中国古代的热学知识 · 中国古代在声学上的贡献 · 中国古代对电现象的认识 · 中国古代对磁的认识 · 中国古代对力学的研究 · 沉睡了百年的科学猜测 · 用手阻止核爆炸的人 · 科学界的“皇帝新衣”----N射线闹剧 · 基本单位历史沿革 · 单位制沿革 · 物理学大事年表 · 俄罗斯科学250年 更多…… 10月10日 我国古代的热学知识大部分是生活和生产经验的总结至今所知的古籍中对热的研究记载较少，还有待于进一步发掘 火的利用和控制，使人类第一次支配了自然力，使人类文明大大前进了一步，同时，它也是古人对热现象认识的开端我国山西省芮城西侯度旧石器的遗址，说明大约180万年前人类已经开始使用火 对冷热的认识约在公元前2000年，我国已有气温反常的记载，在两周初期，人们开始掌握降温术和高温术据《周礼》记载，当时已设专人司贮冰事，冬季凿冰加以贮藏，到春、夏季用以冷藏食物和保存尸体说明当时已利用天然冰来降温我国冶炼业的发展较早，高温技术也很早被人们掌握江苏省曾出土春秋晚期的一块铁，经科学分析，它是一块生铁，生铁的冶炼温度比熟铁高，需达摄氏千度以上生铁的出土，说明在那时的高温技术已达到一定水平。
温度计还没有发明以前，古人在冶炼金属的实践中，创造了通过观察火候和火色来判别温度高低的方法据《考工记》记载，在铸铜与锡时，随温度的升高，火焰的颜色先后变为暗红色、橙色、黄色、白色、青色，然后才可以浇铸这种方法同样也应用于制陶工业从现代科学分析，不同物质有不同的汽化点，因此从火焰的颜色可以判断所汽化的物质，从而判断温度的高低对同一种物质，随着温度的升高，其颜色也先后有所变化火候”（包括火色）成了我国古代热工艺中一个内容丰富的特有概念 除制陶和冶炼金属之外，我国古代还在农业中采用了控温技术据《汉书·召信巨传》记载，西汉末年，我国己利用冬季栽培蔬菜，其方法是“覆以屋庑，昼夜蕴火，待温气乃生北魏时期，还利用熏烟的方法防止霜冻 对冷热问题，东汉王充还曾从理论上加以探讨，在他的著作《论衡·寒温篇》中写道：“夫近水则寒，近火则温，远之渐微，何则？气之所加，远近有差也他把“气”作为物体之间进行“温”“寒”传递的物质承担者，还指出距离变远，“气”的作用渐小这里已涉及热传递的理论问题，但它只是思辩性的，是我国“元气说”的一种应用 对热是什么这一问题，我国古代也已注意到，南北朝成书的《关尹子》中认为：“外物”的来去是使瓦石一类物体发生寒热温凉之变的原因。
而另一种说法见于据传可能为北齐刘昼著的《刘子·崇学篇》，则从“五行”观念出发，猜想物体寒、热、温、凉的变化是一种“内物”在起作用这种所谓的“外物”或“内物”都是把热设想为一种实体物质，它类似于18世纪“燃素”和“热素”的观念 热胀冷缩是重要的热现象之一，在我国古代对它已有所研究和利用汉代《淮南万毕术》记述了这样一个现象：把盛水铜瓮加热，直到水沸腾时密闭其口，急沉人井中，铜瓮发出雷鸣般响声这现象可能是发热物体在急速冷却时发生了内破裂，破裂声由井内传出，这是一个典型的热胀冷缩现象元代陶宗仪曾亲自作热胀冷缩实验，他把带孔的物体加热以后，使另一个物体进入孔洞，从而这两个物体如“辘轳旋转，无分毫缝罅”他明确指出，这是前一物体“煮之胖胀”的缘故据《华阳国志》记载，李冰父子修建都江堰时，发现用火烧巨石，然后浇水其上，就容易凿开山石这种利用岩石热胀冷缩不均从而易于崩裂的施工经验，在我国历代水利工程中不断为人们采用 对水的物态变化，在我国古代也早有认识，例如对雨和雪形成的探讨，认为是由于“积水上腾”而造成《论衡》中对此有明确的表述：“云雾，雨之微也，夏则为露，冬则为霜，温则为雨，寒则为雪雨露冰凝者，皆由地发，不从天降也。
此文说明露、霜、雨、雪是因为不同的温度由水冻凝而成，它们都是水由地面蒸发而产生的汉代以后的古籍中，对雨、露、雪、霜成因的讨论更多，说明当时对物态变化的知识有了新的认识汉代董仲舒从“气”的观念出发，解释雨、露、雪、霜成因的道理是：水受日光照射，蒸发成水汽，再在不同条件下形成雨、霰、雪等从现在看来，这些分析也基本上是正确的 我国古代，在生产和生活实践中，创制了利用热的各种器具如宋代曾发明一种“省油灯”，在“灯盏一端作小窍，注清冷水于其中”，据说这种灯能“省油几半”现在分析，文中所说加入冷水，目的是降低温度，避免油被灯火加热后急速蒸发，其中包含了对油的汽化和温度的关系的认识；据《淮南子》记载：“取鸡子，去其汁，然（燃）艾火纳空卵中，疾风因举之飞”这是关于“热气球”的最早设想，也是空气受热上升的具体应用五代时期，据说还利用这一原理制成信号灯，所谓“孔明灯”也是应用了这一道理关于走马灯我国古代有较多记载，有的古籍把它称作“马骑灯”、“影灯”宋代《武林旧事》在记述各种元宵彩灯时写道：“若沙戏影灯、马骑人物、旋转如飞……”，这表明当时已利用了冷热空气的对流制造出各种各样的走马灯 在我国古代，很早就出现了对热动力的认识和利用，唐代出现了烟火玩物，“烟火起轮，走绒流星”。
宋代制成了用火药的火箭、火球、火蒺藜明代制成了“火龙出水”的火箭，这些都是利用燃烧时向后喷射产生反作用力使火箭前进的道理，属热动力的应用，它是近代火箭的始祖，被世界所公认 中国古代在声学上的贡献· 中国古代的热学知识 · 中国古代在声学上的贡献 · 中国古代对电现象的认识 · 中国古代对磁的认识 · 中国古代对力学的研究 · 沉睡了百年的科学猜测 · 用手阻止核爆炸的人 · 科学界的“皇帝新衣”----N射线闹剧 · 基本单位历史沿革 · 单位制沿革 · 物理学大事年表 · 俄罗斯科学250年 更多…… 10月10日 在中国古代物理学中，声学的成就可以说是一技独秀，有特别加以记述的必要 （1）乐器制作与乐律理论 中国古代音乐是世界文明中的一个宝库河南舞阳县贾湖村的骨笛，是公元前5000～前6000年新石器时代的遗物，这是迄今发现的世界上最早的乐器西周时期，见于《诗经》记载的乐器就有29种，其中频率固定的打击乐器有鼓、馨、钟、铃、（革兆）（摇鼓）等，调频弹拨乐器有琴、瑟，管类乐器有箫、管、埙、笙等《汉书·律历志》已将当时的乐器品种按质料分为八种：“土曰埙，鲍（木瓜）曰笙，皮日鼓，竹曰管，石日馨，金日钟，木日祝，丝曰瑟。
从众多出土的古乐器中，引人注目的是编馨和编钟编馨是用特殊石头（如玉石）制成的具有若干固定音列的组合馨 1950年在安阳武官村出土的殷代大理石馨，82 厘米×42厘米× 2.5厘米，音色浑厚如铜； 1970年在湖北江陵出土的楚国编馨25 只，其形状已颇为规则，音域达三个八度编钟是由一系列铜制的钟挂在木架上的组合钟1978年在陕西扶风曾出土了西周的青铜编钟，1979年在湖北隋县的战国曾侯乙墓出土了公元前443年的编钟，一套共65件，总重2500余斤，总音域跨五个八度， 12个半音齐全，音色优美，效果极佳，充分显示了我国古代音乐、冶金和乐器制造水平之高超 由于重视“礼、乐、术、数”，我国古代研究乐音数学规律的律学相当发达，《二十四史》有许多律历志的记载最晚到殷商时期已产生了宫、商、角、徵、羽五声，西周编钟已刻有十二律（由于对乐音成组的认识，而产生十二律，其名称为：黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、仲吕、蕤宾、林钟、夷则、南吕、无射和应钟，黄钟为十二律中的第一律）中的一些铭文以黄钟为标准音高之首，逐次按半音降低，就形成了十二律最早的乐律计算法见于《管子·地员篇》中的“三分损益法”，约产生于公元前7～3世纪间，即将主音律的弦（或管）长三等分，取其两份（全管长的2/3，为损一），或增加一份（全管长的4/3，为益一），依次确定十二律中其他各律的方法。
这种以弦长为准的方法，与欧洲当时以频率为准的“五度相生法”是成倒数关系的16世纪末，朱载堉提出了十二平均律的理论和算法十二平均律是我国对音乐声学的重大贡献 （2）声的传播与发声原理的探讨 据北魏郦道元《水经注》卷三十四《江水》记载：陈遵在造江陵金堤（公元512～518）时，曾利用鼓声推算高地的高度，可能是利用鼓声的传播速度推算的这一记载很有意义 对于发声原理，东汉王充在《论衡·论死篇》中先说明人的语言是由于“气括口喉之中，动摇其舌，张合其口”而生的，然后推广到“箫笙之管，犹人之口喉也，手弄其孔，犹人之动舌也”宋代张载（1020～1077）及明代王夫之（1619～1692）进一步形成“形”（物体）与“气”相冲突而发声的观点：“声者，形气相轧而成”可以是“两气”相碰，如“谷响雷声之类”，“两形”相碰，“桴鼓所击之类”，“形轧气，羽扇敲矢（指羽扇生风、飞矢鸣镝）之类……气轧形，人声笙箫之类”（《张子正蒙注》）明宋应星具体考察了声的发生的几种情况：“冲”（“飞矢”），“界”（“跃鞭”），“振”（“弹弦”），“辟”（“裂缯”，即撕丝织品），“合”（鼓掌），“击”（挥椎）他认为发声第一必须有气：“气而后有声”，“气本浑沦之物，分寸之间，亦具生声之理，然而不能自生”；第二必须是“以形破气”，“气之一动”，“急冲急破，其声方起”，例如“击物”就是“气随所持之物而逼及于所击之物有声焉”（《论气·气声》）。
关于声音发生与传播更为深刻的见解是王充和宋应星指出的王充在《论衡·变虚篇》中将鱼“动于水中，振旁侧之水”与人的“操行”（行动）引起“气应而变”加以对比宋应星则明确提出“物之冲气也，如其激水然气与水，同一易动之物以石投水，水面迎石之位，一拳而止，而其文浪以次而开，至纵横寻丈而犹未歇其荡气也亦犹是焉，特微渺而不得闻耳《论气·气声七》）他们明确指出：“气”被“冲”如同“水”被“激”，“荡气”与水的“文浪”相似，可从“一拳”依次“开”至“纵横寻（古8尺）丈”犹未止，只是“荡气”微小到听不见而已，这就是“气声”对声波的发生与传播从物理上分析如此精辟，在我国古代物理学中是很突出的 关于共鸣现象的趣闻，庄子调瑟时发现共振现象，沈括在弦共振时作纸人试验，喷水鱼洗的研究等，文献记载相当丰富 （3）古代建筑中的声学效应 利用声学效应的建筑在我国已发现不少古典籍中关于空穴传声类的记载与建筑有关的也有“地听”、“墙听”（《墨子·备穴篇》）等，用陶瓮口向内砌墙可以隔音，在琴室及戏台下埋大缸可增加混声回响效果著名的北京天坛中的回音壁、三音石与圜丘都巧妙地利用了声的反射效应还有河南郏县蛤蟆音塔，四川潼南县大佛寺的石琴等。
近年来深入研究了山西永济县普救寺莺莺塔的蛙声《西厢记》中“日午当庭塔影圆”，就是指此塔该塔初建于隋唐，现存的塔重修于1564年明嘉靖年间，是一座方形空筒式十三层密檐式砖塔，高36.7米，建于陡坡的高处，周围空旷，整个塔身和塔檐由涂釉青砖建成，这些青砖的声反射系数达0.95～0.98，是声音的良反射体塔身成空筒形，对声波起着谐振腔作用由于十三层塔檐各层砌砖所成曲线的巧妙配合，对来自塔前距离约24米处的击石声产生良好的反射及会聚作用，因而“于地击石，有声如吠蛙”同样，远处的声音通过十三层塔檐反射就会聚在檐前附近，使人耳接收到的声波能量大增五里外的蒲州镇的演唱声，犹如塔内有戏台 我国古代建筑是利用声学效。