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墨子,及其国际领先的科学贡献

已有 5834 次阅读 2018-5-12 23:32 |个人分类:物理|系统分类:科研笔记

 

    墨子,及其国际领先的科学贡献

 

  墨子,鲁之小邾国人,约生于公元前480年,死于公元前420年。是我国先秦时代的著名政治家,又是技艺高超的,精通机械制造以及建筑的原理和方法,的工程师,研究物理学、伦理学、心理学、政法学、经济学,等等,的科学家。

  主张兼爱、非攻,反对战争,力求和平,曾设计多种守城的防御器械,胜过并阻止公输般设计用以攻城的云梯。

    《墨子》是根据墨子的弟子们的笔记整理而成的。在同样的题目下,有些篇有上、中、下三篇,例如《尚贤》、《尚同》、《兼爱》、《非攻》、《节用》、《节葬》、《天志》、《明鬼》、《非乐》、《非命》等原来都有上、中、下三篇,现在有的已不完全,缺了七篇。

    《经上》、《经下》、《经说上》、《经说下》、《大取》、《小取》这六篇 (当时称为《墨经》)中包括了中国最早的关于几何学、光学、力学以及一般物理学方面的知识,伦理、心理学、政法、经济学、建筑等内容,其中包含了素朴的唯物主义的认识论和相当完整的逻辑学,是对先秦时代科学成就的重要记录

    《墨经》中有8条论述了几何光学知识,它阐述了,多束光成影、小孔成像平面镜凹面镜凸面镜成像,还说明了焦距和物体成像的关系,等原理、规律,这些比古希腊欧几里德(约公元前330~275)的光学记载早百余年。在力学方面的论说也是古代力学的代表作。对力的定义、杠杆、滑轮、轮轴、斜面及物体沉浮、平衡和重心都有论述。而且这些论述大都来自实践。

 

《墨经》中记载: “圆,一中同长也。,其中的一中指的是圆心,同长指的是圆上任意一点到圆心的距离相等,都等于半径, 已确切的定义了“圆”的基本特性。,

 

《墨经》光学8条,小孔成像平面镜凹面镜凸面镜成像,等的研究论述,反映了春秋战国时期我国物理学的重大成就:

 

《经下》

原文:二临鉴而立,景到,多而若少,说在寡区。

译文:二人,临镜而站,影子相反,若大若小。原因在于镜面弯曲。

原文:鉴位,景一小而易,一大而正,说在中之外内。

译文:镜子立起,影子小则是镜位斜,影子大则是镜位正中,是所谓以镜位正中为准,分内外的原理。

原文:鉴团景一。

译文:无论镜子大小,影只有一个。

原文:景不徙,说在改为。

译文:影子不移,是所谓没改变的结果。

原文:住景二,说在重。

译文:一止而二影,是所谓重复用镜的结果。

原文:景到,在午有端与景长,说在端。

译文:影子颠倒,在光线相交下,焦点与影子造成,是所谓焦点的原理。

原文:景迎日,说在抟。

译文:影子在人与太阳之间,是所谓反照的结果。

原文:景之小、大,说在地(一说柂,倾斜之意)正、远近。

译文:影子的大小,是所谓光线所照地方的远近而造成的原理。

 

《经说下》

原文:景,光至,景亡;若在,尽古息。

译文:影,光线照到的,影子就不存在,如果光线存在,永远不会产生影子。

原文:景,二光夹一光,一光者景也。

译文:影,两光线夹一光线,一光体形成影子。

原文:景,光之人煦若射。下者之人也高,高者之人也下。足敝下光,故景障内也。

译文: 影,光线照人,如果反射,其直若矢。射到下面就反射到高处,射到高处就反射到下面,因成倒影。足遮住下面的光,反射出来成影在上;头遮住上面的光,反射出来成影在下。在物的远处或近处有一小孔,物体为光的直线所射,反映于壁上,故影倒立于屏内。

原文:景,日之光反烛人,则景在日与人之间。

译文:影,日光反射照人,那么影在日与人的中间,

原文:景,木柂,景短大。木正,景长小。大小于木,则景大于木。非独小也,远近。

译文:影,木杆斜,影短而大。木杆正,影长而小。光体小于木杆,那么影大于木杆。不仅因此而影子大小,光体的远近也会形成这样的情况。

原文:临,正鉴,景寡、貌能、白黑,远近柂正,异于光。鉴、景当俱就,远近去尒当俱,俱用北。鉴者之臭无数,而必过正。故同体处其体俱,然鉴分。

译文:临,平面镜只显示单影,影的形态、白墨、远近、斜正,都是由于光线反射到镜中。两平镜相接成正角时,显出三个影子,其中一影是二影合在一处的复影。两平镜角度或大或小,亦有复影。复影是一影在另一影的背面。物体反射到镜中,没有不成影的。物体反射到镜中成影,所成影又反射另一镜中成影,必须使两平镜倾斜成一定角度,;两镜反射同一部分,而复影形成。两镜分开。

原文:鉴,中之内,鉴者近中,则所鉴大,景亦大;远中,则所鉴小,景亦小。而必正,起于中,缘正而长其直也。中之外,鉴者近中,则所鉴大,景亦大;远中,则所鉴小,景亦小。而必易,合于中,而长其直也。

译文:鉴,在焦点内,光体远焦点,那么所照光线多,物像也大;近焦点,那么所照光线少,物像也少,而必定为正方体。光体起于焦点,则平行正轴的光线反射向镜后引长,当成极长的共扼点,而像远离镜后。在弧心外,光体近弧心,那么所照光线多,物像也大。远弧心,那么所照光线少,物像也少。然像为物的倒形。光体聚于弧心,则平行正轴的光线反射,当成极长的共轭点,而像与光体相等而倒置。

原文:鉴,鉴者近,则所鉴大,景亦大;其远,所鉴小,景亦小。而必正。景过正,故招。

译文:鉴,物体靠近镜面,那么物体的光线占镜的面积大,所成影亦大;物体距镜面远,物体的光线占镜的面积小,那么所照物小。然而影是正形。成正形是因为迎面射物的缘故。

 

《墨经》中对小孔成像的全面具体纪录、分析:

 

景到,在午有端,与景长,说在端。

景,光之人,煦若射,下者之人也高;高者之人也下,足蔽下光,故成景于上;首蔽上光,故成景于下,在远近有端,与于光,故景库内也。

 

这里的古文通”,即倒立的意思,指两束光线正中交叉的意思.在古汉语中有终极微点,的意思.“

在午有端指光线的交叉点,即针孔;

物体的投影之所以会出现倒像,是因为光线为直线传播,在针孔的地方,不同方向射来的光束互相交叉而形成倒影;

指针孔的位置与投影大小的关系而言;

光之人,煦若射是一句很形象的比喻,即照射,照射在人身上的光线,,就像射箭一样;

下者之人也高;高者之人也下是说:

照射在人上部的光线,则成像于下部,而照射在人下部的光线,则成像于上部,于是,直立的人通过针孔成像,投影便成为倒立的;

指暗盒内部;

远近有端,与于光,指出:物体反射的光与影像的大小同针孔距离的关系,物距越远,像越小;物距越近,像越大。

 

    但须注意:这里所说的“光”都是指的“光束”,实际上,应是我们现在了解的,在同处发出的多类,大量同种“频率”光子统计的“最可几分布函数”,即相应的“波函数”的组合,而不是个别的“光子”。

只是由于光子是电中性的,有运动质量但很小,而速度又很大,在通常有限的空间范围内,只有远程的不大的引力,各“光子”,及其各“波函数”就都完全可以近似为直线运动。

(但是,对于光子或光束在星际间时空大范围的非惯性牵引运动,就会显现,频率的红移和运动方向的偏折,就不是直线运动。)

特别要弄清楚:利用“量子纠缠”的“量子保密通讯”就完全不同于“光的直线运动”,是只能存在于各类大量同种“频率”光子统计的“最可几分布函数”,即相应的“波函数”的组合,亦即相应的光束之间,而决不能存在于各个别的“光子”之间!

认为:“光的直线运动”启发了“量子保密通讯”,就是对“量子纠缠”错误理解的结果,应予纠正!




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