論西漢劉安對中國古代物理實驗貢獻

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1、-論西漢劉安對中國古代物理實驗的貢獻粟新華1李良成21邵陽學院物理與電氣信息工程系,湖南邵陽,4220002邵陽職業(yè)技術(shù)學院湖南邵陽,422000摘要:西漢劉安及其賓客在其所著《淮南子》、《淮南萬畢術(shù)》中,薈萃了中國古代物理實驗精華,其內(nèi)容之新,數(shù)量之巨,范圍之廣,科學價值之高,均是史無前例的.文章列出了這些實驗的主要內(nèi)容,討論了劉安對中國古代物理實驗的貢獻.關(guān)鍵詞:劉安;《淮南子》;《淮南萬畢術(shù)》;物理實驗中圖分類號:O4:092文獻標識碼:A劉安(前179-前122),沛郡豐(今江蘇豐縣)人,西漢思想家、文學家,漢高祖之孫,襲父封為淮南王.據(jù)《漢書》載,劉安曾招致賓

2、客術(shù)士數(shù)千人,集體編撰《鴻烈》(后稱《淮南鴻烈》或《淮南子》).是書有《內(nèi)書》或《淮南內(nèi)》21篇,《外書》或《淮南外》33篇,《中篇》8卷.此外,還著有《淮南王賦》19卷,《淮南王群臣賦》44篇,《淮南雜子星》19卷,《淮南詩歌》4篇,以及《離騷傳》、《枕中鴻寶苑秘書》等.除《淮南內(nèi)》外,其他著作已佚.我們所見到的《淮南子》,僅?!痘茨蟽?nèi)》21篇,而《淮南萬畢術(shù)》一書,是后人據(jù)《初學記》、《藝文內(nèi)聚》、《太平御覽》等書輯錄的,系《鴻烈》中篇些許內(nèi)容.對劉安的著作,歷來評價甚高:“究天地之理,人間之事,帝王之道”;“博極古今、總統(tǒng)仁義、牢籠天地、彈壓山川”.內(nèi)容以道家自然

3、天道觀為中心,論述“達于道者,反于清靜,究于物者,終于無為”,其間也夾雜神仙黃白之事和含雷吐火之術(shù).千途萬品,神奇莫與為例.本文僅從物理學角度,根據(jù)劉安記錄的物理實驗內(nèi)容,探討其對中國古代物理實驗的貢獻.1匯集了中國古代物理實驗的精華劉安的著作大多已佚,殘留的著述中有關(guān)物理實驗記載,數(shù)目之多是西漢前任何一本著作無法比擬的.范圍涉及力學、熱學、聲學、電學、磁學、光學各個領(lǐng)域,薈萃了劉安所處年代物理實驗的精華,科學價值極高.但這些實驗常常和其他“方術(shù)”混和一起,記錄不很完整.且多數(shù)實驗不能重復,有的甚至無法鑒定它是否屬于物理實驗,或?qū)儆谀囊活愇锢韺嶒?如“鹽能累卵”[1]、

4、“老槐生火”[2]、“曾青起云”[3]、“鴻毛渡江”[4]、“甑瓦止梟鳴”[5]等等.另外,有的實驗,甚至是在論理時才被提出,我們只能從書中看到它的影子.如“衡之于左右,無私輕重”[6](質(zhì)量測量),“尺寸雖齊,必有詭”[7](長度測量),“夫竹之性浮,殘以為牒,束而投之水則沉,失其體也.金之性沉,托之于舟上則浮,勢有所支也”[8](浮力實驗)等.因此,本文只能有選擇地討論.1·1宥卮盛水《淮南子·道應訓》載:“孔子觀恒公之廟,有器焉,謂之宥卮.孔子曰:‘善哉!予得見此器.’顧曰:‘弟子取水!’水至,灌之,其中則正,其盈則覆.”[9]宥卮,及宥座之器——一種放在座位旁邊

5、告誡世人“其盈則覆”的器具,最早文字記載見于《荀子》.三國魏經(jīng)學家王肅(195~256)稱它為欹器——傾斜的器具.因為它只在裝有一定數(shù)量液體時才出現(xiàn)正立狀態(tài),其他情況下是傾斜的.可惜的是,當時的欹器實物并沒有流傳下來,而且連它的結(jié)構(gòu)古書上也無記載.所以,歷代不少學者只能根據(jù)書中的描述去考證、復制欹器.1921年,考古學家在河南澠池縣仰韶村發(fā)現(xiàn)了一種尖底陶瓶,這是我國新石器時代(前5000~前3000)“仰韶文化”的產(chǎn)物,是當時河南澠池人專門用來提水的工具,陶腰有雙耳,可穿繩索.空瓶重心在雙耳之上,將它縋到河里,能自動傾倒讓水入瓶,灌到六七成,瓶的重心降到雙耳以下,瓶在水

6、中自動扶正,這樣提水時水不會灑出.若舀水時上下抽動繩索.使瓶全部浸入水中,這時瓶的重心位置就會上升到比空瓶重心更高的位置,將瓶提出水時,瓶會傾斜,并將水倒出一部分.所以,欹器重心位置在舀水過程中發(fā)生三次變化,即“虛則欹,中則正,滿則覆.”[10].---從物理學角度看,欹器的制作,巧妙地運用了定傾中心原理,是一種可研究物體穩(wěn)定與物體重心位置變化有關(guān)的器具,它比陀螺玩具更加古老.1·2木鳶游空“魯般、墨子以木為鳶而飛之,三日不集.”[11]這段記載,材料源于《墨子》、《韓非子》.《墨子》載:“公輸子削竹木為鵲,成而飛之,三日不下.”[12]《韓非子》云:“墨子為木鳶,三年

7、而成.蜚一日而敗.”[13]這些記錄,說明我國春秋末期就有人發(fā)明了飛行器.這種飛行器結(jié)構(gòu)怎樣,飛行原理是什么,史料沒有記載,從字面分析,可能是滑翔式木制鳥形飛行器.到了漢代,出現(xiàn)了用竹做框架,以紙糊之,以繩牽之,放之空中的“紙鳶”.五代時,李鄴將這種飛行器裝上竹笛,微風吹動竹哨,發(fā)出古箏般的聲響,故取名為“風箏”.風箏曾是戰(zhàn)爭的武器.春秋時,“公輸班為木鳶以窺宋城”,開創(chuàng)了用風箏作為戰(zhàn)爭偵察手段的先例.據(jù)《獨異志》記載,公元549年,“候景圍臺城,簡女作紙鳶,飛空告急于外”,搬救兵解圍.明代有一種火器,叫“神火飛鴉”,它是一種鴉形風箏,內(nèi)

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