物理學

秦漢時期的物理知識有著豐富的內容，在力(li)學(xue)(xue)、熱學(xue)(xue)、聲學(xue)(xue)、光學(xue)(xue)、電和磁等(deng)方面，同(tong)先秦時期相比，都(dou)有不少新的成果。

力學知識

關于力(li)的(de)性質和作用的(de)認識繼(ji)春(chun)秋(qiu)戰國時(shi)期墨家學派對力(li)進行定(ding)義（“力(li)，刑之所以奮”）之后，秦漢時(shi)期對力(li)的(de)認識又有(you)發展。

在西漢劉安（前179—前122）組織編(bian)寫的《淮(huai)南子》、《淮(huai)南萬畢術》和東漢王(wang)充（27—約79）所著的《論(lun)衡》等(deng)著作中有(you)許多精(jing)彩的論(lun)述。歸納(na)起(qi)來(lai)約有(you)以下(xia)幾點：

物體內力(li)不能(neng)使物體自身發生運動：“力(li)重(zhong)不能(neng)自稱，須人(ren)乃舉古之多力(li)者，身能(neng)負荷(he)千鈞，手能(neng)決(jue)角伸鉤(gou)，使之自舉，不能(neng)離地。”這是關于物體的內力(li)不能(neng)使物體自身產生運動的最(zui)早(zao)表述。

外力(li)(li)(li)的(de)(de)作(zuo)用因物(wu)體(ti)(ti)重(zhong)(zhong)量的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)而(er)不(bu)(bu)同(tong)：“湍瀨之(zhi)(zhi)(zhi)流，沙(sha)石(shi)轉(zhuan)而(er)大石(shi)不(bu)(bu)移。何者(zhe)？大石(shi)重(zhong)(zhong)而(er)沙(sha)石(shi)輕也金鐵在地(di)，焱(yan)風不(bu)(bu)能(neng)動(dong)；毛芥在其(qi)間(jian)，飛揚千里。”物(wu)體(ti)(ti)形狀影響了物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)運動(dong)：“圓物(wu)投(tou)之(zhi)(zhi)(zhi)于地(di)，東西南北，無(wu)之(zhi)(zhi)(zhi)不(bu)(bu)可(ke)(ke)，策(ce)杖(zhang)叩動(dong)，才(cai)微(wei)輒停；方(fang)物(wu)集地(di)，一投(tou)而(er)止(zhi)，及(ji)其(qi)移徒，須人動(dong)舉。”移動(dong)物(wu)體(ti)(ti)所需之(zhi)(zhi)(zhi)力(li)(li)(li)比舉起物(wu)體(ti)(ti)所需之(zhi)(zhi)(zhi)力(li)(li)(li)少：“夫舉重(zhong)(zhong)鼎者(zhe)，力(li)(li)(li)少而(er)不(bu)(bu)能(neng)勝也；及(ji)至其(qi)移徙之(zhi)(zhi)(zhi)，不(bu)(bu)待其(qi)多力(li)(li)(li)者(zhe)。”就(jiu)是(shi)說，移動(dong)物(wu)體(ti)(ti)要比舉起該物(wu)用力(li)(li)(li)少。這(zhe)是(shi)從(cong)日常生(sheng)活經(jing)驗中(zhong)就(jiu)可(ke)(ke)得知的(de)(de)，但(dan)已隱含(han)著(zhu)(zhu)對移動(dong)摩擦阻力(li)(li)(li)問(wen)題(ti)的(de)(de)認識。此同(tong)先秦著(zhu)(zhu)作(zuo)《考工記》中(zhong)所提到的(de)(de)車輪(lun)著(zhu)(zhu)地(di)須“微(wei)至”，以減(jian)少滾動(dong)摩擦阻力(li)(li)(li)的(de)(de)認識相類似(si)。

有(you)(you)鋒刃(ren)(ren)(ren)的(de)器具也(ye)須外(wai)力(li)作用才能(neng)產生(sheng)運動：“鑿所(suo)(suo)以入(ru)木者(zhe)(zhe)，槌叩之(zhi)也(ye)；鍤所(suo)(suo)以能(neng)撅地者(zhe)(zhe)，跖蹈之(zhi)也(ye)。諸有(you)(you)鋒刃(ren)(ren)(ren)之(zhi)器，所(suo)(suo)以能(neng)斷割(ge)削者(zhe)(zhe)，手能(neng)把持之(zhi)也(ye)，力(li)能(neng)推引之(zhi)也(ye)。”如果沒(mei)有(you)(you)外(wai)力(li)，利(li)器也(ye)不(bu)能(neng)發揮作用：“干將之(zhi)刃(ren)(ren)(ren)，人不(bu)推頓(dun)，苽瓠(hu)不(bu)能(neng)傷；苽瓠(hu)之(zhi)箭，機不(bu)動發，魯(lu)縞(gao)不(bu)能(neng)穿。”截面積對壓(ya)力(li)有(you)(you)直接影(ying)響，截面積越大，壓(ya)力(li)越小：“針錐所(suo)(suo)穿，無(wu)不(bu)暢達；使(shi)針錐末方，穿物無(wu)一(yi)分(fen)之(zhi)深矣(yi)。”關于“勢”的(de)概念

在先秦著作《孫(sun)子(zi)(zi)?勢(shi)(shi)(shi)(shi)篇》中提出了“勢(shi)(shi)(shi)(shi)”的(de)(de)概念，此(ci)概念包含(han)了物理學中的(de)(de)動能(neng)和勢(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)。如“激水(shui)之(zhi)(zhi)(zhi)疾，至于(yu)(yu)漂(piao)石者(zhe)(zhe)，勢(shi)(shi)(shi)(shi)也(ye)(ye)(ye)”，指的(de)(de)是動能(neng)；“轉(zhuan)圓石于(yu)(yu)千仞之(zhi)(zhi)(zhi)山者(zhe)(zhe)，勢(shi)(shi)(shi)(shi)也(ye)(ye)(ye)”，指的(de)(de)是勢(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)；“勢(shi)(shi)(shi)(shi)如彍弩，節如發(fa)機”，指的(de)(de)是彈性(xing)勢(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)。至秦漢時期對(dui)于(yu)(yu)“勢(shi)(shi)(shi)(shi)”的(de)(de)概念亦多有(you)(you)論述。如“夫舟浮于(yu)(yu)水(shui)，車轉(zhuan)于(yu)(yu)陸，此(ci)勢(shi)(shi)(shi)(shi)之(zhi)(zhi)(zhi)自然也(ye)(ye)(ye)。”“夫七尺(chi)之(zhi)(zhi)(zhi)橈，而制船之(zhi)(zhi)(zhi)左右者(zhe)(zhe)，以水(shui)為資。天子(zi)(zi)發(fa)號，令行禁止，以眾為勢(shi)(shi)(shi)(shi)也(ye)(ye)(ye)。”“是故(gu)得勢(shi)(shi)(shi)(shi)之(zhi)(zhi)(zhi)利者(zhe)(zhe)，所持(chi)(chi)甚(shen)(shen)小(xiao)，其(qi)存甚(shen)(shen)大(da)(da)；所約甚(shen)(shen)守，所制甚(shen)(shen)廣。是故(gu)十圍之(zhi)(zhi)(zhi)木，持(chi)(chi)千鈞(jun)之(zhi)(zhi)(zhi)屋；五(wu)寸(cun)(cun)之(zhi)(zhi)(zhi)鍵(jian)，制開闔之(zhi)(zhi)(zhi)門。豈其(qi)材之(zhi)(zhi)(zhi)巨(ju)小(xiao)足哉，所居要也(ye)(ye)(ye)。”十圍之(zhi)(zhi)(zhi)木與(yu)五(wu)寸(cun)(cun)之(zhi)(zhi)(zhi)鍵(jian)，巨(ju)小(xiao)懸殊，但因五(wu)寸(cun)(cun)之(zhi)(zhi)(zhi)鍵(jian)居于(yu)(yu)要處，故(gu)其(qi)用甚(shen)(shen)大(da)(da)。對(dui)于(yu)(yu)弓矢(shi)之(zhi)(zhi)(zhi)勢(shi)(shi)(shi)(shi)，視遠近而有(you)(you)別：“矢(shi)之(zhi)(zhi)(zhi)于(yu)(yu)十步，貫兕甲；及其(qi)極(ji)，不能(neng)入(ru)魯縞。”注云：“言勢(shi)(shi)(shi)(shi)有(you)(you)極(ji)。”就是說，矢(shi)至最大(da)(da)射程時，動能(neng)為零(ling)（勢(shi)(shi)(shi)(shi)有(you)(you)極(ji)），雖薄如魯縞，亦無(wu)力穿(chuan)入(ru)。

 對(dui)(dui)浮(fu)(fu)力的認(ren)(ren)識和利用對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)浮(fu)(fu)力：遠古時(shi)代已有舟(zhou)楫(ji)，因而(er)(er)對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)浮(fu)(fu)力早有所認(ren)(ren)識。秦漢時(shi)期造(zao)船業具有一定規模，水(shui)(shui)(shui)浮(fu)(fu)力在(zai)實踐中(zhong)得到(dao)廣泛的利用。如“抱壺(hu)而(er)(er)渡水(shui)(shui)(shui)”，“鴻毛之(zhi)(zhi)囊(nang)，可以渡江(jiang)。”也就是說(shuo)，空壺(hu)和裝(zhuang)滿鴻毛的皮囊(nang)，可以助人渡江(jiang)。這可看成是后世(shi)救生圈、救生衣的濫觴。人們還從竹和金(jin)屬相(xiang)比(bi)較角度對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)浮(fu)(fu)力進行探討：“長竹之(zhi)(zhi)性浮(fu)(fu)，殘以為牒(die)，束而(er)(er)投之(zhi)(zhi)水(shui)(shui)(shui)則沉，失其體也；金(jin)之(zhi)(zhi)性沉，托之(zhi)(zhi)于舟(zhou)上則浮(fu)(fu)，勢有所支(zhi)也。”

秦漢時(shi)期對空氣(qi)浮(fu)(fu)力也有(you)一(yi)定的認(ren)識。相傳帝舜(shun)(shun)(shun)曾借助于(yu)空氣(qi)浮(fu)(fu)力而(er)免于(yu)死難。因舜(shun)(shun)(shun)父瞽(gu)叟(sou)偏愛后妻子，常欲殺舜(shun)(shun)(shun)。有(you)一(yi)次(ci)，瞽(gu)叟(sou)讓舜(shun)(shun)(shun)上糧倉（廩）修(xiu)頂，“瞽(gu)叟(sou)從下(xia)縱火焚廩。舜(shun)(shun)(shun)乃以(yi)兩笠自扦而(er)下(xia)，去，得不死。”王莽(mang)(mang)時(shi)為抗(kang)擊匈(xiong)(xiong)奴(nu)，特招募“有(you)奇(qi)技術可(ke)以(yi)攻匈(xiong)(xiong)奴(nu)者，或言能飛(fei)，一(yi)日(ri)千里，可(ke)窺匈(xiong)(xiong)奴(nu)。莽(mang)(mang)輒試(shi)(shi)之，取大(da)鳥翮為兩翼，頭(tou)與身皆著毛，通引環紐，飛(fei)數百步(bu)墜。”這(zhe)是人類第一(yi)次(ci)仿生滑翔飛(fei)行的大(da)膽嘗試(shi)(shi)。

對于表面張力的認識

秦漢時期，人們(men)已注(zhu)意觀察液體(ti)(ti)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)，記載(zai)了一種屬于液體(ti)(ti)表(biao)(biao)面(mian)(mian)強力的(de)(de)現象(xiang)。《淮(huai)南萬畢術》云：“首澤浮(fu)(fu)針。”高誘注(zhu)：“取頭(tou)中垢以涂針，塞(sai)其孔，置(zhi)水(shui)(shui)即(ji)浮(fu)(fu)。”因頭(tou)垢有油(you)脂，涂在針表(biao)(biao)面(mian)(mian)，并塞(sai)其孔，鐘與水(shui)(shui)便不浸潤，當(dang)針足夠輕的(de)(de)時候，由于水(shui)(shui)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力的(de)(de)作用，便能使針浮(fu)(fu)于水(shui)(shui)面(mian)(mian)。這是關于表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力的(de)(de)最早記載(zai)。其后晉葛洪說：“頭(tou)垢猶(you)足以使金鐵浮(fu)(fu)水(shui)(shui)，況妙于茲(zi)乎？”即(ji)是指(zhi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力現象(xiang)。

對大氣壓力的利用

有(you)關(guan)利用大氣壓力的(de)具體例子突出表(biao)現在制造(zao)虹吸(xi)(xi)管上。東漢靈帝中(zhong)平年間(jian)（公元184—189年），掖庭令畢嵐曾作“翻車(che)”、“渴烏”，李賢云(yun)：“翻車(che)，設機車(che)以(yi)引水；渴烏，為曲筒，以(yi)氣引水上也(ye)。”渴烏就是利用大氣壓力而(er)制成的(de)虹吸(xi)(xi)管。此種虹吸(xi)(xi)管自漢代以(yi)后，歷代都有(you)制造(zao)。

關于(yu)運動(dong)問(wen)題(ti)，漢(han)代有(you)一段非常(chang)精彩的(de)論述：“地恒(heng)動(dong)不止，人不知，譬如人在大舟(zhou)中，閉牖而坐，舟(zhou)行，不覺也。”這段話(hua)清(qing)楚地表明(ming)了地動(dong)思(si)(si)想和運動(dong)相(xiang)對(dui)性思(si)(si)想，是十分可(ke)貴的(de)。可(ke)惜的(de)是，這兩種(zhong)重要思(si)(si)想未受到后世應有(you)的(de)重視。