中国古代文明中的物理之光

  来源: 光明日报

“物理”一词，在2300年前我国的先秦时期就出现了。当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的，人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则。从这点来看，当时的物理学与哲学是混为一体的。
其实“物理”一词，在2300年前我国的先秦时期就出现了，但当时的含义比现在的“物理”要广泛得多。它泛指人类对自然界及人类自身的理性认识或世界万物的道理。中国古代的学者很注意对自然现象的观察和理解，他们认为对自然规律的认识，对于每个人的世界观、人生观以至于人格的形成至关重要。当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的，人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则；后来有人把这个观点概括为“天人合一”。从这点来看，当时的物理学与哲学是混为一体的。
例如，孔子在《大学》中把人的教育过程描述为:一个人首先要尽力探求世界万物的道理，深入理解得到的各种知识，才会有崇高的理想和坚定的信念，才能修养好个人高尚的品德；每个人有了好的品德，才能处理好家族、社会与国家的关系，达到天下太平。
生活在公元前4世纪的屈原，在他著名的《天问》一诗中就曾一连向大自然提出了172个问题，表现了中国古代先贤追求真理的精神。
中国古代学者对物理现象和规律的重视和探究不仅深刻地影响着人们的价值观，促进了中国社会经济和科学文化的发展,还导致一系列的技术发明。例如中国在很早的时期就建立了先进的天象综合观测技术，创建了一批珍贵的记录，包括用甲骨文记录的、世界最早的超新星爆发事件。通过长期的观测与实践，中国创造了与农业生产相结合的农历，促进了农业经济的发展，并延用至今。

又如声学上,在乐器制作、声音传播规律的掌握以及具备完美听觉的音乐殿堂的建造上都取得了突出的成就。1978年在湖北随县出土了公元前500年制造的曾侯乙编钟，共8组合计65件。现代中国物理工作者通过研究，发现它所包含的物理内容令人惊叹!由青铜铸成的编钟，钟形是扁瓦形的而不是圆的,每个钟具有双音性质，各自可以发频率相差大三度或小三度的两个音。整个编钟的音域共5个八度，中音区12个半音俱全，音高几乎与现代乐器的音高一致。编钟的延音短，能够演奏旋律快的音乐，钟上突起的钟枚起到滤波的作用，使音质更为优美，无论是中国民族音乐还是西方的交响乐曲都能演奏。

声学分析表明，编钟正着敲时钟体振动波谱的最大振幅正好在正中，而波节则在离正中侧敲点处；编钟侧敲时振动波谱的最大振幅正好在侧边，而波节则正好在正敲点处，因此两种声音互不干扰。扁形的钟体刚性比圆形的要高得多，因此振幅衰减得快，从而延音短能够演奏旋律快的乐曲。
2000年9月在巴黎中国文化周上演出的古代编钟乐舞，曾引起欧洲观众的广泛赞扬。编钟在法国巴黎舞台上演奏时，除了中国古代乐曲外，还演奏了一段第9交响曲。
其他如力学方面我国在杠杆原理、静力平衡原理以及在能够演奏旋律快的音乐秤量工具和建筑结构等方面也很早就有很多建树；光学方面，在墨子的《墨经》中对几何光学的现象已有相当完整的表述，当时已发现小孔成像技术，发展了金属放大镜技术等。
历史上，中华民族以高度的智慧和能力通过各种各样的发明创造，为人类文明的发展作出了伟大的贡献。在16世纪之前的相当长的一个时期中，中国科技领先世界,其中对物理现象及其规律的研究和应用起了十分重要的作用。
无庸讳言，中国的物理尽管在当时是先进的，但与近代的物理相比，却有着质的差距：还没有在系统实验的基础上，通过“由此及彼”、“由表及里”、“去粗取精”、“去伪存真”的过程上升到系统的、科学的理性认识；还不能定量地表达客观世界的普遍规律，进而精确预言客观物体未来的状态。 （陈佳洱）

注：本文摘自陈佳洱先生的演讲《我国物理学的发展与挑战》