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(fù)，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(yīng)訓(xùn)》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(fù)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)