科技文献的种类有哪些?

栏目:古籍资讯发布:2023-08-07浏览:1收藏

科技文献的种类有哪些?,第1张

文献的十种类型有:专著、期刊、图书、报纸、会议文献、科技报告、标准文献、专利文献、学位论文、政府出版物。

具体种类以及特点如下:

1、专著(含古籍中的史、志论著): 对某一学科或某一专门课题进行全面系统论述的著作。一般是对特定问题进行详细、系统考察或研究的结果。

专著的篇幅一般比较长,因此能围绕较大的复杂性问题作深入细致地探讨和全面论述,具有内容广博、论述系统、观点成熟等特点,一般是重要科学研究成果的体现,具有较高的学术参考价值。

2、期刊:是定期或不定期的连续出刊物,有周刊、月刊、双月刊、季刊等。它可分为学术理论性期刊、情报性期刊、技术性期刊、事业性期刊和普及性期刊。

内容新颖、信息量大、出版周期短、传递信息快、传播面广、时效性强,能及时反映国内外各学科领域的发展动态。据统计,科技人员所获取信息的65%以上来源于期刊,它是十分重要和主要的信息源和检索对象。

3、图书:凡篇幅达到48页以上并构成一个书目单元的文献称为图书。

图书具有品种多、数量大、范围广的特点,一般给人们以系统、完整、连续的知识和信息。

4、报纸:报纸报纸指以刊载新闻和新闻评论为主,通常散页印刷,不装订、没有封面的纸质出版物。现代报纸每日出版一次,称为日刊;或者每周出版一次,称为周刊。

报纸的特点是报道及时,受众面广,具有群众性和通俗性。

5、会议文献:会议文献可分为会前、会中和会后三种。

1)、会前文献包括征文启事、会议通知书、会议日程表、预印本和会前论文摘。

2)、会议期间的会议文献有开幕词、讲话或报告、讨论记录、会议决议和闭幕词等。

3)、会后文献有会议录、汇编、论文集、报告、学术讨论会报告、会议专刊等。

会议文献的特点是专业性强,并且能较全面、迅速地反映某一技术领域或学科发展水平、动态和趋势。

6、科技报告:科技报告是指记录某一科研项目调查、实验、研究的成果或进展情况的报告,又称研究报告、报告文献。

科技报告具有单独成册、出版日期不定、内容专深、报道迅速、多为保密、控制发行等特点。

7、标准文献:

狭义的标准文献指按规定程序制定,经公认权威机构或主管机关批准的一整套在特定范围内必须执行的规格、规则、技术要求等规范性文献,简称标准。

广义的标准文献指与标准化工作有关的一切文献,包括标准形成过程中的各种档案、宣传推广标准的手册及其他出版物,揭示报道标准文献信息的目录、索引等。

8、专利文献:专利文献是指记录有关发明创造信息的文献。广义的专利文献包括专利申请书、专利说明书、专利公报、专利检索工具以及与专利有关的一切资料;狭义的专利文献仅指各国(地区)专利局出版的专利说明书或发明说明书。

它具有详尽、新颖、实用和报道及时等特点。

9、学位论文:学位论文是指为了获得所修学位,按要求被授予学位的人所撰写的论文。根据《中华人民共和国学位条例》的规定,学位论文分为学士论文、硕士论文、博士论文三种。

学位论文内容较为系统,选题新颖,理论性、系统性较强,阐述详细,具有一定的深度和创造性。

10、政府出版物:又称“官方出版物”。是有官方性质,并由政府部门及其专门机构,根据国家的命令出版的文献资料。其内容比较广泛。

—文献

1、张衡发明地动仪。地动仪是中国东汉科学家张衡创造的一传世杰作。张衡所处的东汉时代,地震比较频繁。张衡对地震有不少亲身体验,为了掌握全国地震动态,他经过长年研究,终于在阳嘉元年(公元132年)发明了候风地动仪,这也是世界上的第一架地动仪。

2、活字印刷术。印刷术是中国古代劳动人民的四大发明之一。雕版印刷术发明于唐朝,并在唐朝中后期普遍使用。宋仁宗时毕升发明了活字印刷术。宋朝虽然出现活字印刷术,但并未普遍使用,而仍然是普遍使用雕版印刷术。

3、造纸术。东汉元兴元年(105)蔡伦改进了造纸术。他用树皮、麻头及敝布、鱼网等原料,经过挫、捣、炒、烘等工艺制造的纸,是现代纸的渊源。这种纸,原料容易找到,又很便宜,质量也提高了,逐渐普遍使用。为纪念蔡伦的功绩,后人把这种纸叫做“蔡侯纸”。

4、火药。中国是最早发明火药的国家,隋代时,诞生了硝石、硫磺和木炭三元体系火药。黑色火药在唐代时候正式出现。火药是由古代炼丹家发明的,从战国至汉初,帝王贵族们沉醉做神仙并长生不老的幻想,驱使一些方士与道士炼"仙丹",在炼制过程中逐渐发明了火药的配方。

5、走马灯。公元1000年左右,中国人就创造了走马灯,古籍都有关于走马灯的记述。走马灯上有平放的叶轮,下有燃烛或灯,热气上升带动叶轮旋转,是现代燃气涡轮工作原理的原始应用。

神医——华佗华佗(?—208年),字元化,东汉时期沛国谯(今安徽毫县)人。青少年时代,他就勤奋好学,精通各种经书,尤其喜欢医学和养生术。尽管身怀绝技,但不慕名利,鄙视入仕求官,甘当一名民间医生。他精通内、外、儿、针灸各科,不仅医治好了许多常见病,而且对白癜风、破伤风、虫螫蚊咬、水臌、气臌,鱼骨梗喉,竹木入肉,腋臭,干癣,腹中生虫,鼻大如卷、舌缩不出、头大如斗等顽症和疑难病证,也有办法治愈。

华佗在医学上最大的贡献在于,首创全身麻醉法,进行外科手术。他发明的“麻沸散”麻醉剂对“肠胃积聚”等病麻醉后施行腹部手术,疗效颇高,也大大减轻了患者的痛苦。华佗外科手术的技艺精湛,更令人刮目相看,这反映了我国外科医学在公元2世纪时,遥遥居于世界领先地位。

华佗对祖国医学的贡献还在于,创造了成套的用于防病、治病的医疗体操“五禽戏”。所谓五禽指虎、鹿、熊、猿、鸟。华佗把虎的扑动前肢,鹿的伸转头颈、熊的卧侧身子、猿的脚尖纵跳,鸟的张翅飞翔等动作联系起来,编成一整套使全身肌肉和关节都得到舒展的健身术。这从理论和实践上发展了导引术,对我国体育事业和医疗卫生事业做出了巨大贡献。

华佗除医术十分纯熟精妙外,还具有高尚的医德,深受人们的衷心爱戴和崇敬。但最后,却因不从曹操征召而被杀,他所编著的医书也失传了。现存的《中藏经》,则是后人托名之作。

华佗在1700多年前,在无任何辅助诊断手段的条件下,能准确地诊断各种疾病,并收到奇特的疗效,而且首创麻醉法进行外科手术,发明了五禽戏。不仅为中华文明古国增添了光彩,也为医苑树立了楷模,并当之无愧地被世界称为外科鼻祖。

遥居世界之先的数学巨匠——祖冲之祖冲之(429500年)字文远,范阳遒(今河北涞水县北)人。他出身于历法研究世家,生活在南朝宋齐之际。从青年时代起就熟读了前人大量有关天文、数学方面的著述。步入仕途后,仍不中断对自然科学知识的寻求和探索,终于在数学、天文、历法、机械制造等领域取得了卓越的成就。

祖冲之经过数年艰苦运算,反复地核实、推算出圆周率π的数值在31415926至31415927之间,成为世界数学史上第一个把圆周率的准确数值推算到小数点后七位的人。这个记录,直到15世纪才被中亚的一位数学家超过。祖冲之还确定了π的密率为335/113,约率为之22/7。用这两个近似值进行计算,可以满足不同程度的要求,也便于记忆,便于使用。这一成就,要比欧洲早1000多年。到20世纪初,依然在世界数学界引起强烈的反应。此外,祖冲之还进行了开差幂,开差立(即开平方和开长、宽、高有差的长方体),兼以正圆参之的研究,并取得了开创性的成果。晚年,又著成《缀术》和《九章术义注》。惜已失传。

祖冲之还潜心研究天文、历法。经过近十年的天文观测和缜密演绎,于公元426年制订出了一部新历法《大明历》,对旧历法进行了改革。他首次把“岁差”引入历法中,推出岁差为每45年11个月相差1度;又一改“十九年七闰”的传统闰法,创立了每391年设置144个闰月的新闰法,而新闰法又是以他推出一个回归年有365242814811日为基础的。这个数字,与用现代仪器测量所得的日数仅差50秒左右。他还第一个推出交点月的数值是2721223日,这同现代推出的数据2721222只相差十万分之一,这对准确地预测日食、月食的发生时间和位置极关重要。对木星的公转周期,祖冲之确定为11858年,也基本接近现代的测定值11862年。此外,他还改制指南车、做求推磨,造千里船等,均以机巧见长。至于注释古籍,进行文学创作,同样是他驰聘的天地。

祖冲之不愧为一位数学等学科领域极有建树的博学宏识的学者,在世界科学发展史上占有崇高的地位。因而,当代人类首次所发现的月球背面的一个环形山谷,即以他的名字来命名。

益国利民的农学大师——贾思勰贾思勰是北魏山东益都(今寿光县)人。曾任高阳郡(今山东监淄)太守。他毕生致力于农学研究,、曾多次到今山东、河北、河南、山西等地考察那里的农牧业生产情况,又亲自经营农牧生产,还广泛地搜讨古代有关农学的文献,大约在533—544年间,写成了我国第一部百科全书式的农业科学名著一《齐民要术》。

在《齐民要术》中,贾思勰用大量篇幅总结了我国古代劳动人民栽培农作物的经验和技术。仅轮作一项,就记述了20多种具体方法。其中的绿肥轮作,直到18世纪30年代,英国才开始实行,推广更在其后。这比中国足足晚了1000多年。

在《齐民要术》中,贾思勰对播种技术更作了系统地介绍,其中许多内容具有很强的科学性与实用性,一直沿用到今天。如对播种前种子的处理,书中提出要清水选种,而现今采用的泥水、盐水选种法,就是从清水选种法发展而来的。书中言及的水稻浸种催芽法,则是迄今人们知道的有关这一技术的最早文字记载,现代的拌种法也与当时介绍的“浸种”密切相连,而贾思勰特地指出可以用雪水代替马骨汁浸种,更是难得的发现。

在《齐民要术》中,贾思勰还对农作物的播种时间和播种量做了仔细地考察和研究,把各种农作物的播种期分为三段,对谷、黍、稷、大豆、小豆、麦、早稻等12种农作物分别指明了具体的播种日期,同时强调播种量要视播种期、播种方式和土地的肥瘠情况而定。对抗旱保墒问题,也予以详细介绍。

总而言之,贾思勰在《齐民要术》中系统地总结了从先秦到北魏时期黄河流域中下游地区的农业生产经验,从谷物、蔬菜、瓜果、林木的栽培;到家畜、家食、鱼类的饲养;从酿酒、制酱、做醋、腌腊到主食的制作,副食的烹调,无不包罗殆尽。其中贯穿着人定胜天的思想,实事求是的精神和益国利民的宗旨。唯其如此,这部世界上最早、最系统、最有价值的农业科学名著,驰誉中外;而贾思勰在世界农学史上的地位,也随之确立。这是每一个炎黄子孙都可引以为豪的。

独辟溪径的地理学家——郦道元郦道元(466或472—527年),字善长,北魏范阳涿县(今河北涿县)人。他从20岁以后步入仕途,曾任冀州长史,东荆州刺史,河南尹,御史中尉等职,而以执法严峻,威猛著称,并平定过叛乱,后被图谋不轨的雍州刺史萧宝寅所杀害。郦道元一生好学,博览群书,阅读了大量古代地理文献,并游历黄、淮流域广大地区、搜集地理、历史、文学、碑碣等资料。所到之处,亲自进行实地和实物的勘察,其勘察又细致入微,在如此坚实的基础上,撰成了我国6世纪以前最全面系统的综合性地理名著《水经注》。

《水经注》共40卷,是对三国时期地理书《水经》的注释。其注释文字,20倍于原书,实际上是自成巨著。全书以水道为纲,记载大小水道1000多条,一一穷源竟委,详细记述了水道所经地区的山凌、地壤、城邑、关津等地理状况,以及建置沿革、物产、动植物分布,古迹和有关的历史人物、掌故等,甚至神话传说也包罗在内。其所引用的古籍多达437种,还保留了不少汉魏时期的碑刻文字。而且行文简洁雅正,生动优美,具有极高的文学价值。全书字里行间,更随处都倾注和洋溢着郦道元对祖国大好河山的无比热爱与热情赞美。时至今日,仍然激发着人们热爱祖国的深情。

《水经注》在流传过程中,被誉为“宇宙未有的奇书”,而郦道元通过这部奇书所开创的因水证地的研究方法和著述形式,使地理学又辟新径。它与以山脉为纲的《山海经》,前后辉映,流光溢彩从佛国升起的天文学巨星——行一行(673—727年)是唐代高僧。原姓张,名遂,钜鹿(今河北巨鹿)人。他出身将门,青少年时就博览群书,对阴阳五行之学饶有兴趣,尤其喜欢钻研大象、历算。到20多岁,就在天文历法方面有了较深的造诣。后因鄙视不学无术的皇家本族武三思,便逃匿到河南嵩山,落发为僧,特取法名一行。他身为僧人,但仍探求学问不止,曾不远千里徒步去湖北当阳和浙江天台山向寺内名僧学习历算及数学知识。721年,因其声名传至朝廷,唐玄宗诏命一行修订新历法。一行在名师梁令瓒的帮助下,研制出“黄道游仪”,可用来较为准确地测定太阳、月亮和其它星宿的位置及运行规律。4年后,又效仿汉代张衡的浑天仪制造出精密的“水运浑天铜仪”。这是世界上第一台既表示天象、又能计时的天文钟,其制造方法700年后传到欧洲,促进了那里计时器具的研制与改进。

一行利用这两台天文仪器,对天体进行了长时间的观测和周密的测量,发现恒星的位置与古书记载中的位置有明显的变化,由此推断恒星本身也在缓慢地移动。这一发现,要比英国对恒星的认识几乎早1000年。与此同时,一行倡导对子午线长度进行实地测量。子午线是地球的南北经线,测算出子午线一度的长短,就可以推算出地球的实际大小。一行根据实地测量的数据,经过反复演算,推出地球子午线一度长约12922公里。这是世界上第一次在地面上对地球子午线长度的测定,具有十分宝贵的科学价值。其后,一行编订了《天衍历》,正确地指出了日行的快慢规律,并把一年中的24节气分成4段,为我国明末以前能比较准确地推算太阳位置和定节气开辟了道路。他前后也为世界天文学的发展做出了卓越的贡献。此外,一行还是著名的佛经翻译家和密宗的创始人之一,在我国佛史上也占有重要的地位。

科苑通才——沈括沈括(1031—1095年),字存中,北宋中期杭州钱塘县人。他考取进士后,在神宗熙宁中参加过王安石变法,曾任提举司天监,知制诰、权三司使及知州等职,并出使辽国,皆有政绩,因事亦连遭贬降。晚年居润州(今江苏镇江),修建梦溪园,在原来基础上专心从事科学研究,写成了综合性的科学著作《梦溪笔谈》及《补笔谈》、《续笔谈》。其中自然科学的篇幅占全书的3/5,载录着沈括的多项科学发明和发现。

在天文、历法方面,沈括早在司天监供职时主持编制了《奉天励(与今阳历相似),改制了观象仪,撰写了《浑仪议》、《浮漏议》和《景表议》等,并整理出较系统的天文学理论。在数学方面,他创设了“隙积术”即二阶等差级数的求和法和“会圆术”——已知圆的直径和弓形的高,求弓形的弦和弧长的方法。在物理学方面,他发现了地磁偏角的存在。这一发现,比欧洲早400多年;还阐述了凹面镜成像的原理,并对共振等规律也有研究;在地质学方面,他由雁荡等山脉的地形,认识到水的浸蚀作用:由太行山岩石中的生物遗迹,推论出冲积平原形成的过程。此外,沈括对当时科学发展和生产技术的成果也多予关注。如水工高超,木工喻皓,卫朴的历算学,孙彦先的虹之成因说,李元规的天气预测及毕升活字印刷术,指南针的几种制作方式,炼铜方法等,都加以存录。“石油”一称,也是始由沈括拟定的。

沈括博学多才,除《梦溪笔谈》外,还绘制了《宋全图》。该地图比例得当,甚为精详,在地图史上别开生面。至于收录医药的《良方》,记载游览、饮食的《忘怀录》,研讨音乐的《乐器图》、《三乐谱》以及《茶论》等,都具有一定的科学价值。它们同被誉为“中国科学史上的界标”,和《梦溪笔谈》一起充分显示出沈括这位科苑通才的本色与风彩。

融会传统工农业技术的权威人士——宋应星宋应星(1587—?),字长庚,明代江西南昌府奉新县北乡人。他自幼受到良好的家庭教育,勤奋好学,知识越来越广博。虽先后任教谕、推官、知州等职,但对士大夫轻视生产劳动的态度,却深为不满,因而平生究心实学,深入调查研究,努力从事著述。《天工开物》这部享誉古今中外的名著,就是他在1634—1637年间,在江西任分宜县教谕时完成的。

全书共18卷,包括《乃粒》、《乃服》、《彰施》、《粹精》、《作咸》、《甘嗜》、《陶埏》、《治铸》、《舟车》、《锤锻》、《燔石》、《膏液》、《杀毒》、《五金》和《珠玉》等,分别记述了农作物的栽培、养蚕、纺织、染色、粮食加工、熬盐、制糖、酿酒、烧瓷、金属锻铸、舟车制造、烧制石灰、榨油、造纸、采矿、兵器打制,染料及珠玉采集等农业、手工业部门的生产技术和生产过程,并附有插图123幅,真实、生动,具体地记录了当时生产的情景和各种手工业工具和农具的形状。由此开创了从科学技术的角度,把农业和手工业生产技艺进行综合性、系统性研究的先例,从而填补了以往对这方面研究的空白,并把它推上了一个前所未有的高度,《天工开物》不仅是中国、也是世界上第一部有关农业、手工业生产的百科全书,迄今已被译为日、法、英、德等国文字,受到各国学者的高度赞扬。自近代以来,法国皇族文库就收藏《天工开物》。美国一教授称它为“17世纪的中国工艺学”。中国科技史专家、英国李约瑟把宋应星同法国的《百科全书》主编狄德罗相提并论,认为他是“中国的狄德罗”。

祖国山河的骄子——徐霞客徐霞客(1586—1641年),名宏祖,字振之,号霞客,江苏江阴县南歧人。他自幼好学,博览历代史籍、地理、方志、游记。后因不满明末的黑暗政治,终生不仕。自22岁到56岁病逝前半年,整整30多年的时间里,他既不图家庭安逸的生活,又不恋妻室儿女情长,全身心地投入了地理大考察。在此过程中,他以超人的胆识和毅力,爬高山入深谷,攀悬崖峭壁,过荒漠旷野,进丛林绝径,北到河北、山西,南到云南、贵州、两广,饱览了19个省市的奇秀风光,了解了山河大势,并以求实、严谨的科学态度,把亲闻亲见真确翔实地按日记载下来,撰成了驰名中外的《徐霞客游记》。

在这部著作中,他不仅拟订了前人某些地理的谬误,更展示了他对祖国西南地区石灰岩——这堪称世界上最奇特的岩溶的考察研究成果。即:准确地确定了这里石灰岩地貌分布的范围,正确地描述了这一区域中不同地区的特点以及各种石灰岩地貌类型的成因,还对岩溶地区形成各种地洼地和落水洞进行类比和总结,并拟订了一系列的科学名称。从《游记》足以看出,他身历足涉100多个岩洞,无不探明其奥秘,并用杖测、声测、目测、步量等手段,测量洞穴的大小,深广,探索各部分的关系。如此获得的对桂林七星岩的15个岩洞洞口的分布状况勘测的结果,竟与现代地理工作的科学勘测的结果大致相符!而关于岩洞和地下河谷的成因,也与现代岩溶学的研究成果完全相同!徐霞客对石灰岩地貌的研究要比欧洲早一、二百年,不愧为我国和世界石灰岩地质研究的先驱。此外,《游记》中还记述了他考察的火山温泉、河流的浸蚀,地下水压、河床发育、沿途的动植物分布情况、气候现象、矿业、手工业、居民点、物价及风土民情、民族关系等。

在我国历史上,未获政府任何资助,毕生游览,而以考察自然从事研究为目的的,只有徐霞客一人,因而他被誉为“祖国山河的骄子”,翘立在中国地理学家的行列中。

我国古代的科学技术成就

我国古代的科学技术成就中,属于物理学或与物理学有关的,可以提出 力学、光学和声学等三个方面作一简要介绍。

(1)力学方面

①《考工记》一书中的有关记载。这是一本现存的有关我国古代手工业 技术规范的书籍,可能是春秋时代(公元前700至400年)末年的作品。 它记述了许多手工业的工艺制作与设施,汇集了至公元前3、4世纪时的工 程技术知识。其中包含的力学知识,主要有:关于惯性的记载、滚动摩擦的 论述、论箭的飞行与保持稳定,还记述了有关力的测量、斜面受力分析以及 材料和施工中的一些软科学知识。

②《墨经》中有关力学知识的记载。《墨经》战国时代以墨翟(公元前 490至403年)为首的墨家的代表作,分为“经”与“经说”两大部分。 经说是经的注解。前者的内容大多是一些定义性质的条文,后者则带有定律 的性质的解释。

《墨经》中的软科学知识已不全是实际生产知识的总结和记述,而是对 力学现象进行了粗浅的概括,并进行了一些推理论证。诸如,关于时空观念、 运动学知识、力的概念、力系平衡的论述,以及斜面、滑轮及其应用,等等。 现举一条关于杠杆的理论探讨以兹说明: 经下第25条:“天(衡)而必正,说在得。”

经说:“(衡),加重于一旁,必捶(垂),权重相若也。相衡,则本 短标长,两相加焉,重相若,则标必下,标得权也。”

这一条说明了不等臂天平(秤)的平衡关系。可能是墨家探讨杠杆平衡 关系的实验总结,说明墨家发现杠杆定律较之古希腊的阿基米德要早二百多 年。但并没有阿基米德杠杆定理那样完整和定量化。

③侯风地动仪。这是东汉张衡(公元78至139年)所制的世界上第 一台地震仪。《后汉书张衡列传》上有下面一段记载:“(顺帝)阳嘉元年 (即公元132年),复造侯风地动仪。以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起, 形似洒尊,饰以篆文山龟乌兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有 八龙,首衔铜丸;下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周 密无际。如有地动,尊则震,龙机发,吐丸而蟾蜍衔之,振声激扬,伺者因 此觉知。虽一龙发机,而七首不动。寻其方面,甩乃知震之所在。验之以事, 合契若神。自书典所记,未之有也。当一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪 其无征。后数日驿至,果地震陇西。于是皆服其妙。自此以后,乃令史官记 地动所从方起”。

显然,这是一种测定震源方向的仪器。可惜,后来这架地动仪失传了。 我国考古博物学家王振铎在总结国内外学者复制研究工作的基础上,根据书 上的记载和力学原理满意地复制成功了侯风地动仪的复原模型,它主要是一 个利用了重心很高的“都柱”的不稳平衡。从这个仪器的制造来看,张衡已 利用了力学上的惯性原理,同时他对地震波传播和方向性也一定有所了解。 这些在当时来说都是十分了不起的。

④记里鼓和指南车。这是三国时魏人马钧根据以前的记载模仿制成的两 种利用各种齿轮的复合运动传动的自动机构。记里鼓是利用原动齿轮带动大 小不同的一套从轮,使车轮转动把车行的里数自动地表示出来的一种装置。 指南车是利用一套能自动离合的齿轮系统的定向装置,使得立在车上的一个 木制人像的手永远指着固定的方向。关于这两种装置的结构,在刘仙洲教授 著的《中国机械工程发明史》第一编第五章中有较详细的介绍。

(2)光学方面

关于光学知识的记载以《墨经》经下中的八条(16至高无23)最为 系统。其内容涉及影子生成的道理,本影和半影,由物体与光源的相对位置 确定影子的大小,光的直线传播实验,光的反射性和平面镜成像,凹面镜成 像,凸面镜成像等。它已触及了几何光学很大一部分,从时间上看要比古希 腊欧几里德注《反射光学》早一百多年,所以,《墨经》中的光学条文,不 仅是我国最早的光学著作,也是世界古代科技史上难得的各较全面的光学著 作。

经下第16条:“景不徙,说在改为。” 经说:“景:光至,景亡;若在,尽古息。”这一条是论述影的生成。 各家的解释在这一点上没有分歧。然而细致地推敲起来,又各有不同的见解。 主要是对于经说中的“若在”指的是“影在”,还是“物在”,有不同的理 解。

经下第22条:“鉴(洼),景一小而易,一大而正,说在中之外,内。” 经说:“鉴:分鉴;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,鉴者近中,则 所鉴必大,景亦大;远中,则所鉴小,景亦小,而必易,合于中而长其直也。” 这一条讲的是凹面镜成像的规律。钱临照先生对此有很好的解释。他特 别指出,当时不是用一个光源和纸屏进行观察,而是人脸本身为物,以眼为 屏,所以在“一小而易”和“一大而正”之间不能发现“一大而易”的情况。 他并从而推断,经文中所说的"中",是指从镜面的曲率中心到其焦点之间的 一段区域,而不是一个点。

(3)声学方面

据文献记载和考古的发现,在周朝以前已经有了各种乐器(管、弦和打 击乐器),而且很早就制定了有科学根据的乐律,即各音之间有频率的简单 整数比的关系,或是说有一定的音程。乐律说有丰富的物理声学内容,它的 产生和发展,是物理声学史中重要的组成部分。

《吕氏春秋》上记载有“昔黄帝令伶伦作为律,伶伦自大夏之西,乃之 阮阝俞之阴,取竹于山介溪之谷,以生空窍厚均者,断两节间,其长三寸九分 而吹之,以为黄钟之宫,吹曰舍少。次制十二筒,以之阮阝俞之下,听凤凰 之鸣,以别十二律”,这种属于传说性质的东西,当然不能完全凭信。但是 早在公元前六世纪有个叫伶州鸠的乐官曾把十二律的名称一一列举,并把它 们的出现和周武王伐纣(前1066)的时间联系起来。因此,在这之前肯定就 有了系统的乐律了。

关于定“律”的方法,早在公元前四世纪就以“三分损益法”定出了五 度相生律。

具体是以黄钟的弦长为81(34)作为宫音,然后依次乘以4/3和2/3得到 五音:

宫音弦长=34=81,

征音弦长=81×(1+1/3)=108,

商音弦长=108×(1-1/3)=72,

羽音弦长=72×(1+1/3)=96,

角音弦长=96×(1-1/3)=64。

这样,若以征音(主音)为1,则各音的频率比是:征:羽:宫:商:角 =1:9/8:4/3:3/2:27/16。而且按宫征商羽角的次序排时,相邻二音间的音程是3/2和3/4,即简单的整数比。可见,这时对于弦长与频率间的关系已经有 了一定的认识。

只有五个音对于演奏来说显然是不够的。 所以后来又增加了两个变音(变宫、变征)和其它一些半音,使得在一个八度(倍频程)内共有12个音, 这就构成了所谓十二律。

在声学方面除了乐律之外,还有关于共鸣的知识也是值得提出的。我国 古籍中多次记载了物体的共振和声音的共鸣现象。《墨子·备穴篇》记述了利 用空气柱的共鸣作侦破敌军挖洞攻城的方法。《庄子·徐无鬼》中也有共鸣现 象及其解释的记载:“鼓宫则宫鸣,鼓角则角应,音律同矣。”这些记载表 明当时人们不仅发现了基音共振现象,而能够用“音律同矣”去解释它。可 以说是世界上最早关于共鸣现象的认识。 在公元三世纪时张华(232至 300)在了解共振、共鸣现象的基础上,还进一步掌握了消除共鸣的科学 方法。南北朝宋人刘敬叔(390至470)所著《异苑》中有这样的记载:“晋中朝时,蜀有人蓄铜藻盘,晨夕恒鸣如人扣,乃问张华。华日:‘此盘与洛钟宫商相谐,宫中朝暮撞钟,故声相应。可令轻,则韵乖,鸣自止也。' 依其言,即不复鸣。”

(4)关于物质和运动的概念

①物质观。

关于物质的构成,中国古代有多种说法, 如 “ 五行说 ”, “八卦说”,“元气说”以及墨家提出的“原子论”。这里仅介绍先秦时期 两种物质观。

关干“五行说 ”。这一学说始于夏朝,流行于商朝,到了西周发展为 “五行元素说”。西周末年,太史官史伯在总结前人思想以后说:“夫和实 物,同则不继,以他平他谓之和,故能丰长而物生之,若以同裨同,乃尽弃 矣。故先王以土与金、木、水、火杂以成百物”。(国语·郑语。)这里已十 分明确的把水、火、木、金、土五种基本物质当成组成世界万物的原始材料。 更加清楚地表明中国古代原始五行说,实际上就是最早的关于物质组成的假 说。它不仅具有朴素的元素概念,并具有物质相互转化的观念。 我国原始五行说发展到了春秋时代,又出现了五行相生相克的学说,即

水生火,火生土,土生金,金生水,水生木;

木克土,土克水,水克火,火克金,金克木。

显然它是由实践经验抽象出来的。五行依一定的相生次序而相生;又依 一定的相克次序而相征服。这种关系深刻地揭示了组成世界的五种基本物质 元素在相互转化的复杂变换过程中,生成和消失的速率是受控的,在量上是 互补的,因而元素的种类和总量不增不减,物质守恒。

关于“阴阳八卦说”。这一学说起源于殷周之际,实际上也是一种原始 的元素论。它从人们生活经常接触的自然界中选取了八种东西作为说明世界 上其他多种东西的根源。所谓八卦,即用八种符号来表示八种自然现象,而 这八卦是由阳爻(音挑yao)用“-”表示和阴爻用“一”表示,阳爻和阳 爻排列为八卦,再由八卦排列为64卦。八卦分别是三乾、坤、震、 巽(xun)、坎、离、艮、兑等,它们分别表示天、地、雷、风、水、火、山、 泽。由于阴阳的排列23 即可得八卦,同理再由八卦排列为82,即可得64 卦。世界就是在阴阳两种对抗物质势力运动推动下孳生着。 发展着。这是一种十分朴素的万物生成的唯物主义观念。 然而,这两个本来独立发展的、具有唯物主义色彩的物质学说,到后来 经邹衍之手,加以歪曲比附,推演到人事和社会历史上去,使其被蒙上了浓 厚的迷信色彩,走上了唯心主义的玄学途径,失去了作为说明世界的一种初 级认识作用。

②运动观念。

在我国古代,人们把运动理解为一般变化,其中包括产生 和消灭,数量增减和性质变化,以及位置移动。对于位置的移动,《墨经》 中有专门的论述,并对“运动”和“静止”的观念下了定义:经上:“动, 或(域)徙(徙)也。”意思是说,凡物之动,乃其所处的位置的变化。经 说:“动:偏祭(际)徙(徙)者,户枢免瑟。”这里补充说明转动也是运 动;经上:“止,以久也”。“久”即时间,意思是说,静止,是指某物体 在某一时间限以上处于空间中同一位置,即物体在某一位置上停留一段时间, 这就是静止状态。经说:“无久之不止,当牛非马,若夫(矢)过楹。有久 之不止,当马非马,若人过梁。”这里墨家进一步说明静止与运动的关系: 把静止分为“无久之不止”与“有久之不止”两种情形。前者讲的是运动飞 快的物体,使人感觉不到在空间某一位置有停留的时间;后者讲的是运动缓 慢的物体,使人能够感觉到它在空间停留一段时间(静止)。除墨家外,先 秦时期,许多学者都提出过关于运动和静止的辩证命题。如惠施的“日方中 方睨,物方生方死。”公孙龙的“镞矢之疾而有不行不止之时”;“飞鸟之 影未赏动也”。等等。

除去以上列举的力学、光学、声学和物质与运动等四个方面之外,在这 一时代中,我国还有许多其它的物理学方面的成就,例如磁现象和静电现象、气象知识等等,不再一一加以介绍了。

即使从以上的一个很不完整、很不系统的介绍,我们已经可以看到,我 国古代确实有不少很有价值的物理学成就。跟文学、艺术、哲学等其它领域 一样,比之其它文明古国毫无逊色,甚至可以说有过之而无不及。尤其是春 秋战国时代,是我国古代学术上的一个繁荣昌盛的时期,是历史上有名的百 家争鸣时期,也是由奴隶制向封建社会过渡或封建制度逐步确立的时期。在 这样的一个时代,才能产生象墨子那样伟大的思想家和科学家。当然,墨子 或墨家的成就除去由于所处时代的原因之外,还因为他们比较接近生产者, 以及他们有着比较正确的认识论的观点。如“五路”之说,把知识分为“闻 知(间接经验)、说知(理性认识)、亲知(直接经验)”,并且注意名符 其实的认识标准(“名实耦,合也。以名学实,举,拟实也”)。

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