明末时期资本主义萌芽已经显著,当时社会经厉着进步的变革,“是一个需要巨人而且产生了巨人-在思维能力、热情和性格方面,在多才多艺和学识渊博方面的巨人的时代”。(《自然辩证法》序言)《物理小识》的作者方以智就是代表着这个时代里的我国一位杰出的科学先驱。
方以智(1611-1671年),字密之,安徽枞阳人。他所著的《物理小识》全书分天、历、风雷雨阳、地、占候、人身、医药、饮食、衣服、金石、器用、草木、鸟一兽、鬼神方术、异事十五类,是我国古代专门论述自然科学方面的百科全书式的著作;这部书提出了研究科学的思想和方法,搜集研究了我国古代科学方面的重要成就,也是我国古代学者有关倡导科学方面的一部启蒙著作。
《物理小识》的自序作于1 6 43年(《尔雅》:“太岁在癸日昭阳”,“太岁在未日协洽”,自序里说作序时“岁在昭阳协洽”,就是明末癸未年即1643年),《物理小识》是在1634年前后编写的(清康熙甲辰年即1664年出版的《物理小识》重刻本序言里说《物理小识》是方以智在三十年前“有闻随录”编写而成的)。值得提出的是,《物理小识》的编写时间和伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系》这一西欧科学巨著的出版时间(1632年)差不多同时;而在牛顿(1642一1727年)出生后刚过一年,方以智已经在为《物理小识》写自序。
我国这样早的时期就有了这样一部科学要著,真是值得引以自豪的I 《物理小识》这部著作具有如下的几个显著特点:一、确立唯物主义思想方以智是一个唯物主义哲学家,在《物理小识》里处处体现出他在自然科学方面的唯物主义思想。他说:“盈天地间,皆物也”,“器,固物也;心,亦物也”(自序),“物之则,即天之则,即心之则也”(卷二占候类),“舍物,则理亦无所得矣”(总论)。
他认为世界是物质的,思维的器官也是物质的;物质运动的法则就是宇宙运动的法则,也就是思维运动的法则,真理就是在事物之中,而不是在事物之外。这就是物质是第一性的观点。
他又说:“物有其故”,“推而至于不可知,转以可知者摄之”。(自序)他认为事物都有它们的所以然,不可知的东西能够从可知的东西里反映出来。
这就是客观世界是可以认识的观点。方以智在《物理小识》里就是运用这种唯物主义观点来阐述许多问题的。
例如他说:“史载雨粟。……此他处吹来者。
,,(卷二风雷雨阳类)“黄河之忽清,或以为有神物澄之,其实乃地之清泉喷出而清也。”(卷二地类)“
尝见纪载河冻有鱼龙花草形,……类以为样异。……风霜雾露之后,微风飘漾,往往成纹耳。
……既有形象,必有所肖,何足怪乎!”(卷二风雷雨阳类)这里他指出了:天上掉下的谷子是风从别处吹来的;黄河忽然变清了并不是象有些人所想象的由于什么神的力量,而是由于地下澄清的泉水喷进去了的缘故;水面冻结成鱼龙花草种种图形,通常都认为是一种吉样的征兆,其实这些图形是由于刚刚在霜冻结冰时受着空气流动影响所生出的条纹形成的,既然形成图象就必然和某些东西有些相似仿佛,又值得怎样去大惊小怪呢!这些都说明了:世界上没有什么神秘不可理解的东西,一切现象都可以从事物本身当中找到确切的解释。二、倡导科学实验方法方以智在我国科学发展史上的卓越贡献就是他所倡导的科学实验方法。
他说:“物有其故,实考究之,大而元会,小而草木蠢蠕,类其性情,征其好恶,推其常变,是曰质测。”(自序)他的儿子方中通说:“所言或无征,或试之不验,此贵质测,征其确然者耳。
”(编录缘起)这就是说,事物都有它们的所以然,大而至于悠久的宇宙,小而至于每个微小的植物动物,我们从实际去加以考察,了解它们的固有特性和各种表现以及变和不变的种种规律,这就叫“质测”;所讲和所做的是否确实,只有通过“质测”来加以检验。这里讲的“质测”,就是意味着通过观察和实验这种科学实验方法所建立起来的科学。
在我国科学发展史上,方以智算是从唯物主义认识论的观点明确提出“质测之学”(’王夫之说:“密翁及其公子为质测之学”。《搔首问》)也就是倡导应用科学实验方法研究科学的第一人。
方以智注意随时随地对各种事物进行观察。他经常到生产实际当中去参观了解。
“取铅之处,人多受其毒,或成黄肿,本草言铅无毒,何耶”(卷七金石类),通过实践他明确到《本草》这本书里说铅无毒是错误的。他对锡曾经做过仔细的观察,他说:“庆远、贺县、永州、兴宁出锡,有马蹄锡、娱蛤锡、门限锡,作片有声如铜,折之则响。
若以青布炼之作器,用久则起橘皮文,嘉兴黄锡是也”。(卷七金石类)这里所讲的“折之则响”和“起橘皮文”,就是他所发现的“锡鸣”和“锡疫”现象。
这些现象能够从近代的金属结构的观点来加以解释。(锡片弯曲时嚓嚓发声是由于晶体间的相互摩擦,通常的白锡在温度较低时容易发生相变成为粉末状的灰锡而形成橘皮纹。
)他做过很多实验。例如他曾经做过的小孔造象的实验是非常生动的。
“屋漏小罐,日影如盘。尝以纸征之,刺一小孔,使日尝见纪载河冻有鱼龙花草形,……类以为样异。……风霜雾露之后,微风飘漾,往往成纹耳。
……既有形象,必有所肖,何足怪乎!”(卷二风雷雨阳类)这里他指出了:天上掉下的谷子是风从别处吹来的;黄河忽然变清了并不是象有些人所想象的由于什么神的力量,而是由于地下澄清的泉水喷进去了的缘故;水面冻结成鱼龙花草种种图形,通常都认为是一种吉样的征兆,其实这些图形是由于刚刚在霜冻结冰时受着空气流动影响所生出的条纹形成的,既然形成图象就必然和某些东西有些相似仿佛,又值得怎样去大惊小怪呢!这些都说明了:世界上没有什么神秘不可理解的东西,一切现象都可以从事物本身当中找到确切的解释。二、倡导科学实验方法方以智在我国科学发展史上的卓越贡献就是他所倡导的科学实验方法。
他说:“物有其故,实考究之,大而元会,小而草木蠢蠕,类其性情,征其好恶,推其常变,是曰质测。”(自序)他的儿子方中通说:“所言或无征,或试之不验,此贵质测,征其确然者耳。
”(编录缘起)这就是说,事物都有它们的所以然,大而至于悠久的宇宙,小而至于每个微小的植物动物,我们从实际去加以考察,了解它们的固有特性和各种表现以及变和不变的种种规律,这就叫“质测”;所讲和所做的是否确实,只有通过“质测”来加以检验。这里讲的“质测”,就是意味着通过观察和实验这种科学实验方法所建立起来的科学。
在我国科学发展史上,方以智算是从唯物主义认识论的观点明确提出“质测之学”(’王夫之说:“密翁及其公子为质测之学”。《搔首问》)也就是倡导应用科学实验方法研究科学的第一人。
方以智注意随时随地对各种事物进行观察。他经常到生产实际当中去参观了解。
“取铅之处,人多受其毒,或成黄肿,本草言铅无毒,何耶”(卷七金石类),通过实践他明确到《本草》这本书里说铅无毒是错误的。他对锡曾经做过仔细的观察,他说:“庆远、贺县、永州、兴宁出锡,有马蹄锡、娱蛤锡、门限锡,作片有声如铜,折之则响。
若以青布炼之作器,用久则起橘皮文,嘉兴黄锡是也”。(卷七金石类)这里所讲的“折之则响”和“起橘皮文”,就是他所发现的“锡鸣”和“锡疫”现象。
这些现象能够从近代的金属结构的观点来加以解释。(锡片弯曲时嚓嚓发声是由于晶体间的相互摩擦,通常的白锡在温度较低时容易发生相变成为粉末状的灰锡而形成橘皮纹。
)他做过很多实验。例如他曾经做过的小孔造象的实验是非常生动的。
“屋漏小罐,日影如盘。尝以纸征之,刺一小孔,使日
穿照一石,适如其分也;手渐移而高,光渐大于石矣;刺四五穴,就地照之,四五各为光影也;手渐移而高,光合为一,而四五穴之影,不可复得矣。”(卷一历类)通过增大纸上所穿一个小孔或几个小孔到象(“日影”)的距离,则象即不断增大而几个小孔所生的象即合在一起。
经过上面这样的反复实验,小孔成象的大小随着象和小孔间距离的加大而加大,就是非常明确的了。从上面所讲的来看,在倡导重视科学实验的先驱者中,在明末我国资本主义萌芽时期的方以智,和在西欧开始进入资本主义时期的伽利略,正可以相互媲美!三、批判地吸收西欧科学知识明末时期欧洲传教士陆续来到我国,带来了一些科学知识,对我国当时科学的发展,起了一些积极的影响,方以智在《物理小识》总论里曾说过可以“借远西为郊子”(韩愈《师说》:“孔子师郑子”),即以西欧为师向他们学习一些东西。
但是他在自序里又说西欧传来的科学还是非常不完备的(“彼之质测,犹未备也”)。方以智能够对西欧传来的科学,加以推进发展。
他在《物理小识》卷一历类里说: “西国近以望远镜测太白,则有时晦,有时光满,有时为上下弦。计太白附日,而行远时,仅得象限之半,与月异理。
因悟时在日上,故光满而体微,时在日下,则’晦,在旁,故为上下弦也。”通过望远镜观测金星(“太白”)的运动变化情况,他发现金星隔太阳最远时只有半象限的视角,并且金星在光满时看起来体积变小了;由于这种运动情况的不对称性(对于地球上的观察者讲的),他认识到金星的运动“与月异理”,金星不象月球那样在绕地运动而是在绕日运动了。
(注意当时西欧传教士所讲的还是地心说而不是日心说!)方以智是采取一种批判的态度去学习西欧传来的科学知识的。他曾经和利玛窦展开过一次大辩论,揭露利玛窦讲过的有些话是错误的。
《物理小识》卷一历类里说:“利玛窦日:地周九万里,径二万八千六百六十六里零三十六丈,日径大于地一百六十五倍又八分之三,距地心一千六百零五万五千六百九十余里”。方以智从两方面对他讲的这些话加以驳斥。
首先,从利玛窦讲的来迸行计算研究,州安地球全径二万八千六百三十六里九分里之四,而日径大于地百六十五倍八分倍之三,则口径当四百七十三万五千七百五十二里九分里之五也。其日离地中则一千六百余万里,视日径且三倍有余矣。
但日去地中一百余万里,倍之则日天之径也。以径七则围二十二之法求之,日天之周当一万万里有奇,其三百六十之度,每度二十七万余里。
西法又谓每半度为日之全径,然则日全径仅十三万余里耳,何得百六十余倍于地耶?”计算的结果导致出太阳中心到地球中心的距离是太阳直径的三倍多一些,并且导致出西欧有关太阳直径大小有了两种数据,彼此不相一致。其次,就太阳的热效应来考虑,“则日火所冲·如以寸火离三寸之空,而以掌当其焰,蝠何如耶?”太阳的火焰照射到离它的距离只有它的直径三倍处的地球上,岂不是要烫坏人了吗?我们现在容易发现利玛窦所讲的数据,有的是错误的,太阳直径是一百三十九万零六百公里,是地球直径的一百零九点一倍,地球和太阳的平均距离是一万万四千九百五十万公里,太阳到地球的距是太阳直径的一百多倍而不是三倍多一些I四、辛勤地发掘我国占代科学成就《物理小识》一书搜集了很多我国古代科学成就,是有关我国科学史方面的一部内容极为丰富的珍贵资料。
方以智编写这部书是异常辛勤的,“每有所闻,分条别记”;“而更精求其故,积变以考之”(编录缘起),即对所搜集的资料深深考究它们的所以然,并从客观事物的演变中加以反复的检验。从这部著作里,每每可以看到作者对于科学能够有所发现有所发明有所创造有所前进的卓越贡献和思想光辉。
下面只就《物理小识》里有关物理学方面的一些问题来谈谈。力学方面:卷二地类里提到宋代赵与时著的《宾退录》里关于论述“地动”的记载。
《宾退录》里说:“古今论天体者,言人人殊,然夭主动,地主静,未有谓地动者也。惟《考灵暇》日:‘地有四游。
冬至,地上北而西三万里;夏至,地下南而东三万里;春、秋,二分其中矣。地恒动不止,譬如人在舟而坐,舟行而人不觉’,其语独异。
”关于论证“地动”问题,西汉末年《尚书纬·考灵耀》和哥白尼都引用了“乘船的譬喻”,但是在时间上我国比西欧要早一千多年。大家都知道伽利略研究一个封闭的船舱内所发生的力学现象时,曾经得出这样的结论:只要船的运动是匀速前进,在这里你在一切现象中观察不出丝毫的改变,你也不能够根据任何现象来判断船究竟是在运动还是在停止着。
这一原理就叫做“力学相对性原理”。我们应该注意到论证地动的“乘船的譬喻”其实就是“力学相对性原理”的一种思想胚胎。
关于天体运行的左旋右旋问题,我国古代存在着长期争论。明朝的开国皇帝朱元璋是一个天文爱好者,《明史》历志里说他认为“天左旋,七政右旋”,这就是说,假若人面向北方进行观察,天上的星座向左旋转,而日、月、五星(金、木、水、火、土)则向右旋转。
他还说过他曾经根据一个每半度为日之全径,然则日全径仅十三万余里耳,何得百六十余倍于地耶?”计算的结果导致出太阳中心到地球中心的距离是太阳直径的三倍多一些,并且导致出西欧有关太阳直径大小有了两种数据,彼此不相一致。其次,就太阳的热效应来考虑,“则日火所冲·如以寸火离三寸之空,而以掌当其焰,蝠何如耶?”太阳的火焰照射到离它的距离只有它的直径三倍处的地球上,岂不是要烫坏人了吗?我们现在容易发现利玛窦所讲的数据,有的是错误的,太阳直径是一百三十九万零六百公里,是地球直径的一百零九点一倍,地球和太阳的平均距离是一万万四千九百五十万公里,太阳到地球的距是太阳直径的一百多倍而不是三倍多一些I四、辛勤地发掘我国占代科学成就《物理小识》一书搜集了很多我国古代科学成就,是有关我国科学史方面的一部内容极为丰富的珍贵资料。
方以智编写这部书是异常辛勤的,“每有所闻,分条别记”;“而更精求其故,积变以考之”(编录缘起),即对所搜集的资料深深考究它们的所以然,并从客观事物的演变中加以反复的检验。从这部著作里,每每可以看到作者对于科学能够有所发现有所发明有所创造有所前进的卓越贡献和思想光辉。
下面只就《物理小识》里有关物理学方面的一些问题来谈谈。力学方面:卷二地类里提到宋代赵与时著的《宾退录》里关于论述“地动”的记载。
《宾退录》里说:“古今论天体者,言人人殊,然夭主动,地主静,未有谓地动者也。惟《考灵暇》日:‘地有四游。
冬至,地上北而西三万里;夏至,地下南而东三万里;春、秋,二分其中矣。地恒动不止,譬如人在舟而坐,舟行而人不觉’,其语独异。
”关于论证“地动”问题,西汉末年《尚书纬·考灵耀》和哥白尼都引用了“乘船的譬喻”,但是在时间上我国比西欧要早一千多年。大家都知道伽利略研究一个封闭的船舱内所发生的力学现象时,曾经得出这样的结论:只要船的运动是匀速前进,在这里你在一切现象中观察不出丝毫的改变,你也不能够根据任何现象来判断船究竟是在运动还是在停止着。
这一原理就叫做“力学相对性原理”。我们应该注意到论证地动的“乘船的譬喻”其实就是“力学相对性原理”的一种思想胚胎。
关于天体运行的左旋右旋问题,我国古代存在着长期争论。明朝的开国皇帝朱元璋是一个天文爱好者,《明史》历志里说他认为“天左旋,七政右旋”,这就是说,假若人面向北方进行观察,天上的星座向左旋转,而日、月、五星(金、木、水、火、土)则向右旋转。
他还说过他曾经根据一个
星座里的星来观察月亮的运行,看到月亮原在那颗星的西边很远,一夜过后月.亮就移到它的东边去了,因而断言月亮是向右旋转的(清孙承泽《春明梦余录》有详细记载)。《物理小识》卷一历类里说:“高皇举一星以视月,月渐远于星。
然同行而一疾一徐,谓徐者右行,疾者左行,此亦说之可合而不遂决者也。”方以智在这里考虑到:假若两个物体一道向前运动,一快一慢,说慢的对于快的是向右运动,快的对于慢的是向左运动,这样讲法是合理的,虽然这并不是作为一种绝对的决断。
在这里他已经建立起了关于相对运动和相对速度的明确观点了。卷八器用类里论述了很多力学机械。
在“起重法”里说:“以刚铁作忿丝旋旋,入铁方基中,既成二物,牡牡相合,左旋则入,右旋则出。乃以承重物,先左旋则缩之,后右旋而伸之,其渐长处实之以楔,如此屡加则起矣。
凡引重用一辘轿省力一倍;以筒筒圆末,入滑汁其中,以绳卷筒上,其力更省。”这里谈到了螺旋起重机和辘护的机械构造和使用方法。
在“转水法”里说:“其来处何高,则所激之高可与之比;或故使之瀑下,就以筒承瀑,则水激而上出,上既出,则流通而不止矣,如今过山龙之出酒也。然水器宜精密,勿使泄气,初引以气吸之,器大则以火生气而抽发之。
昔汉灵帝作番车渴兔。注云:渴兔为曲筒,以气吸引上也。
则汉时中国,已知此法矣。池墉中用筒激水,亦可高数丈而出之;或下用激轮,此须制具。
如东坡所云蜀井用竹筒抽汲之法,凡井皆可为也。灌田急宜讲此。
”这里谈到了水在曲管中上下流动时,速度和高度(位置)是互相转化的,并且在转化过程中的“位头”(“所激之高”)和原来的‘“位头”大致相同,这已经体现出了一些流体力学的基本概念和基本原理了。从这里我们也可以知道象虹吸管和抽水卿筒压力卿筒在我国很早就已经创造发明,虹吸管在东汉末年就己经采用。
.19.声学方面:卷一天类里说:“窍激为声,皆气也”,“木无窍、而相击,亦鼓空中之清气也”,他知道声音有的是从物体的窍穴里的空气激发起来的,有的是没有窍穴物体的本身激动空气所产生的。卷一天类“声异”一条里说:“太姥有空谷传声处,每呼一名,凡七声和之。
老父以问坛石熊公,公日:峡石七曲也。”这里方以智记载了他的前辈所解释的声音经过许多岩石表面所形成的多次反射现象。
又说:“《遁斋闲览》言:欧公过高唐释,闻空中人畜声。父老云:二十年前曾昼过,此谓之海市”,“愚尝江上喃出三山峡,即闻鲁港少乌兹之人声。
风顺夜静,则山头闻百里,不为奇矣”。像这些“海市”“山头闻百里”的现象,都是声的折射现象。
这是由于白天里声波的射线由温度较高的上空(由于那里大气强烈吸收紫外线)折向地面,或当傍晚地面冷却和顺风时声波的射线也会向下弯曲折向地面所形成的。关于声的共振现象,卷一夭类里提到:“《梦溪笔谈》日:友有琵琶,以管色奏双调则琵琶有声应之,……二十八调,但有声同者即应”。
方以智接着就介绍了一种观察频率相同发生共振的实验方法:“如定三弦子为梅花调,以小纸每弦帖之,旁吹笛中梅花调一字,此弦之纸亦动”。方以智最后提到了“曹师夔堆磐不应钟”的故事也是关系到声的共振的道理的。
我国唐朝《刘宾客嘉话录》里记载的这个故事的确是很生动的:洛阳一个和尚住的房子里的磐经常自己响起来,和尚惊忧成了病。他的朋友曹师夔听说后去看望他。
这时正好听到寺院里敲钟,磐也响起来了。曹师夔对和尚说,明天你设宴招待我,我可以为你除掉心里的忧虑。
第二天和尚请他吃过饭,曹师夔从怀里取出锉子把磐锉了几处,从此磐就不再发响,因而和尚的病也就好了。从这个故事里可以看出:原来的磐和钟的固有频率相同发生共振,磐经锉过后固有频率改变因而就不能发生共振了。
热学方面:方以智称赞我国早在汉初董仲舒就有过关于雨和雹的形成的精辟论述,卷二风雷雨阳里说:“元光元年七月,雹。董仲舒答鲍敞日:雹,阴胁阳也。
……二气初蒸,攒聚相合,风多合速,雨大而疏,风多合迟,雨细而密;寒月则t雨凝于上体,因风相袭成雪;寒有高下,阴气暴上,雨则凝结成雹焉。”这就是说,冷(阴)暖(阳)两种气流相互挤压会合,当风使云滴合并得快则形成的雨滴就大而疏,风使云滴合并得慢则形成的雨滴就小而密;冬天上空凝结的雨滴由于冷气流的侵袭就形成雪,雨滴由于强烈的上升气流带到上空就冻结而形成雹。
这种阐述基本上是和近代关于大气物理的科学理论相符合的。卷二风雷雨阳类里的“雨征”一条的内容是我国古代关于夭气预报的许多经验总结。
一类是看天做预报的:如“月晕风,日晕雨。东鳖晴,西盆雨”(堂该候,俗称虹为赏),“鱼鳞不雨亦风颠,冬斑却是护霜天”。
这些天气谚语直到今天还是普遍在应用。一类是看物做预报的:如“媛蜻之属,仓皇飞鹜,雨征也。
穴处之虫,群出于外,雨征也”,“熊公日:灶突发烟,平远望之,亭亭直上,晴之候也;蜿蜒而起,如欲__L而不得者,雨征也。盖云将成雨,空中气行,皆成湿性,烟为湿凝,不得上升,故至宛曲。
将雨础润，头闻百里,不为奇矣”。像这些“海市”“山头闻百里”的现象,都是声的折射现象。
这是由于白天里声波的射线由温度较高的上空(由于那里大气强烈吸收紫外线)折向地面,或当傍晚地面冷却和顺风时声波的射线也会向下弯曲折向地面所形成的。关于声的共振现象,卷一夭类里提到:“《梦溪笔谈》日:友有琵琶,以管色奏双调则琵琶有声应之,……二十八调,但有声同者即应”。
方以智接着就介绍了一种观察频率相同发生共振的实验方法:“如定三弦子为梅花调,以小纸每弦帖之,旁吹笛中梅花调一字,此弦之纸亦动”。方以智最后提到了“曹师夔堆磐不应钟”的故事也是关系到声的共振的道理的。
我国唐朝《刘宾客嘉话录》里记载的这个故事的确是很生动的:洛阳一个和尚住的房子里的磐经常自己响起来,和尚惊忧成了病。他的朋友曹师夔听说后去看望他。
这时正好听到寺院里敲钟,磐也响起来了。曹师夔对和尚说,明天你设宴招待我,我可以为你除掉心里的忧虑。
第二天和尚请他吃过饭,曹师夔从怀里取出锉子把磐锉了几处,从此磐就不再发响,因而和尚的病也就好了。从这个故事里可以看出:原来的磐和钟的固有频率相同发生共振,磐经锉过后固有频率改变因而就不能发生共振了。
热学方面:方以智称赞我国早在汉初董仲舒就有过关于雨和雹的形成的精辟论述,卷二风雷雨阳里说:“元光元年七月,雹。董仲舒答鲍敞日:雹,阴胁阳也。
……二气初蒸,攒聚相合,风多合速,雨大而疏,风多合迟,雨细而密;寒月则t雨凝于上体,因风相袭成雪;寒有高下,阴气暴上,雨则凝结成雹焉。”这就是说,冷(阴)暖(阳)两种气流相互挤压会合,当风使云滴合并得快则形成的雨滴就大而疏,风使云滴合并得慢则形成的雨滴就小而密;冬天上空凝结的雨滴由于冷气流的侵袭就形成雪,雨滴由于强烈的上升气流带到上空就冻结而形成雹。
这种阐述基本上是和近代关于大气物理的科学理论相符合的。卷二风雷雨阳类里的“雨征”一条的内容是我国古代关于夭气预报的许多经验总结。
一类是看天做预报的:如“月晕风,日晕雨。东鳖晴,西盆雨”(堂该候,俗称虹为赏),“鱼鳞不雨亦风颠,冬斑却是护霜天”。
这些天气谚语直到今天还是普遍在应用。一类是看物做预报的:如“媛蜻之属,仓皇飞鹜,雨征也。
穴处之虫,群出于外,雨征也”,“熊公日:灶突发烟,平远望之,亭亭直上,晴之候也;蜿蜒而起,如欲__L而不得者,雨征也。盖云将成雨,空中气行,皆成湿性,烟为湿凝,不得上升,故至宛曲。
将雨础润
将雨灯爆,理可同观”。方以智的老师熊坛石关于下雨征兆的一些阐述,的确是非常精辟的。
卷二地类里记载有“作冰法”:“陈眉公言:以水晶煮水,入井得冰”,方以智说:“凡瓶水煮之极沸即坠入井底,则六月亦能成冰”,方以智的学生揭暄说:“故六月之晨,煮水百沸入瓶中锢闭之,急入井底,午起而出则冰矣,阳死也”(卷二历类里三际条备注)。可知我国明末已经知道利用低压沸腾发生冷却的原理进行人工制冰的方法了。
光学方面:卷八器用类里摘录有沈括在《梦溪笔谈》里关于凹面镜(“阳隧”)的如下实验记载:“阳隧面洼,向日照之,光皆聚向内;离镜一二寸,光聚为一点,大如麻寂,著物则火发”,“以一指迫而照之,则正;渐远,则无所见;过此遂倒”。沈括并指出, “则无所见处”就是指头放在焦点不能成象时的情况。
卷二风雷雨阳类里又记载有关于凸透镜聚光的实验情况:“《尔雅》:‘艾冰台’。郭注邢疏,未尝言取火之事。
陆农师乃引《博物志》云:‘削冰令圆,举而向日,以艾承其影,则得火,故名冰台’……若以烧料作火圆珠,以纸艾等承其后,即可得火”。从上面所讲的可以知道我国很早的古代就已经用冰制成凸透镜来取火,方法是异常巧妙的。
关于光的色散等现象,卷八器用类里概括了当时的观测结果:“凡宝石面凸,则光成一条;有数棱,则必有一面五色,如娥眉放光石,六面也,水晶压纸,三面也,烧料三面水晶,亦五色。峡日射飞泉,成五色。
人于回墙间向日喷水,亦成五色”。从这段叙述里我们知道方以智当时已经广泛观察了色散作用衍射作用等现象了。
在这里值得提一下:当时西欧有人来过我国,极端称赞我国能有那样高贵美好的棱镜来观察色散现象;而牛顿曾说过,为了进行色散实验,在1666年,他只能依靠自己去摩制三棱镜。我国古代制造的“透光镜”是名驰中外的,看起来好象是透光而实际是不透光的。
沈括的《梦溪笔谈》里说:“世有透光鉴,鉴背有铭文,凡二十字,……以鉴承日光,则背文及二十字皆透在屋壁上,了了分明。人有原其理,以为铸时薄处先冷,唯背文上差厚,后冷而铜缩多。
文虽在背,而鉴面隐然有迹,所以于光中现”。卷八器用类“镜背纹”一条里说:“世有日中见镜背盘龙,入室则隐者,……人不解其故,以为异宝;此假作者,先以精铜少剂铸镜,凿龙或花其背,复榕倍锡之铜剂填之,磨使平,又以铅盖其面;日中照之,则龙文尽出。
博物如沈存中,犹讶透光之奇,吾衍始明之”。根据最近的研究,上海博物馆所收藏的西汉透光古镜,是按宋朝沈括所诉的那种方法制成的;这种镜子在铸造时的冷却过程中,由于镜背图案的厚薄不同,厚的地方冷得慢,收缩得多,使镜面凹陷下去,因而在反射光线后就造成较亮的光点;薄的地方冷得快,收缩得少,使镜面凸出起来因而在反射光线后就造成较暗的光点;因此在日光照到镜面反射后就显出了镜背的图文。至于《物理小识》所叙述的那种镜子所现出的“镜背纹”,是由于镜背面底下各处是由两种结构组织不同的铜质所形成的,因而镜背面各处对光的反射率就强弱不同,因此在日光照射下就显出了明暗差异的反射图象了。
方以智所称赞的元朝音衍所阐述的那种制镜方法可能就是后人仿制西汉古镜曾经采用的一种方法。磁学方面:沈括在《梦溪笔谈》里提到磁针“然常微偏东,不全南也”。
卷八器用类“指南说”条里说:“存中云:此处指南,必偏丙位。舶商言:大秦西海偏丁位”。
因而明末那时从远洋航行已经知道磁偏角是随地位的变化而变化的,有的地方偏东,有的地方又偏西。在我国朱朝《武经总要》里就记载有利用地球磁场使钢针磁化的方法。
卷八器用类“指南说”条的备注里引用了滕辑的一句话:“铁条长而均者,悬之亦指南”,这更是关于地球磁场磁化铁质的一条最明确的记载。卷十二的“磁吸引术”一条里谈到了磁铁的两种特殊应用。
“木马自走,纸人自舞”是“一处用铁浆,一处用磁吸也”,这是一种在技一艺方面的应用。“今治气聋者,衔铁而裹磁置耳;气上冲者,服磁而以铁汁涂脐”,这是一种在医疗方面的应用。
电学方面:我国很早的古代就发现了“唬泊拾芥”(郭璞《山海经图赞》)的带电现象。卷七金石类“拍类”里说:“广中以油煮蜜蜡为金拍,吸管草易”。
这样看来,“金拍,就是我国在明末用“油煮蜜蜡”自制的可以表演带电实验的人造琉泊了。沈括《梦溪笔谈》里载有“李舜举家为暴雷所震。
……雷火自窗间出,……其漆器银扣者,银悉熔流在地,漆器曾不焦灼。有一宝刀,极坚钢就刀室中熔为汁,而室亦俨然”。
卷二风雷雨阳类里说:“存中曰:雷火熔宝剑而鞘不断。庄绰守南雄,大雷破树,而福惠寺普贤像亦裂。
狮子金饰与象面悉消释,而其佘采色如故。”从这些叙述里可以知道我国自宋代以后已经认识到了根据电效应可以分成两类不同物质:像金、银、钢铁之类的金属物质电能通过并能使它们熔化;像木质、油漆之类约物质电就不能通过因而对它们不能直接发生影响。
最后从两个方面谈谈有关明清之际科学的发生和发展问题。方以智学问渊博,对哲学、科学、文学、艺术、医学各方面都有所造冶,由于他生长在我国资本主义萌芽时期靠近工商业比较发达的长江中下游流域,促使他成为我国一位伟大的科学家,编写出了象《物理小识》这样一部在我国科学史上继往开来的要著。他也以自己能“合内外,贯一多”(自序)而感到自豪。
方以智在科学方面的成就受到了他的老师王宣(号虚舟)和他的父亲方孔昭这些前辈很大的影响。方中通说:“王虚舟先生作《物理所》,崇祯辛未,老父为梓之,自此每有所闻,分条别记”。
(编录缘起)方以智曾在1631年印行了王宣著的《物理所》,他自己也就从而随时搜集资料编成了《物理小识》。方孔昭说:“气之为质,固可见也,充一切虚,贯一切实,更何疑焉”(卷一“气论”条),王宣说:“天地,一物也;心,一物也”(总一论),方以智正是继承了他们这种朴素的唯物主义宇宙观的。
方以智的科学成就又给予了他的学生揭暄(字子宣,江西广昌人)和他的儿子方中通这些后辈以很大的影响。揭暄方中通对“质测之学”极有造诣,《物理小识》里刊载了他们很多精辟的备注。
《物理小识》的字里提到:“子宣独于物理有深入处,醉心此书’,可见揭喧讨于《物理小识》是非常爱好的。卷一“气论”条的备注里载有揭暄的一段话:“婴瓶絮水,闭其一孔,水自不入,气塞中也。
倒而悬之,水亦不出,气未入也。万解之石,不能压一气球,必气出尽而后合;千人挽舟,中流莫进,风吹之则飘飘然。
……可见气之为气,属无形而有形,若无力而有力”。看他从空气占有空间和可以用力推动物体做功来论证这种看不见的气体物质的存在,根据是多么真实确凿。
}也还谈到了空气可以传声,他说:“如风声、水声、人声、鸟声、诸乐作声,一时异响杂奏,历历伦类,不相蒙掩”。这几乎是我们所熟知的各种声波可以在同一介质中独立地传播这个声波迭加原理的明确阐述了。
方中通为他父亲的著作《物理小识》进行分类编录,并加了许多很好的备注说明。我们摘引卷八“阳隧倒影”条的备注里所载万中通的一段话来看看:“水能摄物入其中,物近水,影在水面,物远水,影在水底,故池中树木人物,悉皆倒影”。
他从物和象(“影”)对于水面的对称性来阐释水内产生“倒影”(即倒象)的道理,论证是多么明确而精辟啊。从上面所讲的来看,以方以智为旗手的以及在他前后相互继承影响包括王宣、方孔昭、揭暄、方中通等一群人,实际上就形成了明末清初以安徽桐城为活动中心的在我国科学发展史上卓有声誉和影响的一个“质测之学
哲学、科学、文学、艺术、医学各方面都有所造冶,由于他生长在我国资本主义萌芽时期靠近工商业比较发达的长江中下游流域,促使他成为我国一位伟大的科学家,编写出了象《物理小识》这样一部在我国科学史上继往开来的要著。他也以自己能“合内外,贯一多”(自序)而感到自豪。
方以智在科学方面的成就受到了他的老师王宣(号虚舟)和他的父亲方孔昭这些前辈很大的影响。方中通说:“王虚舟先生作《物理所》,崇祯辛未,老父为梓之,自此每有所闻,分条别记”。
(编录缘起)方以智曾在1631年印行了王宣著的《物理所》,他自己也就从而随时搜集资料编成了《物理小识》。方孔昭说:“气之为质,固可见也,充一切虚,贯一切实,更何疑焉”(卷一“气论”条),王宣说:“天地,一物也;心,一物也”(总一论),方以智正是继承了他们这种朴素的唯物主义宇宙观的。
方以智的科学成就又给予了他的学生揭暄(字子宣,江西广昌人)和他的儿子方中通这些后辈以很大的影响。揭暄方中通对“质测之学”极有造诣,《物理小识》里刊载了他们很多精辟的备注。
《物理小识》的字里提到:“子宣独于物理有深入处,醉心此书’,可见揭喧讨于《物理小识》是非常爱好的。卷一“气论”条的备注里载有揭暄的一段话:“婴瓶絮水,闭其一孔,水自不入,气塞中也。
倒而悬之,水亦不出,气未入也。万解之石,不能压一气球,必气出尽而后合;千人挽舟,中流莫进,风吹之则飘飘然。
……可见气之为气,属无形而有形,若无力而有力”。看他从空气占有空间和可以用力推动物体做功来论证这种看不见的气体物质的存在,根据是多么真实确凿。
}也还谈到了空气可以传声,他说:“如风声、水声、人声、鸟声、诸乐作声,一时异响杂奏,历历伦类,不相蒙掩”。这几乎是我们所熟知的各种声波可以在同一介质中独立地传播这个声波迭加原理的明确阐述了。
方中通为他父亲的著作《物理小识》进行分类编录,并加了许多很好的备注说明。我们摘引卷八“阳隧倒影”条的备注里所载万中通的一段话来看看:“水能摄物入其中,物近水,影在水面,物远水,影在水底,故池中树木人物,悉皆倒影”。
他从物和象(“影”)对于水面的对称性来阐释水内产生“倒影”(即倒象)的道理,论证是多么明确而精辟啊。从上面所讲的来看,以方以智为旗手的以及在他前后相互继承影响包括王宣、方孔昭、揭暄、方中通等一群人,实际上就形成了明末清初以安徽桐城为活动中心的在我国科学发展史上卓有声誉和影响的一个“质测之学的重要学派。科学的发生和发展是要受制约于社会制度的。
为什么方以智及其同时代的许多卓越人物对于科学作了划时代的倡导和开拓,而科学终于在明末以后没有在我国迅速发展起来呢?我们可以从《物理小识》的一些记载里找到它的解释。卷八里说:“凡运重石,先立称杆,以木作架,架立衡轮,下复以轮转之,随所置而审之,其省力多,今泛树牌坊造桥皆如是也。
智癸亥随老父在都,见运皇极殿碌高阔以丈,特筑黄土于御道,以众绳牵之,不用下轮者,内司利于糜费也”,卷七里说:“道未公为余言之,崇祯庚辰,进《坤舆格致》一书,言采矿分五金事,工省而利多,壬午,倪公鸿宝为大司农亦议之,而政府不从”,卷五里说:“崇贞庚辰黄公石斋解公石帆、叶公润山被杖。……壬午则熊公鱼山、姜公卿墅复以直言拜杖矣。
……贞佑中,高琪柄国,士夫被答辱。医家以酒下地龙散,投以蜡丸,则受杖失痛。
范中歌日:嚼蜡谁知味最长,一杯卯酒地龙香,年来纸价长安贵,不重新诗重药方。偶书及此,为之一叹”。
从明朝末年起,我国封建社会日益趋于腐朽没落,封建统治者特别因循保守,挥霍浪费。象当时己有的类似桅杆起重机那样起重机械和己知的很多新的冶炼方法,统治阶级总是拒绝采用。
对于那些倡导建议提高社会劳动生产力推动社会科学技术向前发展的仗义直言的先进代表人物,统治阶级总是予以阻挠打击,甚至每每对他们滥施淫威,加以杖击来进行摧残迫害石当时很多人在严刑拷打之前不得不去购置“地龙散”加“蜡丸”和着酒服下好使“受杖失痛”,可见那时的反动统治是多么暴行逆施麻木不仁了。在这样一种落后倒退的封建统治晚期社会里,新兴的科学只会停滞萎缩起来,不能获得较好的发展。
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稿件来源： 枞阳在线
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编辑： 蒋骁飞
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