吉春《物理科技》

物理科技
　　
　　 1、中国物理科技
　　 170万年前，我国“元谋人”使用火。
　　 黄帝命仓颉造象形字。
　　 商代有甲骨文，并能制造石磬和成套的铜钟、铜铙等乐器。经过对出土商代铜铙的研究，推测当时已具有12音律中的9律，并已有了5度谐和的观念。
　　 商周间已有金、木、水、火、土五行说，这是我国古代具有朴素唯物主义的物质构成学说，还出现了以阴阳的相互作用来解释自然现象的朴素辩证法思想。
　　 周代已使用“阳燧”(凹面镜)聚焦阳光取火，这是人类最早利用太阳能的一种方法。春秋战国时的《管子?地数篇》中有我国关于磁石的最早记载。《管子?水地篇》中提出了水是万 物本源的朴素唯物主义观点。
　　 公元前4世纪有声音共振现象的记载，前3世纪有磁石吸铁现象的记载。前2世纪有关于透镜聚焦现象的记载。
　　 前4世纪到前3世纪间，战国时的《墨子》中载有关于力学、光学和声学的研究成果，如杠杆作用，针孔成象以及平面镜、凹面镜成象等，在世界上首先提出光直线前进的看法，还提 出了朴素的原子概念。墨子作木鸢，3年成飞，见《韩非子》。
　　 前3世纪，战国末年的《荀子》中提出了以人胜天“制天命而用之”的思想；他还提出物质 性的“气”是万物本源的朴素唯物主义物质观。
　　 秦始皇统一全国度量衡，促进了我国科学技术的发展。西汉时有采用固定音调的竹管乐器的 管长作为长度标准，并以管的容积和管内所能盛粟的重量作为容量和重量标准的记载。
　　 公元1世纪东汉王充发展了唯物主义的“气”的学说，他认为天地万物都是由阴阳二气的交 感变化而产生的，天地不生不灭，无始无终。这一唯物主义自然观，批判了当时流行的天人 感应论。
　　 王充《论衡》中有关于磁性的指示方向的“司南勺”以及静电现象的记载。
　　 2世纪初，东汉时，张衡提出了宇宙在时间和空间上都是无限的观点，给在当时流行的谶纬迷信之说以严厉的批判。张衡创制了指南车，不久失传。
　　 东汉时对运动的相对性原理已有一定的认识。
　　 3世纪时，马钧受魏明帝令，制成指南车，后因战乱被毁。
　　 6世纪时，北齐信都芳的《器准图》载有浑天仪、地动仪、刻漏等许多器物的图谱，是我国 第一部科学仪器图集。
　　 8世纪到9世纪间，唐代柳宗元和刘禹锡发展了唯物主义的自然观，他们提出宇宙无穷、万物恒动的观点。刘禹锡还提出万物的无穷变化是由于它们既有斗争又相互利用的朴素辩证法思想。
　　 11世纪，北宋王安石提出了“天变不足畏”的思想，他还提出万物的无穷发展变化是由于事物内部存在着“耦”(矛盾)，“耦”中又有“耦”的朴素辩证法思想。1044年，北宋时有世界上关于利用地磁场进行人工磁化的最早记载，记载中还表明当时已在实践中知道利用地磁倾角。1088到1095年间，北宋沈括《梦溪笔谈》，研究了指南针的四种装置方法，并在世界上最早发现地磁偏角。指南针是我国古代四大发明之一。1116年，北宋时有关于色散现象的记载。1119年，北宋时有关于在航海中使用指南针的最早记载。又有利用浮力进行水下打捞。
　　 14世纪中叶，元代赵友钦在《革象新书 》中记载了他所设计的光学实验，他在实验中改变各种条件，得出大孔与小孔成象规律等正确结论。
　　 1584年，明代朱载堉的《 律吕精义》是世界乐律史上的重要著作。他创造了“新法密律”，即近代乐器上通用的“十二等程律 ”。1637年，明末宋应星在《论气》中提出了物质不灭的观点，他还认为声音是由物体冲击气体而产生的，声音的传播同水波相似。他的《天工开物》记载农业、手工业生产和科技成就。17世纪，明末清初王夫之发展了唯物主义的自然观 ，进一步阐述了物质不灭的思想，在科学史上是一个重大的贡献。他还认为万物的静止状态都是相对的，它的内部都包含着运动。明末清初方以智在《物理小识》中提出了时间和空间彼此不单独存在的观点。明代《永乐大典》是当时世界上最大的百科全书（包括工技、农艺等）。
　　 清初孙云球制造了放大镜、显微镜、探照灯等几十种光学仪器，并著有《镜史》(已佚)。欧 洲在1779年才有探照灯。约在1835年，清代郑复光的《镜镜詅痴》中对物体颜色、透镜原理以及一些光学仪器的制造作了论述。
　　 民国时期，1947年，我国著名金属物理学家葛庭燧发明了金属内耗测量装置，并首次发现了晶粒间界内耗峰，被国际科学界誉为“葛氏扭摆”、“葛氏峰”。1948年，我国著名物理学家张文裕发现了u子原子及u子原子能级间跃迁发射的x射线，物理学界分别称为“张原子”和“张幅射”。
　　 共和国建立后，1950年，我国物理学家黄昆从“黄散射”、“玻恩和黄”、“黄——里斯理论”、“黄方程”到“黄——朱模型”，在固体物理学发展史上建树了一座丰碑。1960年初，我国物理学家王淦昌小组发现了一个荷电反超子——反西格马负超子，轰动世界。1965年8月，上海光学科学究所历经6年，试制成功我国第一台一级大型电子显微镜。我国土木工程专家郑颖人，创造性地开拓和发展了岩土工程领域的围岩稳定理论、区域性土理论、锚喷支护结构理论、广义塑性力学等4个全新理论体系，打破了国内外所谓“岩石无理论”之说。20世纪40年代，我国空气动力学家沈元在探索从亚音速到超音速理论突破，实现了飞机受力理论突破。
　　 发明
　　 黄帝发明了指南车。
　　 古时黄道婆已发明纺织机，能纺麻线织麻布。4000年前已出现丝织物，商代已有平纹素织和挑织出菱形图案的丝织物。
　　 商代已开始制造漆器。已能制造车、船，并会使用帆。商代出土有驾4匹马的战车遗迹。西周时已发明弩。
　　 春秋战国时期采矿业已相当发达，考古发现有的矿井深达50多米，在找矿选点、开采运输 、井巷支护、井下通风排水、提水器械等技术方面已积累了许多经验。
　　 战国时写成的《考工记》记载了生产工具、生活用具、兵器和乐器等的制作规范，是我国古代工程技术方面的重要著作。
　　 战国时已有较完善的马用挽具，比欧洲早600年到800年。战国时已使用天平和砝码。战国 末到西汉已有铜制的和铁制的齿轮。西汉时出现了用复杂齿轮系传动的指南车。
　　 西汉时已发明深井开凿技术，考古工作中发现了西汉初期的100多米深的矿井。
　　 西汉陈宝光之妻改进了提花织机，提高了丝织物质量。西汉工匠丁谖制造的“被中香炉”中 的持平装置与现代陀螺仪的万向支架相似。
　　 西汉早期已能用丝和麻类纤维造纸。公元前121年我国发明了走马灯。
　　 105年，东汉蔡伦在劳动人民创造的基础上，总结他们的已有经验，改用树皮、破布等材料造出质量较好的纸。对造纸事业，发展了一大步。造纸术是我国古代的4大发明之一，12世纪传入欧洲。公元31年，东汉杜诗制造水排用来鼓风炼铁，比欧洲早1200多年。东汉时已发明船舵，比欧洲早约1000年。汉代已有关于原始降落伞及人模仿鸟类滑翔试验的记载。东汉灵帝时，铸成天禄虾蟆转水入宫，又作翻水渴鸟以洒道。
　　 三国时，诸葛亮为了克服山道运输的困难，制造“木牛流马”，即后世独轮车之更为轻便者 。并把弩机发展成连弩，是当时的重要发明。
　　 3世纪时，魏人马钧是古代著名的机械制造家，他改进的龙骨水车和提花织机是当时先迸的 生产工具。又作翻车，使儿童转水灌溉；又有木人诸戏具。
　　 4世纪时，晋代有一种木制的飞行玩器“竹蜻蜓”的记载，它的原理与现代的螺旋桨相同。 竹蜻蜓在18世纪传入欧洲。至迟在南北朝时我国已有风筝，1200年后传入欧洲。晋代有指南 舟，见《宋书?礼志》；晋代有记里鼓车，中有木人执槌向鼓，行一里则打一槌 ，见《晋书?舆服志》。南北朝时，出现的奇器巧制甚多。南齐祖冲之，造铜机欹器、千里 船、水碓磨；梁陶弘景造浑天象，高3尺许，以机运之，悉与天会；北齐信都芳为轮扇24， 埋地中，以测24气。梁代侯景为尖头木驴攻城，矢石不能制。
　　 隋代宇文恺造观风行殿，上容侍卫数百人，离合为之，下施轮转，推移倏忽，若有神助；耿询作马上刻漏，人称其妙；又作浑天仪，不假人力，以水转之。隋唐之际已发明刻版印刷，唐代刻版印刷术已有进一步的发展。印刷术是我国古代的4大发 明之一。8世纪后期，才传到日本；到12世纪左右，才传到埃及；到14世纪末，在欧洲才有雕版印刷品出现。
　　 8世纪时，唐代张遂和梁令瓒共同制造的水动天象仪“浑天铜仪”，也是世界上最早的自动报时仪器。759年，李筌在《太白阴经》中记有“水平”(水准仪)的结构和测量技术。8世纪，唐代已有轮子拨水前进的战船，西欧到15世纪才有类似的船只。
　　 8世纪末，我国工匠已创造了简单的金属切削车床。
　　 1041到1048年左右，北宋平民毕昇发明了活字印刷术。欧洲在400多年后，才有活字印刷。北宋初，我国建成了世界上最早的干船坞 ，开始有了用于建造或检修船舶的水上建筑物。北宋时我国人民创造的走马灯是世界上最早 利用热气流产生机械旋转的装置，其原理与近代 汽轮机相似。欧洲约在5百年后，才有类似装置。宋代已发明双作活塞风箱，15世纪传入欧 洲。宋初已发明多种火药兵器。1259年，南宋时还发明了装有弹丸的管形火器“突火枪”， 这是近代枪炮的前身。南宋王彦恢用兵时，特造飞虎战舰，旁设4轮，4人旋斡，日行千里。 农民革命领袖杨么作 战洞庭湖中，以轮激水，船行如飞。宋军拒金，多倚神臂弓为利器。军法：不得遣失一具。 防敌得其机轮仿制。元世祖灭宋，得其式，曾用以制胜。至明失传。
　　 1276年，元初郭守敬发明滚柱轴承，欧洲到15世纪，才有类似设计。
　　 根据考古发掘，证明新疆少数民族地区，在东汉以前，就已经种植棉花；到了唐代，吐鲁番 的棉种植和纺织生产，更进一步发展。宋元以来，始传入内地，普遍栽种。
　　 约在1295年，元初黄道婆创造或改进了从轧花到织布的一系列机械和技术，对我国古代 棉纺织业的发展作出了重要的贡献。
　　 王祯的《农书》中载有用水力推动的纺纱机械“水转大纺车”，欧洲到18世纪才有类似机 械。
　　 明初郑和下西洋时所建造的海船长150米，是当时世界上最大的船舶。明代盐井的钻凿设备的主要构造的工作原理已同近代顿钻相似，明清之际已能钻深达1000米 左右的筒井。
　　 清初黄履庄造双轮小车，可坐一人，不烦推挽，可自行。又作验燥湿器，内有一针，燥则左旋，湿则右旋。清代天算、音韵学家江永，能制奇器，家中耕田，悉用木牛；出行城外，骑一木驴，不食不鸣；又制一传话器，以竹筒为之，中安机巧，向筒话毕，即闭，传致千里，不啻面语。
　　
　　 2、世界物理科技
　　 前250年左右，希腊人阿基米德发现了浮力原理。公元400年，中国人祖冲之把圆周率推算到小数点后面7位。1590年，意大利人伽利略发现自由落体定律。1666年，英国人牛顿通过三棱镜发现光的色散现象。1678年，荷兰人惠更斯建立了光的波动学说。1772年，瑞典人舍勒发现氧气。1777年，法国人拉瓦锡提出了燃烧的氧化学说。1820年，丹麦人奥斯特发现电流的磁效应。1831年，英国人法拉第发现电磁感应现象。1840年，英国人焦耳发现电流通过导体时的热效应定律。1865年，英国人麦克斯韦总结了电磁现象的基本规律，从理论上预言了电磁波的存在。1869年，俄国人门捷列夫发现了元素周期律，并绘制出元素周期表。1873年，德国人舍纳德发现染色体。1886年，德国人赫兹第一次通过实验证实了电磁波的存在。1895年，德国人伦琴发现X射线。1896年，法国人贝克勒尔发现天然放射性现象。1898年，居里夫妇发现放射性元素钋、镭、钍。1900年，德国人普朗克创立量子论。1905年，爱因斯坦创立狭义相对论。1915年，爱因斯坦创立广 义相对论。1939年，丹麦人玻尔提出重核裂变理论。1948年，美国人香农提出信息论。1948年，美国人维纳提出控制论。1953年，美国人沃森和克拉克提出脱氧核糖核酸（DNA）结构模型，奠定了分子遗传学基础。
　　 科学发明
　　 约380万年前，人类开始使用火。前3500年左右，埃及人发明了帆船。前3000年左右，巴比伦出现了最早的机械－－木轮。前2900年左右，埃及人建造了胡夫金字塔。前213年， 中国人建造了万里长城。公元105年，中国人蔡伦发明用纤维造纸。1041-1048年，中国 人毕升首创活字印刷术。1100年左右，中国人发明指南针。1150年左右，中国人发明并开始使用火药。1656年，荷兰人惠更斯发明摆钟。1712年，英国人纽可门发明蒸汽机。1733年，英国人凯伊发明织布“飞梭”,引起纺织技术的大变革。1750年，美国人富兰克林发明避雷针。1764年，英国人哈格里夫斯发明珍妮纺纱机。1765年，英国人瓦特改良蒸汽机，为工业革命准备了条件。1800年，意大利人伏打发明电池。1807年，美国人富尔顿发明了用蒸汽机驱动的明轮汽船。1815年，英国人戴维发明矿工安全灯。1822年，法国人尼普斯发明照相机。1831年，英国人法拉第发明最早的变压器。1837年，美国人莫尔发明电报机。1867年，瑞典人诺贝尔发明硝酸甘油炸药。1876年，美国人贝尔发明电话。1877年，美国人爱迪生发明留声机。1879年，美国人爱迪生发明白炽灯。1895年，意大利人马可尼发明无线电报。1903年，美国人莱特兄弟发明飞机。1904年，英国人弗莱明发明二极管。1911年，美国人霍尔特发明联合收割机。1926年，美国人戈达德发明流体燃料火箭。1930年，英国人惠特尔发明喷气式发动机。1939年，美国科学家发明电子显微镜。1948年，美国人肖克利等研制成功晶体管。1960年，美国人梅曼首次用红宝石制成固体激光器。李政道、杨振宁在1956年推翻了被人们尊崇了几十年的“宇称守恒定律”，创立了宇称不守恒的新理论。过了半年，美籍中国女物理学家吴健雄和海华特、霍浦斯、赫德逊等人在绝对温度0.01度的超低温条件下进行实验，证明了李政道、杨振宁的新理论是正确的。1965年，英国人盖博发明全息照相术。1965年，日本制成第一辆磁悬浮列车模型，时速达400-500千米。1968年，美国建成第一条光纤通信线路。1974年11月10日美籍中国物理学家丁肇中发现了“J”粒子， 1976年，丁肇中和里特由于发现J/ψ粒子，荣获诺贝物理学奖。1994年，世界上最长的海底光纤电缆在新加坡正式开通。