中國(guó)有悠久的歷史和燦爛的文化,是世界文明不可或缺的組成部分,為世界文明做出了重要的貢獻(xiàn),這已是世所公認(rèn)的事實(shí)。
科學(xué)技術(shù)是人類文明的重要組成部分,是支撐文明大廈的主要基干,是推動(dòng)文明發(fā)展的重要?jiǎng)恿,古今中外莫不如此。如果說(shuō)中國(guó)古代文明是一棵根深葉茂的參天大樹,中國(guó)古代的科學(xué)技術(shù)便是綴滿枝頭的奇花異果,為中國(guó)古代文明增添斑斕的色彩和濃郁的芳香,又為世界科學(xué)技術(shù)園地增添了盎然生機(jī)。這是自上世紀(jì)末、本世紀(jì)初以來(lái),中外許多學(xué)者用現(xiàn)代科學(xué)方法進(jìn)行認(rèn)真的研究之后,為我們描繪的一幅真切可信的景象。
中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)蘊(yùn)藏在汗牛充棟的典籍之中,凝聚于物化了的、豐富多姿的文物之中,融化在至今仍具有生命力的諸多科學(xué)技術(shù)活動(dòng)之中,需要下一番發(fā)掘、整理、研究的功夫,才能揭示它的博大精深的真實(shí)面貌。為此,中國(guó)學(xué)者已經(jīng)發(fā)表了數(shù)百種專著和萬(wàn)篇以上的論文,從不同學(xué)科領(lǐng)域和審視角度,對(duì)中國(guó)科學(xué)技術(shù)史作了大量的、精到的闡述。國(guó)外學(xué)者亦有佳作問(wèn)世,其中英國(guó)李約瑟(J.Needham)博士窮畢生精力編著的《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》(擬出7卷34冊(cè)),日本藪內(nèi)清教授主編的一套中國(guó)科學(xué)技術(shù)史著作,均為宏篇巨著。關(guān)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)史的研究,已是碩果累累,成為世界矚目的研究領(lǐng)域。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)史的研究,包涵一系列層面:科學(xué)技術(shù)的輝煌成就及其弱點(diǎn);科學(xué)家、發(fā)明家的聰明才智、優(yōu)秀品德及其局限性;科學(xué)技術(shù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與體系特征,科學(xué)思想、科學(xué)方法以及科學(xué)技術(shù)政策、教育與管理的優(yōu)劣成。恢型饪茖W(xué)技術(shù)的接觸、交流與融合;中外科學(xué)技術(shù)的比較;科學(xué)技術(shù)發(fā)生、發(fā)展的歷史過(guò)程,科學(xué)技術(shù)與社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)、思想、文化之間的有機(jī)聯(lián)系和相互作用;科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律性以及經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),等等?傊,要回答下列一些問(wèn)題:中國(guó)古代有過(guò)什么樣的科學(xué)技術(shù)?其價(jià)值、作用與影響如何?又走過(guò)怎樣的發(fā)展道路?在世界科學(xué)技術(shù)史中占有怎樣的地位?為什么會(huì)這樣,以及給我們什么樣的啟示?還要論述中國(guó)科學(xué)技術(shù)的來(lái)龍去脈,前因后果,展示一幅真實(shí)可靠、有血有肉、發(fā)人深思的歷史畫卷。
據(jù)我所知,編著一部系統(tǒng)、完整的中國(guó)科學(xué)技術(shù)史的大型著作,從本世紀(jì)50年代開始,就是中國(guó)科學(xué)技術(shù)史工作者的愿望與努力目標(biāo),但由于各種原因,未能如愿,以致在這一方面顯然落后于國(guó)外同行。不過(guò),中國(guó)學(xué)者對(duì)祖國(guó)科學(xué)技術(shù)史的研究不僅具有極大的熱情與興趣,而且是作為一項(xiàng)事業(yè)與無(wú)可推卸的社會(huì)責(zé)任,代代相承地進(jìn)行著不懈的工作。他們從業(yè)余到專業(yè),從少數(shù)人發(fā)展到數(shù)百人,從分散研究到有組織的活動(dòng),從個(gè)別學(xué)科到科學(xué)技術(shù)的各領(lǐng)域,逐次發(fā)展,日臻成熟,在資料積累、研究準(zhǔn)備、人才培養(yǎng)和隊(duì)伍建設(shè)等方面,奠定了深厚而又廣大的基礎(chǔ)。
本世紀(jì)80年代末,中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所審時(shí)度勢(shì),正式提出了由中國(guó)學(xué)者編著《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》的宏大計(jì)劃,隨即得到眾多中國(guó)著名科學(xué)家的熱情支持和大力推動(dòng),得到中國(guó)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。經(jīng)過(guò)充分的論證和籌劃,1991年這項(xiàng)計(jì)劃被正式列為中國(guó)科學(xué)院“八五”計(jì)劃的重點(diǎn)課題,遂使中國(guó)學(xué)者的宿愿變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),指日可待。作為一名科技工作者,我對(duì)此感到由衷的高興,并能為此盡綿薄之力,感到十分榮幸。
總序
緒論
一 “物理”的古代詞義
二 物理學(xué)的典籍
三 傳統(tǒng)物理學(xué)的特點(diǎn)
第一章 歷史的概述
第一節(jié) 物理學(xué)知識(shí)的萌芽
第二節(jié) 傳統(tǒng)物理學(xué)的發(fā)展
第三節(jié) 傳統(tǒng)物理學(xué)的高度發(fā)展
第四節(jié) 物理學(xué)從傳統(tǒng)走向近代
一 明末清初的傳統(tǒng)物理學(xué)知識(shí)
二 鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)前中西科學(xué)交流以及物理學(xué)知識(shí)的融合
三 鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)之后近代物理學(xué)在中國(guó)的傳播與引進(jìn)
第二章 力學(xué)
第一節(jié) 簡(jiǎn)單機(jī)械及其原理
一 杠桿和天平
二 《墨經(jīng)》論杠桿
三 滑輪和轆轤
四 《墨經(jīng)》論滑輪
五 尖劈與斜面
六 《墨經(jīng)》論斜面
第二節(jié) 重心和平衡
一 《墨經(jīng)》論力的平衡
二 對(duì)重心的認(rèn)識(shí)及運(yùn)用
三 周廟欹器及其在歷代的發(fā)展
四 重心與平衡在建筑中的運(yùn)用
五 不倒翁
六 磐的重心
第三節(jié) 力和運(yùn)動(dòng)
一 《墨經(jīng)》定義力
二 對(duì)幾種力的認(rèn)識(shí)
三 王充論力和一個(gè)力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)力
四 時(shí)空的物理性質(zhì)
五 機(jī)械運(yùn)動(dòng)
六 相對(duì)運(yùn)動(dòng)
七 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng):陀螺與平衡環(huán)
八 力學(xué)的相對(duì)性原理
九 動(dòng)量矩守恒原理的應(yīng)用
十 動(dòng)力學(xué)的思想萌芽
十一 功與能的古代觀念
十二 箭矢飛行及相關(guān)觀念的東西方之差異
第四節(jié) 流體力學(xué)
一 液體的浮力
二 液體的比重及其測(cè)定法
三 液體的表面現(xiàn)象
四 靜水和流水的力學(xué)知識(shí)
五 大氣壓
第五節(jié) 材料力學(xué)
一 對(duì)材料性質(zhì)的認(rèn)識(shí)
二 材料強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)法及其聯(lián)接問(wèn)題
三 彈性變形和彈性定律
四 梁木斷面的高寬比
第六節(jié) 固體
一 固體的比重
二 晶體
三 垛積術(shù)與密堆積概念
第七節(jié) 基本計(jì)量
一 時(shí)間的計(jì)量
二 長(zhǎng)度、容量和質(zhì)量單位
三 單位量值的演變與標(biāo)準(zhǔn)器的制定
四 尋求自然常數(shù)的努力
五 《墨經(jīng)》論度量
第三章 光學(xué)
第一節(jié) 光源
一 熱光源
二 冷光
第二節(jié) 影論
一 圭表和影
二 《墨經(jīng)》論影
三 方以智的“光肥影瘦”說(shuō)
四 影戲
第三節(jié) 像論
一 小孔成像
二 反射鏡成像
三 透鏡成像
第四節(jié) 視覺、顏色和色散
一 視覺與透視
二 顏色與色覺
三 色散
四 衍射
五 濾光及其應(yīng)用
第五節(jié) 大氣光象
一 “小兒辯日”
二 海市蜃樓
三 峨眉寶光
第四章 聲學(xué)
第一節(jié) 導(dǎo)言
一 聲音的古代定義
二 聲學(xué)與文化背景
第二節(jié) 音調(diào)的數(shù)學(xué)計(jì)算
一 樂(lè)律的起源
二 三分損益法和三分損益律
三 三分損益律的發(fā)展
四 純律的應(yīng)用和理論
五 朱載埔及其等程律
六 音高標(biāo)準(zhǔn)器與管口校正
第三節(jié) 聲音的特性、傳播和應(yīng)用
一 聲音的特性
二 聲音的傳播
三 建筑與聲音
四 器物破裂及其內(nèi)雜質(zhì)的聲音鑒定法
五 利用聲響捕魚
六 音樂(lè)與語(yǔ)言機(jī)械的制造
七 噴水魚洗
第四節(jié) 樂(lè)器與聲學(xué)知識(shí)
一 振動(dòng)與聲音
二 弦與管樂(lè)器
三 打擊樂(lè)器
四 編鐘和殼式樂(lè)器
第五節(jié) 共振
一 宋代之前共振現(xiàn)象的記述
二 宋代及其之后演示共振的實(shí)驗(yàn)
三 消除共振
四 地聽器的發(fā)明及其應(yīng)用
第五章 電和磁
第一節(jié) 摩擦起電
一 琥珀與玳瑁
二 毛皮、絲綢和其他
第二節(jié) 雷電
一 對(duì)雷電的一般認(rèn)識(shí)
二 導(dǎo)體與絕緣體概念的濫觴
三 尖端放電和大氣電現(xiàn)象
四 建筑避雷
五 東西方對(duì)電的認(rèn)識(shí)差異
第三節(jié) 磁石及其特性
一 磁石的名稱及其分類
二 磁石特性的發(fā)現(xiàn)
三 人造磁體
四 磁石的應(yīng)用和磁幻術(shù)
第四節(jié) 指南針、磁極性和磁偏角
一 司南的創(chuàng)制
二 指南魚、指南龜和地磁傾角的運(yùn)用
三 指南針的制造和安裝
四 磁體的極性
五 地磁偏角
第五節(jié) 羅盤及其在航海中的應(yīng)用
一 羅盤的起源與發(fā)展
二 航海用指南針與羅盤
第六章 熱學(xué)
第一節(jié) 火、燃燒與冰
一 對(duì)火的認(rèn)識(shí)
二 摩擦生火
三 引火柴與活塞式點(diǎn)火器
四 自燃現(xiàn)象
五 冰
第二節(jié) 熱與溫度
一 熱脹冷縮與物態(tài)變化
二 沸騰過(guò)程
三 熱傳導(dǎo)與熱理論
四 測(cè)溫、測(cè)濕與火候
五 冷凝與對(duì)冰花的觀察
第三節(jié) 熱現(xiàn)象的技術(shù)應(yīng)用
一 熱氣球
二 走馬燈
三 保溫瓶
第七章 近代物理學(xué)知識(shí)在中國(guó)的傳播
第一節(jié) 明末清初西方物理學(xué)知識(shí)的傳入及影響
一 中國(guó)和歐洲的社會(huì)與科技發(fā)展的狀況
二 天主教耶穌會(huì)士來(lái)華與西方物理學(xué)知識(shí)的傳入
三 物理學(xué)知識(shí)集中的幾種書籍
四 力學(xué)與簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)的傳入
五 熱學(xué)與氣象學(xué)知識(shí)的傳入
六 光學(xué)知識(shí)的傳入
七 西方物理學(xué)知識(shí)傳播的影響
第二節(jié) 儀器制造與中西物理學(xué)知識(shí)的融合
一 眼鏡
二 三棱鏡和望遠(yuǎn)鏡
三 崇禎歷局制望遠(yuǎn)鏡
四 薄玨、孫云球和黃履莊
五 計(jì)時(shí)器、鐘表和單擺
六 阿基米德螺旋
七 鄭復(fù)光及其《鏡鏡泠癡》
八 鄒伯奇及其《格術(shù)補(bǔ)》
九 鄒伯奇的玻璃攝影術(shù)
十 鄭光祖和中西宇宙觀的融合
第三節(jié) 晚清西方物理學(xué)知識(shí)的傳入及影響
一 中國(guó)和歐洲的社會(huì)與科學(xué)技術(shù)
二 基督教新教傳教士來(lái)華以及西方人士在華的科學(xué)與教育活動(dòng)
三 物理學(xué)書籍的翻譯
四 物理學(xué)教育
五 晚清時(shí)期傳入的近代物理學(xué)知識(shí)
六 物理學(xué)名詞的翻譯和審訂
七 物理學(xué)知識(shí)傳播的影響以及影響物理學(xué)知識(shí)傳播的因素
第四節(jié) 近代物理學(xué)的發(fā)端
一 《談天·序》和李善蘭的劃時(shí)代宣言
二 廷德耳的《聲學(xué)》、傳統(tǒng)與近代的交流
三 近代物理教學(xué)的肇始
四 “西學(xué)中源”說(shuō)
圖錄 表錄 譜例
參考文獻(xiàn)
主題索引
書名索引
人名索引
后記
總跋