中小学生课堂故事博览星光灿烂铸经典.PDF

“力”字探源 众所周知，力学中出现频率最高的是 “力”字。古人对于力作用现象的 粗浅观察，大多是文字记载的。文字是人类用来记录和传达语言的书写符号， 其实文字也是人类认识自然和改造自然的最好见证。 在揣摩、研究 “力”字的过程中，我国一位专攻中国古代物理学史的学 者，通过搜集各方面资料，从甲骨文中获得了一项发现。 原来，甲骨文的 “力”字写作乂，表示像耒（lěi音磊，古代的一种农 具，形状像木叉）那样的尖状起土农具。将一根削成尖状的木棒插入土中， 把泥土翻起，这种劳动需要人的体力。甲骨文的 “男”字写作“ ”，意思 是用力耕田。 因此，这位学者认为，甲骨文的 “力”字，可以看作是我国古代人认识 力的最早见证，当然这里记载的是体力。而 “男”字的造型，反映了当时像 耕耘、种植这样的体力劳动是男子的职责。由此可见， “力”字至少出现在 公元前13世纪。 与文字记载探源有关的便是古籍的发掘。要在浩如烟海的古籍中进行发 掘也不是一件易事。但经过许多学者的研究，一致认为 《墨经》是我国最早 的一部物理学的古典文献，其中包含许多有关力学的文字。 墨家的创始人是墨翟，又称墨子，既是著名的思想家、哲学家，又是古 代一位少有的对物理知识有重要贡献的人物。墨子一生勤于钻研，热心于对 自然的研究，最喜欢 “摹万物之然”，于是在他的著作 《墨经》中，对发现 力的事实又作了进一步的记载。 《墨经》载：“力，刑之所以奋也。”这里的“刑”同“形”，指物体。 “奋”的原意是鸟张大翅膀从田野里飞起。而要指出的是， “奋”字在古籍 中有多方面的含义，像由静而动，动到愈速，由下上升等都可以用“奋”字。 所以上述记载的意思是：力是使物体由静而动、动而愈速或由下而上的原因。 《墨经》这一条“说”还指出：“力：重之谓。下，舆。重奋也。”这 是对力的进一步阐述。 虽然一个物体在力的作用下会改变运动的状态 （包括由静而动），但力 是不容易被人看见的，所以往往要通过物体的“重”（即重量）来表现。“谓” 指表达，因有重量的报告，才知力的多少强弱。 在墨家看来， “力”和“重”是相当的。我国古代一直把重量的单位如 “钧”、“石”等作为力的量度单位，从一个侧面说明了这一点。再有，以 前人们把 “力学”称“重学”也源出于此。 “舆”有举之意，“下，舆。重奋也。”意即物体的下落或上举，凡物 有重量可表达的，都是运动的力。 墨家的这条文字符合当时认识水平：人们知道状态的改变需要什么，他 们不仅看到鸟从田野奋飞而起的神态，也亲身体验到从下往上把重物举起的 过程所必须付出的代价。这条文字也没有超越时代的局限：先秦时期显然没 有加速度概念，更不可能将加速度和力联系在一起，人们只能从“奋”、“下”、 “舆”这些动作或状态改变中，从“重之谓”有关物体重量的报告中，去寻 找力的原因。 当然，墨家上述力的定义限于当时的历史条件，表达还不那么精确。但 是远在2000多年以前，以墨翟为首的墨家能从实际的细致观察中，给出力的 这种意味深长，比较正确的定义，确是难能可贵的。应该说是达到了当时认 识自然的一个高峰，是一项相当了不起的发现。 自然界中的四种基本力 力——一个笔划简单的单词。人们通常把它理解为一个物体对另一个物 体的作用，它是人们最熟悉的一个物理概念。但是人们可曾想到，它乃是自 然界中最大的一个难解之谜。毫不夸张地说，就是最权威的物理学家，也没 有本领把自然力中的任何一种说得一清二楚。人类开始科学地、系统地认识 自然力，已经有三百多年的历史了。人们在认识自然力的征途上的每一项重 大突破，都会在科学上爆发一场重大革命，给人类的物质文明和精神文明带 来深远的、不可估量的影响。 如果我们把宇宙比作一座时钟，那么自然力就是驱动这座时钟运转的发 条，推动着宇宙的演化和发展。那么，下面就让我们从大家最熟悉的一种自 然力——引力说起吧！ 引力 开普勒的贡献 哥白尼的太阳中心说，是 16世纪科学史上最伟大的成就。近代科学革 命，正是以此为开端的。不过，这场革命开始时，规模还是很小的，而且不 时地遭到中世纪反动教会势力野蛮的袭击。直到17世纪，自然科学还不过是 一颗刚出土的嫩芽。