的土地上，所宜生长的植物也是不同的。特别是注意到了植物垂直分布的现象。在山地，由山顶到山麓，依次有“悬泉”、“■崣”、“泉英”、“山之■”“山之侧”五个部分。“悬泉”上长的是落叶松纯林；“■崣”上长的是山柳灌丛；“泉英”上长的是山杨；“山之■”上长的是槚楸一类杂木林；“山之侧”上长的是刺榆。这些情况，与现在华北地区的山地植物分布并无差异①。

    ① 夏湘蓉、李仲均、王根元：《中国古代矿业开发史》第319 页，地质出版社，1980 年。① 夏纬瑛：《管子地员篇校释》第29 页，农业出版社，1981 年。

    第十六章物理学物理学是研究物质运动一般规律和物质基本结构的科学，是人类在长期的生产实践和观察实验的基础上逐渐发展起来的。夏商周时期，人们已积累了大量的有关力、热、声、光、磁等方面的知识和对于运动、时空、物质结构等问题的认识，这些知识和认识构成了这一时期物理学的丰富内容。

    第一节力学知识力学是最早发展起来的学科之一。远古至春秋战国时期已应用尖劈和杠杆原理，制造出某些器具，还利用斜面、轮轴等机械提举重物。下面着重介绍这一时期对于弹力、浮力和摩擦力的利用及对力的本性的认识。

    由于狩猎和战争的需要，人们很早就发明了弓箭。在山西峙峪旧石器晚期遗址中发现有石镞，说明距今二万八千年前就有弓箭的发明。至春秋战国时期，弓箭的制造有了很大的发展。《考工记》详细地记载了箭的杆、矢、羽三部分的构造和比例，特别是讨论了箭的结构与飞行的关系，认为箭的结构直接影响到飞行状况及射击的准确性。若箭杆前部太软，箭就会往下俯冲；若后部太软，箭就会往上飘；中部太软则飞行纡曲；中部太硬就会向上飞扬；羽毛太多则速度慢；羽毛太少较易偏斜①。这些讨论已涉及到初步的空气动力学的内容。这个时期还发明了弩，可以把弹力积聚起来，以使发射力更强。对浮力的利用也相当早。除行舟外，对水的浮力还进行理论探讨。墨家学派认为，可以浮在水中的物体，虽其形体较大，但在水中只沉浸较浅的一部分。这是因为物体中间有空隙（“形之大，其沉浅也，说在具”）②。《考工记》也提到利用水的浮力来检验车轮制造时各部分是否平衡（“水之，以视其平，沉之均也”）③。

    春秋战国时期，对惯性现象已有一定的认识，如《考工记》就提到：“马力既竭，辀犹能一取焉”④。物体的垂直下落必须是在没有外力作用的条件下。墨家曾注意到这一点，指出：“凡重，上弗挈，下弗扳，旁弗劫，则下直”。⑤意思是说在物体下落时，如果上不提它，下不拉它，旁不影响它，那么它就垂直下落。人们还利用重心的转移制成“欹器”。《荀子·宥坐》载：孔子参观鲁庙，见到一种可以灌水的容器，当它在空腹时是倾斜的；灌水适中就正立起来；若灌水过满就会倾覆（“虚则欹，中则正，满则覆”）。这种欹器是统治者用来做座右铭的，因而叫“宥坐”。这个容器内部具有特殊构造，由水的灌入程度不同，使重心不断转移，从而出现三种不同状态。

    由于长期对各种自然力的开发与利用，人们对“力”的本性也进行探讨。《墨经》对力作了定义：“力，形之所以奋也”①。这里的“形”，即是形体，亦即物体。这句话的意思是：力是使物体发生运动的原因。但力是什么？《墨① 《考工记·矢人》。

    ② 《墨子·经下》。

    ③ 《考工记·轮人》。

    ④ 《考工记·辀人》。

    ⑤ 《墨子·经说下》。

    ① 《墨子·经上》。

    经》说：力是“重之谓”②，即在静止的时候，力就以“重”来表示。也就是把物体下落的属性看作力。物体的下落或上举，都是由于“重”在起作用（“下，举，重奋也”）。

    ② 《墨子·经说上》。

    第二节热学知识人类在长期对火控制与利用的过程中，逐渐积累了热学知识。传说燧人氏“钻木取火”，《庄子·外物篇》已有关于“木与木相摩则然（燃）”的记载。春秋战国时期，人们又发明以“阳
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