文科物理chapter01物理学史

1、文科物理基础物理科学与技术学院物理科学与技术学院徐徐 灿灿 爱因斯坦：“兴趣是最好的老师” 海 森 堡： “科学扎根于讨论” 杨 振 宁： “现象是物理学的根源” 李 政 道： “物理学的精髓在于创新”我们应该思考 美国第一任物理学会会长亨利奥古斯特罗兰（ 1883年8月15日在美国国家科学促进会AAAS年会的讲话，题目为纯科学呼吁) “ 美国科学只存在未来，并没有今天和过去。在我这个位置上的人应该思考的问题是：我们必须做什么才能够创造出美国的物理学；而不是把电报、电灯及其它令人方便的产品称之为“科学”。我并不是低估这些时尚产品的价值，整个世界的进步需要依靠它们；成功发明这些高技术产品的人应该

2、受到世界的尊重。但是，虽然一位厨师发明了餐桌上的一道美味佳肴，使世人享受到口福，但是我们不会尊称他为“化学家”。” “我常常被问及这样的问题：纯科学和应用科学究竟哪个对世界更重要？为了应用科学，纯科学本身必须存在！假如我们停止纯科学的进步而只留意科学的应用，我们很假如我们停止纯科学的进步而只留意科学的应用，我们很快就会退化成为中国人那样！快就会退化成为中国人那样！多少代以来中国人没有什么进步，因为他们只满足于科学的应用，却从来没有追问过他们祖先所做事情中的原理。这些原理就构成了纯科学！ 中国人很早就知道火药的应用，如果他们能用正确的方法来探索“火药应用”的原理，中国人就能够在实现众多应用的同时

3、还能够发展出化学，甚至物理学！因为只满足于火药爆炸的事实和应用，而没有寻根问底，中国人已经远远落后于世界进步；以至于我们现在只将世界上所有众多以至于我们现在只将世界上所有众多民族中这个最古老、人口最多的民族视为野蛮人！民族中这个最古老、人口最多的民族视为野蛮人！” 第一篇第一篇 古代物理学古代物理学 -启明之光启明之光第一章第一章 中国古代的物理学萌芽中国古代的物理学萌芽第二章第二章 西方古代古代物理学进展西方古代古代物理学进展第一章第一章 中国古代的物理学萌芽中国古代的物理学萌芽第一节：物质本原思想第一节：物质本原思想 一一 元素与原子的观点元素与原子的观点 1.阴阳学说阴阳学说 2.五行思

4、想五行思想 （3.原子的观点）原子的观点） 二二 元气说元气说第二节：物理学知识的积累第二节：物理学知识的积累 一一.力学力学 二二.热学热学 三三.光学光学 四四.电磁学电磁学 五五.声学声学 六六.天文学天文学概况概况 在古代，无论是古希腊还是中国，都谈不上有在古代，无论是古希腊还是中国，都谈不上有“物理物理学学”。当时人们还不可能自觉地、系统地运用实验方法，。当时人们还不可能自觉地、系统地运用实验方法，也不可能通过严密的逻辑推理和数学形式进行科学的概括，也不可能通过严密的逻辑推理和数学形式进行科学的概括，使之成为完整的知识体系。但这一阶段仍是物理学形成和使之成为完整的知识体系。但这一阶段

5、仍是物理学形成和发展的先导和渊源。是物理学发展的孕育和萌芽时期。发展的先导和渊源。是物理学发展的孕育和萌芽时期。 在中国，在中国，自夏、商、西周起自夏、商、西周起，随着手工技术的发展，随着手工技术的发展，物理知识开始积累。物理知识开始积累。春秋战国时期春秋战国时期科学技术蓬勃发展，中科学技术蓬勃发展，中国古代物理学开始形成国古代物理学开始形成 ；秦汉时期秦汉时期，形成一个发展高峰；，形成一个发展高峰；宋元时期宋元时期达到鼎盛。至此，在西方近代科学诞生之前，中达到鼎盛。至此，在西方近代科学诞生之前，中国的科学技术在各个领域都居世界领先地位。国的科学技术在各个领域都居世界领先地位。明末至清初明末至

6、清初以后以后，科学和科学技术的发展逐渐落后于西方，这一时期，科学和科学技术的发展逐渐落后于西方，这一时期，西方物理知识开始向中国输入。西方物理知识开始向中国输入。一一. .元素与原子的观点元素与原子的观点 1. 1. 阴阳学说阴阳学说 阴阳是中国古代哲学的一对范畴。阴阳的最初涵义是表阴阳是中国古代哲学的一对范畴。阴阳的最初涵义是表示阳光的向背，向日为阳，背日为阴。示阳光的向背，向日为阳，背日为阴。 后来，又给它赋予了一定的意义后来，又给它赋予了一定的意义，把自然界和社会上一，把自然界和社会上一切对立的现象抽象为阴阳，用阴阳概念来解释自然界两种对切对立的现象抽象为阴阳，用阴阳概念来解释自然界两种

7、对立和相互消长的物质势力，用来解释天文气象、四季变化、立和相互消长的物质势力，用来解释天文气象、四季变化、万物兴衰等自然现象。万物兴衰等自然现象。 如气候的寒暖，方位的上下、左右、内外，运动状态的如气候的寒暖，方位的上下、左右、内外，运动状态的躁动和宁静，以及天地、男女、昼夜、君臣、夫妻等。躁动和宁静，以及天地、男女、昼夜、君臣、夫妻等。 阳代表阳代表积极、进取、刚强、上升、温热、明亮、雄性、积极、进取、刚强、上升、温热、明亮、雄性、太阳等阳性和具有这些特征的事物；太阳等阳性和具有这些特征的事物； 阴代表阴代表消极、退让、柔弱、消极、退让、柔弱、下降、寒冷、晦暗、下降、寒冷、晦暗、雌性、雌性、

8、月亮等阴性和具有这些特征的事物。月亮等阴性和具有这些特征的事物。第一节：物质本原思想第一节：物质本原思想 认为：认为：阴阳的对立统一运动，是自然界一切事物发生、发阴阳的对立统一运动，是自然界一切事物发生、发展、变化及消亡的根本原因。是自然界一切事物运动变化的固展、变化及消亡的根本原因。是自然界一切事物运动变化的固有规律。阴阳的对立和消长是宇宙的基本规律。有规律。阴阳的对立和消长是宇宙的基本规律。阴阳学说的阴阳学说的基本内容基本内容包括阴阳对立、阴阳互根、阴阳消包括阴阳对立、阴阳互根、阴阳消长和阴阳转化四个方面。长和阴阳转化四个方面。 “阴阳有序、整体和谐阴阳有序、整体和谐”是世间的最佳状态，也

9、是世间的最佳状态，也是事物稳定的基本保证。是事物稳定的基本保证。 周易周易以阴阳的范畴为基础，说明天地变化及各种现以阴阳的范畴为基础，说明天地变化及各种现象：象：“易有太极，是生两仪；两仪生四象，四象生八卦易有太极，是生两仪；两仪生四象，四象生八卦”（易经易经系辞上系辞上）。意思是：宇宙的的本原是）。意思是：宇宙的的本原是太极太极（物质的原始状态），太极生出天地（阴阳），天地生出四（物质的原始状态），太极生出天地（阴阳），天地生出四时（春、夏、秋、冬），再生出时（春、夏、秋、冬），再生出八卦八卦（天、地、山、泽、（天、地、山、泽、水、火、风、雷）。水、火、风、雷）。 白纸白纸称为无极，画上一个

10、称为无极，画上一个圆圈圆圈，称为无极生太极（宇宙），中间一条称为无极生太极（宇宙），中间一条曲线分成黑白两个部分，称为太极生曲线分成黑白两个部分，称为太极生两仪，中间的两仪，中间的曲线曲线表示了阴阳的相互表示了阴阳的相互运动和相互转化。黑白两个半球中各运动和相互转化。黑白两个半球中各有一个与之颜色相反的有一个与之颜色相反的小圆圈小圆圈，称为，称为阴阳子，表示阴中有阳，阳中有阴。阴阳子，表示阴中有阳，阳中有阴。 四象和阴阳的组合再生四象和阴阳的组合再生八卦八卦：乾、坤、震、撰、坎、离、艮：乾、坤、震、撰、坎、离、艮（g gn n）、兑。）、兑。 八卦八卦则是其形式化和符号化：则是其形式化和符号化

11、：为阴，为阴，为阳为阳，分，分别称作别称作阴爻（阴爻（y yo)o)和和阳爻阳爻，阴爻和阳爻的组合构成，阴爻和阳爻的组合构成四四象象：2223周易周易是以阴（阴爻）、阳（阳爻是以阴（阴爻）、阳（阳爻）为基本单位而）为基本单位而形成的一种对事物的理论性把握。阴与阳二单位的不同组合形成的一种对事物的理论性把握。阴与阳二单位的不同组合形成八卦，将八卦中之任意两卦叠合即形成六十四卦。形成八卦，将八卦中之任意两卦叠合即形成六十四卦。每卦每卦有六爻，共组成有六爻，共组成384爻。八卦的卦、爻、位之间，有复杂的关爻。八卦的卦、爻、位之间，有复杂的关系，系，64卦的卦象变化和爻数就更加复杂，它反映了事物之间卦

12、的卦象变化和爻数就更加复杂，它反映了事物之间错综复杂的相互关系。错综复杂的相互关系。在易学中，事物的性质即由阴与阳所在易学中，事物的性质即由阴与阳所占整体成份之多少及阴阳空间相对位置关系所决定。占整体成份之多少及阴阳空间相对位置关系所决定。. .五行思想五行思想 五行五行：金、木、水、火、土五种基本物质或元素。：金、木、水、火、土五种基本物质或元素。“水曰水曰炎上，木曰曲直，金曰从革，土爰稼穑。炎上，木曰曲直，金曰从革，土爰稼穑。”（尚书尚书洪范洪范） 构成构成：世界万物皆由上述五种元素构成。：世界万物皆由上述五种元素构成。“以土与金、木、以土与金、木、火、水杂，以成百物火、水杂，以成百物”（

13、国语国语郑语郑语）。）。 相互关系相互关系：相生与相克：土生金、金生水、水生木、木生：相生与相克：土生金、金生水、水生木、木生火、火生金；土克水、水克火、火克金、金克木、木克土。火、火生金；土克水、水克火、火克金、金克木、木克土。 发展：发展：五行说的起源早于五行说的起源早于“太极太极”和和“道道” ，在殷末已普遍流传；春秋战国时期，在殷末已普遍流传；春秋战国时期，五行说与阴阳说相结合，形成了阴阳五行说，五行说与阴阳说相结合，形成了阴阳五行说，形成了五行相生相克的关系。宋代以后，五行形成了五行相生相克的关系。宋代以后，五行作为由太极到万物的中间环节，被容纳于宇宙作为由太极到万物的中间环节，被容

14、纳于宇宙生成体系之中。宇宙由太极而生，太极生出阴生成体系之中。宇宙由太极而生，太极生出阴阳，阴阳生出五行，五行相互作用，生出男女阳，阴阳生出五行，五行相互作用，生出男女及世间万物。及世间万物。和西方比较：和西方比较：古希腊的四根说，古印度的四大说，无金。古希腊的四根说，古印度的四大说，无金。1. 1. 概述：概述：中国古代的哲人们期望着将世界万物本源归结为一中国古代的哲人们期望着将世界万物本源归结为一种统一的物质，认为世界应该是由一种连续分布于整个空间种统一的物质，认为世界应该是由一种连续分布于整个空间的物质所构成，而不像的物质所构成，而不像“五形说五形说”是各种元素的组合。在是各种元素的组合

15、。在“道道”和和“太极太极”的思想指导下，逐渐形成并发展成为在中的思想指导下，逐渐形成并发展成为在中国古代自然观中重要的、占主流地位的国古代自然观中重要的、占主流地位的“元气说元气说”。 春秋战国时期，春秋战国时期，老子老子认为由最高范畴的道生出阴阳二气，认为由最高范畴的道生出阴阳二气，进而产生万物。进而产生万物。庄子庄子继承和发扬老子的学说，提出继承和发扬老子的学说，提出“通天下通天下一气一气”的思想。战国末期的的思想。战国末期的荀（荀（x xn n）况）况也指出气是构成万也指出气是构成万物的基本元素。物的基本元素。 元气说在春秋战国时期出现，在汉代逐渐成熟，经过唐、元气说在春秋战国时期出现

16、，在汉代逐渐成熟，经过唐、宋得到相当大的发展，明末清初达到高峰。由汉代的王充、宋得到相当大的发展，明末清初达到高峰。由汉代的王充、唐代的柳宗元和刘禹锡为代表，形成了唐代的柳宗元和刘禹锡为代表，形成了“元气自然论元气自然论”；由；由宋代张载和明末清初的王夫之为代表形成了宋代张载和明末清初的王夫之为代表形成了“元气本体论元气本体论”。二二 元气说元气说2 2“元气说元气说”的主要思想的主要思想气是充满整个宇宙气是充满整个宇宙 客观存在的物质，是万物本原。客观存在的物质，是万物本原。 王充在王充在论衡论衡中说：中说：“天地，含气之自然也。天地，含气之自然也。”论论衡衡 谈天谈天，“天地合气，万物自生

17、天地合气，万物自生”论衡论衡 自然自然。 王充（王充（27-27-约约9797）：）：东汉时期的唯物主义哲学家和进步东汉时期的唯物主义哲学家和进步思想家，创立了以气为基础的元气自然论。主要著作有思想家，创立了以气为基础的元气自然论。主要著作有论论衡衡，共，共3030卷，卷，8585篇，涉及力学、声学、光学、热学、电磁篇，涉及力学、声学、光学、热学、电磁学等多方面的知识，是我国中古时期的一部百科全书。学等多方面的知识，是我国中古时期的一部百科全书。气有聚散两态，太虚为气，气形转化气有聚散两态，太虚为气，气形转化 张载（张载（1020102010771077，宋）：，宋）：“太虚者，气之体太虚者，

18、气之体形聚形聚为物，形溃反原为物，形溃反原”正蒙正蒙 乾称乾称 王夫之王夫之（1619161916921692，明末清初，明末清初) )：“虚空者，气之量，虚空者，气之量，气弥沦无崖而希微不形，则人见虚空而不见气。凡虚空者，气弥沦无崖而希微不形，则人见虚空而不见气。凡虚空者，气也。气也。聚则显，显则人谓之有；散则隐，隐则人谓之无聚则显，显则人谓之有；散则隐，隐则人谓之无。”张子正蒙注张子正蒙注太和太和。气分阴阳，永远处于运动变化之中气分阴阳，永远处于运动变化之中物质不灭思想物质不灭思想 王夫之王夫之张子正蒙注张子正蒙注太和太和：气：气“散而归于太虚，复其散而归于太虚，复其氤氲之本体，非消灭也。

19、聚而为庶物之生，自氤氲之常性，氤氲之本体，非消灭也。聚而为庶物之生，自氤氲之常性，非幻成也非幻成也”“”“聚散变化，而气本体不为之损益聚散变化，而气本体不为之损益。”；“车薪车薪之火，一烈而尽，而为焰，为烟，为烬，木者仍归木，水者之火，一烈而尽，而为焰，为烟，为烬，木者仍归木，水者仍归水，土者仍归土，特希微而人不见者。仍归水，土者仍归土，特希微而人不见者。”；“一甑一甑（zengzeng）之炊，湿热之气，蓬蓬勃勃，必有所归；若盖严密，）之炊，湿热之气，蓬蓬勃勃，必有所归；若盖严密，则郁而不散。则郁而不散。”3.3.元气说的局限、以太和场元气说的局限、以太和场 元气学说注重元气学说注重物质连续与

20、不连续的相互统一，强调事物间物质连续与不连续的相互统一，强调事物间的相互联系和相互转化。符合自然界的真实变化，与自然本的相互联系和相互转化。符合自然界的真实变化，与自然本性更接近。但元气说终究是一种思辩理论，没有实验、数学性更接近。但元气说终究是一种思辩理论，没有实验、数学等科学方法的配合，长期停留在推测、玄想阶段，致使中国等科学方法的配合，长期停留在推测、玄想阶段，致使中国没有走上诞生近代科学的道路。没有走上诞生近代科学的道路。 中国古代的气概念因为在理论上要泛化而更多脱离了自然中国古代的气概念因为在理论上要泛化而更多脱离了自然存在的一种物质形态的范畴，另一方面在抽象程度上又没能达存在的一种

21、物质形态的范畴，另一方面在抽象程度上又没能达到哲学的高度。在具体运用中气的内涵也是可以在抽象的元气到哲学的高度。在具体运用中气的内涵也是可以在抽象的元气与具体的空气间漂移。与具体的空气间漂移。尽管也被中国古人用来解释自然现象，尽管也被中国古人用来解释自然现象，但在中国的文化中，气更多地成为了自然哲学层次的概念而不但在中国的文化中，气更多地成为了自然哲学层次的概念而不是物理学层次的概念是物理学层次的概念。第二节第二节 物理学知识的积累物理学知识的积累一一 力学力学1.1.物理计量：物理计量：时间计量、度量衡时间计量、度量衡2.2.时间、空间、运动：时间、空间、运动： 空间和时间空间和时间 运动与

22、静止运动与静止 运动的相对性运动的相对性3.3.对力的认识：对力的认识：4.4.力学知识的应用力学知识的应用一一 力力 学学1.1.物理计量物理计量时间计量时间计量 a.a.干支纪法干支纪法：春秋时鲁隐公三年（前：春秋时鲁隐公三年（前722722）二月己巳日至清宣统年）二月己巳日至清宣统年（19111911）。）。“干支干支”是是“天干天干”和和“地支地支”的合称。的合称。 天干：天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。 地支：地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、戊（午）、未、申、酉、戍、亥。子、丑、寅、卯、辰、巳、戊（午）、未、申、酉、戍、亥。 组成组

23、成“六十干支六十干支”：甲子、乙丑、：甲子、乙丑、癸酉、甲戊、乙亥癸酉、甲戊、乙亥癸亥。共癸亥。共6060个组合，也称个组合，也称“六十甲子六十甲子”，周而复始，不断循环。，周而复始，不断循环。 b.b.十二时辰记时法十二时辰记时法： 子时：子时：23231 1时，丑时：时，丑时：1 13 3时，时，, ,亥时：亥时：21212323时。时。 c. c.百刻时制（漏壶记时制）百刻时制（漏壶记时制）： 采用采用日晷日晷或或漏壶漏壶将一昼夜分为十时，一时分为十刻。将一昼夜分为十时，一时分为十刻。刻刻为漏壶为漏壶的基本记时单位，在竹或木制的箭上的基本记时单位，在竹或木制的箭上100100个等分刻度，

24、其高度正好等于一个等分刻度，其高度正好等于一昼夜漏壶滴水的高度。昼夜漏壶滴水的高度。1 1刻等于现在的刻等于现在的14.414.4分钟。分钟。 d.d.机械记时：机械记时： 东汉时期张衡东汉时期张衡117117年发明年发明浑天仪浑天仪，用于测定天体位置，一天转一周。，用于测定天体位置，一天转一周。后经唐宋发展，成为世界上最早的天文钟。后经唐宋发展，成为世界上最早的天文钟。星晷星晷月晷月晷圭表圭表日晷日晷漏漏壶壶： 漏壶有两种形式：漏壶有两种形式：泻水型泻水型和和受水型受水型。我国最早的西汉青铜挈壶为泻水型漏壶，我国最早的西汉青铜挈壶为泻水型漏壶，只有一把挈壶，出水口在壶底侧。由于只有一把挈壶，

25、出水口在壶底侧。由于挈壶里水位不同时出水速度不同，后来挈壶里水位不同时出水速度不同，后来又发展出受水型。并逐渐由最初的两壶又发展出受水型。并逐渐由最初的两壶发展成多壶。右图为根据唐朝吕才发展成多壶。右图为根据唐朝吕才历历象汇编历法典象汇编历法典9999卷刻漏图制作的四级卷刻漏图制作的四级漏壶。漏壶。浮漏：浮漏： 宋代沈括在多级漏壶的基础上发明宋代沈括在多级漏壶的基础上发明了浮漏，每昼夜误差小于了浮漏，每昼夜误差小于2020秒。宋代燕秒。宋代燕肃制作的莲花漏改进了刻箭的刻度方法，肃制作的莲花漏改进了刻箭的刻度方法，精度提高到精度提高到14.414.4秒；宋代赵友钦则将精秒；宋代赵友钦则将精度提高

26、度提高6 6秒。秒。度量衡：度量衡：度度-长度长度 量量-容量容量 衡衡-重量重量 汉书汉书 律历志律历志详细记载：详细记载：长度单位：引、丈、尺、寸、分，十进制；长度单位：引、丈、尺、寸、分，十进制；容量单位：斛（容量单位：斛（h h ) )、斗、升、合、龠（、斗、升、合、龠（yuyu ），十进制。），十进制。 重量单位：石、钧、斤、两、铢，非十进制。重量单位：石、钧、斤、两、铢，非十进制。长度：长度：孔子家语孔子家语记载：记载：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻布指知寸，布手知尺，舒肘知寻”即：即：从中指的指端到第一横纹叫一寸，拇指和中指一扎为一尺，两臂伸开从中指的指端到第一横纹叫一寸，拇指和

27、中指一扎为一尺，两臂伸开长八尺，叫一寻。长八尺，叫一寻。孙子算经孙子算经：“度之所起，起与忽。蚕吐丝为忽。度之所起，起与忽。蚕吐丝为忽。十忽为一丝，十丝为一毫，十毫为一厘，十厘为一分。十忽为一丝，十丝为一毫，十毫为一厘，十厘为一分。”。 汉书汉书律历志律历志记载：记载：“度本起黄钟之长。度本起黄钟之长。九十分黄钟之长，九十分黄钟之长，一为一分，十分为寸，十寸为尺，十尺为丈，十丈为引一为一分，十分为寸，十寸为尺，十尺为丈，十丈为引”。容量：容量：一手所盛为一手所盛为“溢溢”, ,二手合盛为二手合盛为“掬掬”, ,“掬四谓之豆掬四谓之豆”重量：重量：古人将重量器具称之为古人将重量器具称之为衡衡，衡

28、的形式包括：等臂天平、，衡的形式包括：等臂天平、不等臂天平、杆秤。不等臂天平、杆秤。权权就是砝码或秤砣。就是砝码或秤砣。 公元公元211211年，秦始皇统一中国后，在商鞅变法的基础上对度年，秦始皇统一中国后，在商鞅变法的基础上对度量衡进行了统一，制发了一大批度量衡标准器，意义重大。量衡进行了统一，制发了一大批度量衡标准器，意义重大。2.2.时间、空间和运动时间、空间和运动时间与空间时间与空间尸子尸子“上下四方曰宇，往古今来曰宙上下四方曰宇，往古今来曰宙”。运动的相对性运动的相对性吕氏春秋吕氏春秋：“刻舟求剑刻舟求剑”故事；故事；隋书隋书 天文志天文志：“乘船以涉水，水去船不徙也乘船以涉水，水去

29、船不徙也”，“仰仰游云以观，日月常动而云不移游云以观，日月常动而云不移” 。抱朴子抱朴子 塞难塞难：“见游云西行，而谓月之东驰见游云西行，而谓月之东驰”。春秋纬春秋纬 元命苞元命苞（汉代）：（汉代）：“天左旋，地右动天左旋，地右动”。春秋纬春秋纬 考灵曜（考灵曜（y y o o）“地恒动不止，而人不知，比地恒动不止，而人不知，比如人在大舟中，闭牖（如人在大舟中，闭牖（yuyu）而坐，舟行而人不觉）而坐，舟行而人不觉”。比比伽利略（伽利略（1564-16421564-1642）相对性原理）相对性原理早一千多年。早一千多年。3 3 对力的认识对力的认识（1 1）力的概念）力的概念 墨径墨径：“力，

30、刑之所以奋也力，刑之所以奋也”，这里，这里刑刑即形，指物，即形，指物，奋奋即飞，动的意思。即飞，动的意思。 王充王充论衡论衡效力篇效力篇：“人有知学，则有力矣。文吏以人有知学，则有力矣。文吏以理事为力，而儒理事为力，而儒 生以学问为力生以学问为力”，“举重拔坚，壮士之力举重拔坚，壮士之力也也”，“故故 夫垦草殖谷，农夫之力也夫垦草殖谷，农夫之力也”（东汉）。（东汉）。 西方，西方，1717世纪初世纪初弗兰西斯弗兰西斯培根培根提出：提出：“知识就是力知识就是力量量”。（3 3）杠杆原理）杠杆原理 墨径墨径中对不等臂天平的论述：中对不等臂天平的论述：“衡，加重于其一衡，加重于其一旁，必捶，权、重相

31、若也。相衡，则本短标长。两加焉，旁，必捶，权、重相若也。相衡，则本短标长。两加焉，重相若，则标必下，标得权也。重相若，则标必下，标得权也。”（2 2）外力与内力）外力与内力 王充王充论衡论衡：“古之多力者，身能负荷千钧，手能决古之多力者，身能负荷千钧，手能决角伸钩，使之自举不能离地。角伸钩，使之自举不能离地。”（4 4）浮力）浮力：曹冲称象等。曹冲称象等。（5 5）弹力）弹力：弓箭的制作等（东汉郑玄弓箭的制作等（东汉郑玄127-200127-200）。）。（6 6）大气压力）大气压力 西汉时期已利用西汉时期已利用虹吸虹吸管管-渴乌，东汉时已广泛用于渴乌，东汉时已广泛用于灌溉，唐朝已有隔山取水的

32、大型引水工程。灌溉，唐朝已有隔山取水的大型引水工程。 关尹子关尹子：“瓶存二窍，以水实之，倒泻；闭一则水瓶存二窍，以水实之，倒泻；闭一则水不下，盖（气）不升则水不降。不下，盖（气）不升则水不降。” 唐代王冰唐代王冰素问素问：“虚管灌满，捻上悬之，水固不虚管灌满，捻上悬之，水固不泻，泻，；空瓶小口，顿灌不入，为气不出而不能入也。；空瓶小口，顿灌不入，为气不出而不能入也。”（7 7）惯性）惯性：春秋战国时期的春秋战国时期的考工记考工记中描述：中描述：“马力既马力既竭，轴犹能一取焉竭，轴犹能一取焉”4 4 力学知识应用力学知识应用 尖劈、辘轳、滑轮、水转筒车、水转连磨、尖劈、辘轳、滑轮、水转筒车、水

33、转连磨、水碓水碓（dudu 舂米用具舂米用具）、水排鼓风机（公元）、水排鼓风机（公元3131年东汉南阳太守杜诗发年东汉南阳太守杜诗发明）、明）、被中香炉被中香炉、记里鼓车、水运浑象仪等。、记里鼓车、水运浑象仪等。 古代建筑学上力学的应用：如隋代李春建造的古代建筑学上力学的应用：如隋代李春建造的赵周桥赵周桥，是我国古代留传至今最古老、跨度最大、弧度最浅的石拱桥，是我国古代留传至今最古老、跨度最大、弧度最浅的石拱桥，距今已距今已13001300年；年； 公元公元10561056年建造的辽代山西应县年建造的辽代山西应县木塔木塔，是世界上现存的是世界上现存的最高的古代木构建筑，高最高的古代木构建筑，高

34、67.3167.31米，经受近一个世纪的风雪米，经受近一个世纪的风雪袭击，袭击，1212次六级以上地震，至今安然屹立。次六级以上地震，至今安然屹立。 宋代建筑师喻皓曾在开封建宋代建筑师喻皓曾在开封建“开宝寺塔开宝寺塔”斜塔斜塔：“塔初塔初成，望之不正，而势倾西北。人怪而问之。皓曰：成，望之不正，而势倾西北。人怪而问之。皓曰：京师地京师地平无山，而多西北风，吹之不百年当正也。平无山，而多西北风，吹之不百年当正也。”归田录归田录。 明代的北京明代的北京故宫群故宫群等等。等等。被中香炉被中香炉水排鼓风机水排鼓风机（取自（取自王祯农书王祯农书）启启 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 国国 古古

35、 代代 的的 物物 理理 学学 萌萌 芽芽中国古代科技中国古代科技水碓水碓天工开物中的水碓图 复原的二头水碓模型图连机碓的复原模型图1、利用水力、杠杆和凸轮的原理去加工粮食。2、水碓是脚踏碓机械化的成果。3、使用立式水轮结构。4、连机碓是一个大水轮驱动数个水碓，即一个原动机带动数个工作机的形式。5、回转运动带动上下摆动输出运动。 二二 热学热学1.1.对热现象和热本质的认识对热现象和热本质的认识温度、湿度极其测量温度、湿度极其测量“火候火候”：在在烧制陶器烧制陶器和和冶炼金属冶炼金属的过程中，通过对的过程中，通过对“火火候候”的观察，来定性的判断温度的高低。的观察，来定性的判断温度的高低。考工

36、记考工记记记载了青铜冶炼时火色与温度的关系：载了青铜冶炼时火色与温度的关系：“凡铸金之状，金凡铸金之状，金与锡。黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；与锡。黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之，然后可铸也。青白之气竭，青气次之，然后可铸也。”即当即当“炉火纯炉火纯青青”时，炉温达到时，炉温达到12001200度度 左右，杂质挥发，铜锡融合，左右，杂质挥发，铜锡融合，可以用来浇铸了。火色实际为物质原子的发射光谱及其可以用来浇铸了。火色实际为物质原子的发射光谱及其强度的表现。强度的表现。湿度：湿度：淮南子淮南子：“琴弦缓，天且雨琴弦缓，天且雨”“”“风雨之变，可风

37、雨之变，可以音律知之以音律知之”，即现在，即现在毛发湿度计毛发湿度计的原理的原理. .热胀冷缩与热应力热胀冷缩与热应力 热胀冷缩；增大热应力：热胀冷缩；增大热应力：在公元前在公元前250250年都江堰水利工程中年都江堰水利工程中的应用记载：的应用记载：“大滩江中，其崖崭峻不可凿，乃积薪烧之。大滩江中，其崖崭峻不可凿，乃积薪烧之。”这种增大热应力开凿巨石的记载很多。这种增大热应力开凿巨石的记载很多。热的本性热的本性 五行说：五行说：热（火）是构成物质的一种元素；热（火）是构成物质的一种元素； 元气说：元气说：热这种物质的本原仍是气。热这种物质的本原仍是气。2 2 热能利用与热功热能利用与热功 高

38、温技术：高温技术：殷商时期在高温冶炼铸造技术方面就已卓有成殷商时期在高温冶炼铸造技术方面就已卓有成效：殷代文物司母戊鼎、商代的四羊尊、战国的铜尊盘、效：殷代文物司母戊鼎、商代的四羊尊、战国的铜尊盘、秦始皇陵的大型铜马车等。春秋末期制造的白口铁和中碳秦始皇陵的大型铜马车等。春秋末期制造的白口铁和中碳钢剑，表明当时的冶炼已达到钢剑，表明当时的冶炼已达到13001300的高温。的高温。 松脂灯（孔明灯）：松脂灯（孔明灯）： 走马灯：走马灯：利用冷热空气对流带动纸轮旋转。利用冷热空气对流带动纸轮旋转。 热气球：热气球：1414世纪初，元朝仁宗登基时在元大都（北京）升世纪初，元朝仁宗登基时在元大都（北京

39、）升起世界上第一个热气球。起世界上第一个热气球。火药：火药：四大发明之一。火器，烟花等。四大发明之一。火器，烟花等。 火箭：火箭：宋代宋代的管形火器的管形火器“突火枪突火枪”。元代元代的铜炮；的铜炮；明代明代的的多种多发火箭。多种多发火箭。万虎：万虎：明代官员，是明代官员，是“第一个企图利用火箭飞行的人。他用第一个企图利用火箭飞行的人。他用4747只最大的火箭绑在椅子背后，只最大的火箭绑在椅子背后，手拿两个大风筝，想借助火箭的推力和风筝上升的力量飞向空中。手拿两个大风筝，想借助火箭的推力和风筝上升的力量飞向空中。19701970年国际天文学会年国际天文学会为了纪念他，把月球背面的一个环行山命名

40、为为了纪念他，把月球背面的一个环行山命名为“万虎环行山万虎环行山”。三三 光学光学 1. 1.光的直线传播与小孔成像光的直线传播与小孔成像 2.2.光的反射与镜面成像光的反射与镜面成像 3.3.光的折射与透镜光的折射与透镜 4.4.光的色散光的色散1.1.光的直线传播与小孔成像光的直线传播与小孔成像 墨径墨径：景倒，在午有端与。景：光之人，照若射，下：景倒，在午有端与。景：光之人，照若射，下者之人也高，者之人也高， 高者之人也下。足蔽下光，故成景与高者之人也下。足蔽下光，故成景与 上。首蔽上光，故成景与下。上。首蔽上光，故成景与下。( (午：交叉；午：交叉； 端：小孔端：小孔) )。 赵友钦实

41、验赵友钦实验（宋末元初）：（宋末元初）：赵友钦实验在中国古代史赵友钦实验在中国古代史上占有重要地位，其实验目的明确，设计合理，步骤清晰，上占有重要地位，其实验目的明确，设计合理，步骤清晰，结果可靠，是中国物理学史上的的一个首创。结果可靠，是中国物理学史上的的一个首创。 梦溪笔谈梦溪笔谈：“若鸢（若鸢（yuyu n n）飞空中，其影随鸢而移；）飞空中，其影随鸢而移；或中或中 间为窗所间为窗所 束则影与鸢相违，鸢东则影西，鸢西则影束则影与鸢相违，鸢东则影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂。东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂。”赵友钦实验：赵友钦实验：实验中他固定

42、几个条件，改变一个实验中他固定几个条件，改变一个条件来观察成像情况。实验分五步进行：条件来观察成像情况。实验分五步进行：改变孔的大小，比较改变孔的大小，比较成像情况；成像情况；改变光源强度，作日改变光源强度，作日月蚀模拟实验；月蚀模拟实验；改变像距；改变像距；改变光源距离，观察改变光源距离，观察小孔成像的变化；小孔成像的变化；改变孔的大小和形状，改变孔的大小和形状，做大孔成像实验。做大孔成像实验。小罅光景影象小罅光景影象平面镜：平面镜：“景，日之光反烛人，则景在日与人之间景，日之光反烛人，则景在日与人之间”凸面镜：凸面镜：“鉴团，景一。鉴团，景一。鉴者近，则所鉴大，景亦大；其鉴者近，则所鉴大，

43、景亦大；其远，所鉴小，景亦小，而必正。远，所鉴小，景亦小，而必正。” 即鉴团只成一缩小的正立即鉴团只成一缩小的正立的像（虚）。的像（虚）。凹面镜：凹面镜：“鉴洼，景，一小而易，一大而正，说在中之外、鉴洼，景，一小而易，一大而正，说在中之外、内。内。 中之内，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则中之内，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必正，起于中缘正而长其直也。中之外，所鉴小，景亦小，而必正，起于中缘正而长其直也。中之外，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小而鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小而必易。合于中长直也。必易。合于中长直也。”“”“鉴

44、洼鉴洼”即凹面镜，即凹面镜，“中中”为焦点，为焦点，“易易”即倒置。即倒置。2.2.光的反射与镜面成像光的反射与镜面成像 墨经墨经中中论述了光的反射，包括平面镜、凹面镜、凸论述了光的反射，包括平面镜、凹面镜、凸面镜的反射情况。面镜的反射情况。镜术：镜术：利用平面镜成像制成利用平面镜成像制成“万花筒万花筒”样的样的“魔镜魔镜”：日月：日月镜、四规镜等。镜、四规镜等。 “灯衢灯衢”( (清代黄履庄造清代黄履庄造) )：“做小屋一间，内悬灯数做小屋一间，内悬灯数盏，人入其中，如至通街大市，人间稠杂，灯火连绵，盏，人入其中，如至通街大市，人间稠杂，灯火连绵，一望数里。一望数里。” “罗汉堂罗汉堂”(

45、(清代郑复光造清代郑复光造) )：从侧面小洞向里看：从侧面小洞向里看“千千门万户，百千罗汉门万户，百千罗汉”。 凹凸面镜：凹凸面镜：殷武丁时期就出现了凹、凸面铜镜。殷武丁时期就出现了凹、凸面铜镜。 透光镜透光镜：现上海博物馆珍藏有西汉时期的现上海博物馆珍藏有西汉时期的“透光镜透光镜”（青铜）。（青铜）。 隋唐隋唐古镜记古镜记记载：记载：“承日照之，则背上承日照之，则背上文字，墨入影内，纤毫无失文字，墨入影内，纤毫无失”。沈括：沈括：“阳燧面洼，以一指迫而照之则正，渐远则无所见，阳燧面洼，以一指迫而照之则正，渐远则无所见，过此遂倒。过此遂倒。” “小鉴不能全观人面，故令微凸，收人面小鉴不能全观人

46、面，故令微凸，收人面令小，则鉴虽小而能全纳人面。仍覆量鉴之小大增损高下，令小，则鉴虽小而能全纳人面。仍覆量鉴之小大增损高下，常令人面与鉴大小相若。常令人面与鉴大小相若。”3.3.光的折射与透镜光的折射与透镜 冰透镜冰透镜：西汉：西汉淮南万毕术淮南万毕术记载：记载：”削冰令圆，举削冰令圆，举向以日，以艾承其影，则火生。向以日，以艾承其影，则火生。“ 鲫鱼杯鲫鱼杯：宋代：宋代春渚（春渚（zhzh）纪闻）纪闻：“有一鲫，长寸有一鲫，长寸许，游泳可爱。水倒出，鱼不复见。复酌水酒中，须臾许，游泳可爱。水倒出，鱼不复见。复酌水酒中，须臾一鱼泛然而起。一鱼泛然而起。” “蝴蝶杯蝴蝶杯”、“兰花杯兰花杯”等。

47、等。4.4.光的色散光的色散雨后成虹和造虹实验：雨后成虹和造虹实验： 唐初孔颖达唐初孔颖达礼记注疏礼记注疏“日照雨滴则虹生日照雨滴则虹生” 唐代张志和唐代张志和玄真子玄真子“雨色映日而为虹雨色映日而为虹”“”“背日喷背日喷乎水，成虹霓之状。乎水，成虹霓之状。” 南宋蔡卞南宋蔡卞毛诗名物解毛诗名物解：“云薄漏日，日照雨滴则云薄漏日，日照雨滴则虹生。今以水喷日，自侧视之，则晕为虹霓虹生。今以水喷日，自侧视之，则晕为虹霓。故今雨。故今雨气成虹，朝阳射之则在西，夕阳射之则在东。气成虹，朝阳射之则在西，夕阳射之则在东。”鸡子石英证含光图：鸡子石英证含光图： 著名道士张果修炼内丹的著作著名道士张果修炼内丹

48、的著作修真历验钞图修真历验钞图：讲到从白石英看到：讲到从白石英看到：“映日则光玉也映日则光玉也，五色玄英，五色玄英”。白。白石英为无色透明晶体，属六角晶系。用白石英作的三棱镜石英为无色透明晶体，属六角晶系。用白石英作的三棱镜对日光产生了色散。对日光产生了色散。 明末方以智明末方以智物理小识物理小识四四 电磁学电磁学1.1.对电的认识对电的认识2.2.对磁的认识对磁的认识3.3.电与磁的应用电与磁的应用1.1.对电的认识对电的认识 摩擦起电：摩擦起电：* *东汉王充东汉王充论衡论衡：“顿牟掇芥，磁石引顿牟掇芥，磁石引针针他类肖似，不能掇取者，何也？气性异殊，不能相感动他类肖似，不能掇取者，何也？

49、气性异殊，不能相感动也。也。”顿牟指玳瑁（爬行动物，形状象龟，这里指其壳）。顿牟指玳瑁（爬行动物，形状象龟，这里指其壳）。（用元气解释静电现象）；（用元气解释静电现象）；* *西晋张华西晋张华博物志博物志记载：记载：“今人梳头，脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有吒今人梳头，脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有吒声。声。”* *唐代唐代酉阳杂俎酉阳杂俎“猫猫黑者，暗中逆循其毛，即黑者，暗中逆循其毛，即著火星著火星”。 雷电现象：雷电现象：沈括沈括梦溪笔谈梦溪笔谈：“雷火自窗间出，赫然雷火自窗间出，赫然出檐，人以为堂屋已焚，皆出避之，及雷止，其舍宛然，墙出檐，人以为堂屋已焚，皆出避之，及雷止，其舍宛

50、然，墙壁窗纸皆黔（黑）。有一木格，其中杂储诸器，其漆器银扣壁窗纸皆黔（黑）。有一木格，其中杂储诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚刚，就者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚刚，就刀室中熔为汁，而室亦俨然。刀室中熔为汁，而室亦俨然。”明代方以智：明代方以智：“雷火所及，雷火所及，金石销熔，而漆器不坏。金石销熔，而漆器不坏。” 武当山天柱峰金顶三大奇观之一的武当山天柱峰金顶三大奇观之一的“雷火练殿雷火练殿”。1.1.对电的认识对电的认识 淮南子淮南子记载：记载：“阴阳相薄为雷，激扬为电。阴阳相薄为雷，激扬为电。”2.2.对磁的认识对磁的认识 磁性：磁性：吕氏春秋

51、吕氏春秋：“慈石召铁，或引子也慈石召铁，或引子也”；鬼鬼谷子谷子：“慈石取针慈石取针”；高诱注释；高诱注释吕氏春秋吕氏春秋时指出：时指出：“石，石，铁之母也，以有慈石，故能引其子。石之不慈者，亦不能引铁之母也，以有慈石，故能引其子。石之不慈者，亦不能引也也”。 磁石吸引物质只限于铁磁石吸引物质只限于铁：淮南子淮南子：“若以慈石之能若以慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣连铁也，而求其引瓦，则难矣”，“及其于铜则不通及其于铜则不通”。 屏蔽：屏蔽：明末刘献廷明末刘献廷广阳杂记广阳杂记：“慈石吸铁，隔碍潜慈石吸铁，隔碍潜通。或问余曰：通。或问余曰：慈石吸铁，何物可以隔之？慈石吸铁，何物可以隔之？犹子

52、阿儒曰：犹子阿儒曰：唯铁可以隔之耳唯铁可以隔之耳。其人去而复来，曰：。其人去而复来，曰：试之果然试之果然。”3.3.电与磁的应用电与磁的应用 避雷针：避雷针： 磁性指南器：磁性指南器： 磁化磁化 地磁场磁化法地磁场磁化法： 10441044年出版的宋代年出版的宋代曾公亮曾公亮武经总要武经总要：“鱼法，以鱼法，以薄铁叶剪裁，长二寸阔五分，首尾锐如鱼形，置碳火中烧薄铁叶剪裁，长二寸阔五分，首尾锐如鱼形，置碳火中烧之，侯通赤，以铁钤钤（之，侯通赤，以铁钤钤（qiqi n n 印、章印、章) )鱼首出火，以尾正鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之，用时置对子位，蘸水盆中，没尾数分

53、则止，以密器收之，用时置水碗于无风处，平放鱼在水面令浮，其首常南向午也。水碗于无风处，平放鱼在水面令浮，其首常南向午也。”将铁片烧红的是使磁畴重新分布成为顺磁体，淬火使磁畴将铁片烧红的是使磁畴重新分布成为顺磁体，淬火使磁畴稳定。稳定。 磁石磁化法：磁石磁化法： 沈括沈括梦溪笔谈梦溪笔谈：“方家以磁石磨针锋，则能指方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东（地磁偏角），不全南也。南，然常微偏东（地磁偏角），不全南也。中国古代科技中国古代科技 指南车模型指南车模型 启启 明明 之之 光光: : 一一. . 中中 国国 古古 代代 的的 物物 理理 学学 萌萌 芽芽五五 声学声学1.1.声音的产生（略）

54、声音的产生（略）2.2.声音的传播（略）声音的传播（略）3.3.共振共振4.4.共鸣及其消除共鸣及其消除5.5.声音的反射声音的反射6.6.古代乐器古代乐器7.7.律学律学1.1.共振共振 庄子庄子徐无鬼徐无鬼：“为之调瑟，废于一堂，废于一室。鼓为之调瑟，废于一堂，废于一室。鼓宫宫动，鼓角角动，音律同矣。夫改调一弦，于五音无当也，宫宫动，鼓角角动，音律同矣。夫改调一弦，于五音无当也，鼓之，二十五弦皆动。鼓之，二十五弦皆动。” 梦溪笔谈梦溪笔谈：“琴瑟弦皆有应声，宫弦则应少宫，商弦则琴瑟弦皆有应声，宫弦则应少宫，商弦则应少商，其余皆隔四相应。今曲中有声音，须依此用之。欲应少商，其余皆隔四相应。今

55、曲中有声音，须依此用之。欲知其应者，先调诸弦令声和，乃剪纸人加弦上，鼓其应弦，知其应者，先调诸弦令声和，乃剪纸人加弦上，鼓其应弦，则纸人跃，则纸人跃，他弦则不动。声律高下苟同，虽在他琴鼓之，应他弦则不动。声律高下苟同，虽在他琴鼓之，应弦亦震，此谓之正声。弦亦震，此谓之正声。”（共振实验共振实验鱼洗鱼洗）2.2.共鸣及其消除共鸣及其消除 南北朝时期刘敬叔南北朝时期刘敬叔异苑异苑：“晋中朝有人蓄铜澡盆，晨晋中朝有人蓄铜澡盆，晨夕恒鸣如人扣，乃问张华。华曰：夕恒鸣如人扣，乃问张华。华曰：此盆与洛钟宫商相应，此盆与洛钟宫商相应，宫中朝暮撞钟，故声应尔。可错（挫）令轻，则韵乖。鸣自宫中朝暮撞钟，故声应尔

56、。可错（挫）令轻，则韵乖。鸣自止也。止也。依其言，后不复鸣。依其言，后不复鸣。” 唐代韦绚唐代韦绚刘宾客嘉话录刘宾客嘉话录记载了当时的太乐令曹绍记载了当时的太乐令曹绍 为一为一僧人治病的事：该僧人因僧房内一磬无故自鸣，而惊恐成疾。僧人治病的事：该僧人因僧房内一磬无故自鸣，而惊恐成疾。3.3.声音的反射声音的反射 北京天坛：北京天坛：回音壁、三音石、对话石回音壁、三音石、对话石 山西永济山西永济“莺莺塔莺莺塔”：普救寺舍利塔，因普救寺舍利塔，因“西厢记西厢记”而称而称“莺莺塔莺莺塔”，是一座空心砖塔，初建于唐武则天，后重建于，是一座空心砖塔，初建于唐武则天，后重建于明嘉靖明嘉靖4242年（年（1

57、5641564），因其），因其 可产生蛙鸣般的回声，而列河可产生蛙鸣般的回声，而列河东东“清八景清八景”之一。（之一。（ 普救蟾声）普救蟾声） 河南三门峡河南三门峡“蛤蟆塔蛤蟆塔”：建于金大定十六年，在塔外十余建于金大定十六年，在塔外十余米处击石拍掌，有蛙鸣回音。米处击石拍掌，有蛙鸣回音。 四川潼南四川潼南“石琴石琴”：实为登山石阶，凿于江边完整无缝凹实为登山石阶，凿于江边完整无缝凹处，沿石阶拾级而上，自第四级到第十九级，凡步履所触，处，沿石阶拾级而上，自第四级到第十九级，凡步履所触，便会发出悠扬婉转的古琴声在洞内回荡。其中有七级石蹬的便会发出悠扬婉转的古琴声在洞内回荡。其中有七级石蹬的发音特

58、别洪亮，称为七步弹琴。题为石蹬琴声。发音特别洪亮，称为七步弹琴。题为石蹬琴声。回音壁回音壁传声示意图传声示意图 三音石三音石和和对话石对话石回回声示意图声示意图莺莺塔莺莺塔回声示意图回声示意图编种编种4.4.古代乐器古代乐器 新石器时代：新石器时代：陶埙（陶埙（x x n n）和骨哨。和骨哨。 诗经诗经记载：记载：有有2929种之种之多，包括各种弹琴、吹奏、多，包括各种弹琴、吹奏、打击等乐器。打击等乐器。 战国曾侯乙墓：战国曾侯乙墓：出土的有：出土的有：编钟、磬、笙、排萧等。编钟、磬、笙、排萧等。5.5.律学律学 商代商代：已有五声音阶：宫、商、角、徵（：已有五声音阶：宫、商、角、徵（zhzh

59、）、羽（）、羽（1 1、2 2、3 3、5 5、6 6）。后又增加了两个半音：变徵（近）。后又增加了两个半音：变徵（近4 4）、变宫（）、变宫（7 7），），成为七声音阶。成为七声音阶。 西周：西周：已发展为十二律：黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、已发展为十二律：黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、仲吕、蕤仲吕、蕤ruru宾、林钟、夷则、南吕、无射（宾、林钟、夷则、南吕、无射（y y）、应钟。）、应钟。乐律的计算：乐律的计算： 三分损益法：三分损益法：最早见于最早见于管子管子地员地员（公元前公元前4世纪），世纪），是世界上最早的乐律计算方法。是世界上最早的乐律计算方法。 具体操作是：将一空弦依次乘以具

60、体操作是：将一空弦依次乘以2/3或或4/3，即缩短，即缩短1/3(损一损一)或加长或加长1/3(益一益一)，分割成不同的长度，这就产生出不同频率的，分割成不同的长度，这就产生出不同频率的乐音。具体的推算是：设黄种宫音的弦长为乐音。具体的推算是：设黄种宫音的弦长为34=81，徵音的弦，徵音的弦长为长为814/3=108，商音的弦长为，商音的弦长为1082/3=72，羽音的弦长为，羽音的弦长为724/3=96，角音的弦长为，角音的弦长为962/3=64，依次类推。，依次类推。(清史稿清史稿乐志二乐志二)十二平均律：十二平均律： 发明者：朱载育（发明者：朱载育（1536-16101536-1610？