物理学

　　齐文化中，物理学知识是相当丰富的。《考工记·国有六职》中说：“凡察车之道，欲其朴属而微至。不朴属，无以为完久也；不微至，无以为戚速也。”“微至”，即轮地接触面积小；“戚速”，即转动快。意即，如果轮地接触面积大，转速就慢；反之，则转速快。正符合滚动摩擦力与接触面积成正比的原理。继之又说到：“轮已祟，则人不能登也；轮已庳，则于马终古登*也。”根据理论力学中的滚动摩擦理论，滚动时的摩擦力与轮子的半径成反比。拉小轮车所需的力大于拉大轮车所需的力，所以马就十分费力，好比常处于爬坡状态一样。《考工记·车人为车》节中说：“行泽者欲短毂，行山者欲长毂。短毂则利，长毂则安。”我们知道，车在泥泞的泽地上行走时，车轮与地面的摩擦力较大，采用短毂可以减少轴与轮毂的接触面和摩擦力，有利于灵活地转动，即“短毂则利”，车在崎岖不平的山地上行走时，容易颠簸，车体是通过轴和毂再靠轮子支撑的，长毂的支撑面较大，能加大它的稳定性，即“长毂则安”。这些经验的总结是符合力学原理的。　　《考工记·轮人》中说：“揉辐必齐，平沈必均。”意即：车轮制成后，放入水中测量它们的浮沉程度是否一致。只有浮沉程度一致，各条车辐的质量才算均匀。又说：“水之以*其平沈之均也。”意即，轮子主要部分做成后，放入水中测量，如果选材或制作不当，重心偏离轮子的几何中心，置于水面上重力与浮力平衡时，轮面必与水面斜交。”假如车轮浮露水面的部分是均匀的，说明车轮各部分的质量分布对称均匀，符合技术要求。这里利用的是浮力学知识。　　《考工记·矢人》中说：“夹其（箭干）阴阳，以设其比（箭括）；夹其比，以设其羽；参分羽，以设其刃。则虽有疾风，亦弗之能惮矣。”意即：根据测定的箭干阴面和阳面，来装置箭干末端的“比”；按照“比”的装置情况，在周围装配羽毛；根据装配羽毛长度的1／3来装配有锋刃的箭头。若此，发射时即使遇到大风，箭仍然稳定地向前飞行。箭羽大概是最早发明的负反馈控制设置之一。“按照空气动力学知识，不难说明箭羽的负反馈作用。当箭飞速前进时，如因侧风干扰，使头部偏向左方（或右方）；箭矢由于惯性，仍沿原先的方向前进，于是迎面而来的空气阻力有了垂直于箭羽的分力，此分力反过来使箭羽向左（或向右），箭镞随之向右（或向左）转，抵消了侧风对方向性的影响。这是说垂直的箭羽有横向稳定的作用。垂直箭羽与水平箭羽的配合，使箭能够保持良好的方向性、准确地飞向目标。”（闻人军《考工记导读》巴蜀书社1987年版43—44页）。有关空气动力学的知识在《考工记》中有多处记载。　　《考工记·*人》中说：“马力既竭，*犹能一取焉。”意即：马不再施力于车，但车还能向前跑一段路。这是关于惯性现象的最早记录。　　《考工记·凫氏》中说：“薄厚之所震动，清浊之所由出，侈*之所由兴，有说。钟已厚则石，已落则播，侈则柞，*则郁，长甬则震。”意即：钟的厚薄，关系到声音的震动。这是钟声清浊的由来；这也和钟口的宽狭有关。钟太厚则声音大而向外（柞）；钟口狭则声音不舒扬（郁）、柄（甬）太长则震动太大（震）。　　闻人军同志曾用物理声学的方法证明《凫氏》节对编钟特性的分析符合现代声学原理。（《考工记导读》巴蜀书社1987年版53页）同节还说：“钟大而短，则其声疾而短闻；钟小而长，则其声舒而远闻。”《*人》节也说：“鼓大而短，则其声疾而短闻；鼓小而长，则其声舒而远闻。”杜石然等认为：“这些从长期制作乐器的过程中总结出来的声学问题的定性描述，远远超出了为乐器规定某种尺寸等的技术规范的意义，它已经为人们较自觉地对钟鼓的形状或厚薄作适当调整，使之达到预想的要求，提供了理论上的依据”（《中国科学技术史稿》）上册，科学出版社1982年版，113页）。　  《管子·地员》载：“凡将起五音凡首，先主一而三之，四开以合九九，以是生黄钟小素之首，以成宫。三分而益之以一，为早有八，为征。不无有三分而去其乘，适足，以是生商。有三分，而复于其所，以是成羽。有三分，去其乘，适足，以是成角”。这里讲的声学法则叫做三分损益法，是我国最早的乐律计算法。三分损益法是以一条被定为基音的弦（或管）的长度为准，把它三等分，然后再去一分，或加一分，就有了不同的长度，由此产生不同的振动频率而形成不同的音高。依此类推直到在弦（或管）上得出此基音略高一倍或略低一倍的音为止（《中国科学技术史稿》下册158—159页）。这是相当科学的。