lwlsn的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/lwlsn

博文

《论浮体》与《奇器图说》的对比(3)

已有 606 次阅读 2024-12-4 14:26 |系统分类:生活其它

通过前面两文由《坤舆万国全图》等看《几何原本》、《奇器图说》作者归属(1)”和“浮力发现的归属(2)”,笔者认同《几何原本》、《奇器图说》、《同文算指》西方传教士和西方科技无关,同时认同浮力内涵的发现权是中华民族的。下面为了说明浮力内涵的发现权是中华民族的,在青华道人一篇“阿基米德《论浮体》是对王徵《奇器图说》重力学内容的转抄!”基础上,整理出以下文字,以坐实浮力理论是华夏的科技成就。

青華道人一篇“阿基米德《论浮体》是对王徵《奇器图说》重力学内容的转抄!”考证说:“明末王徵编著《奇器图说》它的格式遵循了《墨经》的著录格式。雷一东先生在其著作《墨经校解》中说:《墨经》……,之所以难读,首先在于墨经独特的著录格式。《墨经》采取条例式撰写,……,每条条文又分为《经》文和《说》文两部分。《经》文述说一个定义、定理、法则或哲理,《说》文则是《经》文的补充和阐述。《奇器图说》卷一和卷二的就是《墨经》中。每一款都包含了《经》文和《说》文两个部分,是对《经》和《说》的有机的组合。由于《奇器图说》卷三和卷四内容是诸器图说,没有涉及到定义定理或者法则,因此,这两卷没有《经》只有《说》,图说就是用图和文字对器物进行解说和阐述。可以毫不夸张的说,《奇器图说》就是明代版的《墨经》。

阿基米德《论浮体》上卷内容就是《奇器图说》重解卷第一浮力部分的内容,不仅内容吻合,而且连排序都一样。《论浮体》与中国的《墨经》、《奇器图说》的著录格式完全一致,也由《经》文和《说》文两部分组成。在《论浮体》中,《经》文就是“命题”,《说》文就是对命题的解说和证明。有学者说,这是巧合,是东西方文明多元说最好的证明。不,这不是巧合,这是因为《论浮体》上卷是《奇器图说》浮力部分最初的解读本。而《论浮体》下卷则是对《奇器图说》卷一第56款命题的演绎和衍生。该卷部分命题证明部分运用三角函数表明它是后来添加上去的,估计是在1631年“参与”编修《崇祯历书》之后的事了。所以,最初的《论浮体》应该只有上卷。

通过比较《奇器图说》与《论浮体》浮力内容,我们可以看出《奇器图说》行文流畅,《经》文语意明确,《说》文解释自然正确,《经》和《说》一气贯通,浑然天成;而《论浮体》《经》文部分晦涩难懂,让人甚至有点不明所以的感觉,同样《说》文部分解释牵强,添加了根本就没有必要的地球示意图,显得啰嗦繁冗。(不知道阿基米德为此杀了几只羊?)

下面将青华道人的一文中的所涉命题2、3、4、5、7、8、9和笔者收集的公设1、命题1、6录下。

公设1

“假设流体具有这样的特征,它的各部分处于平滑均匀和连续状态,受到推力较小的部分会被受到推力较大的部分所推动;如果流体被渗入任何物体并受到任何其它物体的压缩,那么流体的各部分将受到在它上面流体的垂直方向的推力。”

190.png

《奇器图说》第三十五款原文:水搏不得。解曰:假如有铜球,于此水已满其中矣。欲再强加,别水不得。虽铜球分裂,亦不能再加,何也?水体最密最稠,在搏不去故也。《奇器图说》第三十七款原文:有水在器(见图2),被迫则必旁去。解曰:其所以然已,见第三十五款,水搏不得之下,此又明其一所,不容两体,故他体一入,此体被迫而而必旁溢去也。

笔者认为:公设1无非说明以下两问题:一、流体的连续性,这无非是流体分子在分子力的作用下的紧凑;二、流体的不可压缩性。而第三十五款以极简的“水搏不得”阐述了流体(水)的上述两种特性;为进一步说明流体(水)的不可压缩的特性,第三十七款以图文的形式做了进一步说明。这两款是我们华夏祖先,以一种对流体特性目之所及的的最直观的,没有分子概念下的对流体的客观性总结。

命题1

如果用过一定点的平面截一曲面(物体表面),其截线总是以前面所说定点为圆心的圆周(一个圆的),那么这个物体表面是球面。

笔者认为物体有球、椭球等及规则和不规则性态,对于过定点的平面截球,截线自然是圆,截两等轴椭球截线有可能是圆有可能是椭圆,应是一几何问题。反复思考命题1,目前读不出个所以然。因此,想请对命题1有见解的学者给予指导!

命题2

处以静止状态的任何流体的表面都是其中心与地球中心相同的球体的表面。

190.png

《奇器图说》第一款原文:最重无过于地,地在天之下,必在中心。解曰:试观上图(见图3),为星天,为大地,为地平。人常见者,自为半天故,故知地在天之下,中心也儻使地或在,则其径特为少半,而星在上者不得见矣。

190.png

《奇器图说》第二款原文:次重无过于海,海附于合为一球。解曰:试观上图(见图4),为日轮,为地海,为月,为日影。日在地下,月在天上,日过地,则有影,影遇月,则为月食。惟地与海合为圆球,其影亦圆,故月食渐渐如半规也。观第二图(见图5),自见儻地,形是方则其影亦方,月食当截然,如直线之形,不做半规形矣,相具天文书中。

 

190.png 

5

《奇器图说》第四款原文:重何物每体直下,必欲到地心者是。解曰:试观上图(见图6左),圆为地球,为地球中心,皆重物各体各欲直下至地心方止。葢重性就下,而地心乃其本所故耳,譬如磁石吸铁,铁性就石,不论石之在上在下在左在右,而铁必就之者,性然也。重物有二,一本就下,一体有斤两。

《奇器图说》第三十六款原文:水随地为大圆,水附于地,其面亦圆(见图7)。解曰:前第二款已言之矣!而兹复云:水面平者,何葢大圆,不见其圆,祗见其长,故亦祗见其平面尔。假如,地平之上有低凹处,四周水来,必满凹处与地相平,尔后流焉!故水随地而圆,亦随地而平也。

190.png

第一、二、四款为笔者所加,第三十六款为清华道人的原文所载。笔者认为:命题2表达了流体(水)在地球表面的赋存形态,但没有给出为什么赋存在这种理论依据。而第三十六款的解说中说,根据第二款“次重无过于海,海附于合为一球”做了解释。但这种解释如果没有第一款脚底下的大地,是漂浮在太空的球体,(天文学助力了中华先民对生存环境的认识,是一种地球中心说)是不完整的;第二款接着以“次重无过于海,海附于合为一球”,直观的客观事实解释了密度小的物质排列于外的现象,并且应是球层的可能;第三款未录,但第三款告诉我们,我们的华夏祖先通过天文学已知地球的大小;第四款,以现代引力理论看,我们的华夏先民,在通过天文学知道地球是漂浮太空中的球体后,总结出重物受地球吸引的方向,最后汇于地心的客观自然事实真相,这和目前的引力场理论中引力线概念相同,且在第十款中说地平线与“重线”(引力线)垂直。这些可能就是牛顿的举人肩膀。有了一、二、三款、四款的基础,自然而然有了第三十六款水随地为大圆,水附于地,其面亦圆”结论。从而让我们看到形成第三十六款自然的逻辑链条。由于没有物质“质量”概念的形成,从而使华夏民族,可能错失了万有引力定律发现权,但确为万有引力的最后发现应可能奠定坚实的基础。

命题3

对于哪些与流体在相同体积下具有相同重量的固体来说,如果被放如流体中,将会沉在流体中既不浮出也不会沉得更低。

190.png

《奇器图说》第四十款经原文:有定体,其本重与水重等,则其在在水不浮不沉,水面准。解曰:如上图(图8)为水库之容。□为定体之重,定体与水重既等,定体上端必平与水面相準也。

笔者在读《奇器图说》中发现,我们的华夏先民对不同物质的密度已有了较为深刻的认识。在第五款中以“物之本重”说明物质的密度,且列举了金、银、铁同体积,重量不同;同重量体积不同的论述,并以“本重”表示物质的密度。首先,人们会在自然界中,随处会发现静止的水,不同位置间的水不会自然互换位置,而处于稳定状态;其次,还会观测到一些物质在静止水中的任何位置的悬浮现象。因此在“本重”的理念下,我们的祖先归纳出“有定体,其本重与水重等,则其在在水不浮不沉,水面准”,这是很为自然的事情,是浮力出现的前奏。而命题3也是表达了同样的意思,应该说寥无新意。

命题4

如果把比流体轻的固体放入流体中,它将不会完全沉入,其中将有一部分浮出流体表面。

190.png

《奇器图说》第四十一款经原文:有定体,其本重轻于水,则其在水不全沉,一在水面之上,一在水面之下。解曰:如上图(见图9),为水库之容,为定体之重,定体既轻于水,则半沉半浮,葢因水更重,所以驱定体而少上焉耳。

笔者认为第四十一款从“经原文”和“解曰”,对密度轻于水的定体,首先阐明轻于水的固体入水的状态;次而解释定体出露水面的动力原因,认为水的密度大于定体密度是驱动定体出露液体表面的动力原因,且水承载了定体的重量。这一流体承载定体重量与第四十款是一样的表述,之所以这样说,是因为第四十一款出露部分重量,在不改变定体入水部分体积,均匀揉入定体入水部分,总重量保持不变。这就为浮力的提出提供进一步的可能。命题4的读过后感觉是四十一款“经原文”改个方式再叙述,仍廖无新意。

命题5

如果把比流体轻的任何固体放入流体中,它将刚好沉入到固体重量与它排开流体的重量相等这样一种状态。

《奇器图说》第四十三款经原文:有定体,本轻于水,其全体之重,与本体在水之内者,所容水同重。解曰:假如上水内立方是木(见图10),浮于水外,沉于水内,全重只以沉水多半体为则多半体所占,是水重即是本体重。

《奇器图说》第四十四款经原文:有定体在水,即其沉入之大,求其全体之重。解曰:假如是全体在水内外(见图11),但知在水内之容为一万尺,求其全体之重用三率。一尺容当六十五斤,则知全体该六十(六十五?)万斤重也。

190.png

     笔者认为:四十三款“经原文”是在水承载了定体的重量的基础上,推出排开液体重量与定体重量相等这一客观事实,但没有给出理论上的根源(后面论述中给出理论解释),而四十四款则给出了具体应用。命题5同命题4一样,仅是换个说法而已。

命题6

如果把比流体轻的固体施力沉入流体中,则固体会受到一种浮力作用,这种力等于它排开流体的重量与它本身重量的差。

笔者认为:这一命题可以看作是第四十三款应用一种体现,之所以这样说是因为上部加力使定体全部进入液体后,相当于在定体上面加上的力相等重量物体。这时的情景是四十三款的同种情形的再现。

命题7

如果把比流体重的固体放入流体中,它将沉至流体的底部,若在流体中称固体,其重量等于真实重量与排开流体重量的差。

《奇器图说》第四十二款经原文:有定体其本重重于水,则其在水,必沉至底而后止。解曰:如上图自明(见图12 A),或有乾板薄而宽大,或是金或是铅,但平平,徐置水面,则亦不沉(见图12 B),何也?薄而宽大,则板上之气与板体相合。气与水相逼故,虽金铅本重,而不致沉也。但有小隙上水,则必沉矣。

《奇器图说》第四十六款经原文:凝体在水,轻于在空,视所占之水多少,即其所减之轻多少。解曰:假如上(见图12 C),空中立方铜体重十六两,即以同大有水立方形较之,水可二两,则在水立方铜体十六减二,轻于在空之体,为十四两重也。

190.png 

12

笔者认为:四十二款陈述固体密度大于水密度时,固体完全沉入水中,一沉到底的自然观测到的现象,也没有理论上解释的。在这款中同时表述,以现在知识体系下的液体表面涨力现象。四十三款,陈述固体密度大于水密度时,沉入水后,固体重量变轻这一自然现象,其减轻的量为固体排开流体的重量。命题7,仅是上面两款换个陈述方式而已。

命题8

如果一个固体呈球体一部分的形状,并且由此比流体轻的物质构成的,若将其沉入流体中并使其底部不接触流体表面,则固体将在其轴垂直于流体表面这一位置处于静止状态;如果固体受力,使其底部一边接触到流体然后释放,则固体不会保持在这一位置而要返回到其对称位置。

image.png 

13

笔者认为:这个命题讲了两种情况前,一种如图13 A的平衡情况,一种如图12 B的的平衡,力去后恢复如图13 A的平衡情况。也就是一种密度小的任何形态固体,在流体中获得平衡自然现象。与时下所述浮力关系不大,称命题有些不严肃。

命题9

如果一个固体呈球体一部分的形状,且是由比流体要轻的物质组成的,若将其放入流体中并使其底部完全在流体表面之下,则固体将在其轴垂直于流体表面这一位置静止。190.png

《奇器图说》第五十六款经原文:球分本轻,浮于水,其底在上,球之轴必在垂线中。解曰:假如有木球如上,其平底在水中必在上,必不偏。倚其轴必在垂线之中,如之在,也儻强斜之必自反正矣。

笔者认为:五十六款是在叙述被平面截球的一部分,放入流体中后最稳定状态,是个什么状态。并没有提出为什么是这种状况,与浮力的大小应无关系,起码笔者读不出浮力的关系。它涵盖命题8、9的全部内容,仍然寥无新意。

笔者认为:通过上面逐条对比,可以发现,《论浮体》中所谓的公设、命题基本是对《奇器图说》换个说法的转抄。同时我们从《奇器图说》中看到,我们的先贤对事物观测的细致,记述的准确。虽没理论上系统的论述浮力产生的原因,起码通过具体的案例,揭示出浮力的大小等于所排流体的量的结论。这一结论主要体现在第四十、四十一、四十二、四十三、四十四款及第四十六款中,特别是第四十款和第四十六款,仅凭此二款就可以得出“浮力的大小等于所排流体的量”。再结合墨经》记载“(《经下》)荆之大,其沉浅,说在具”“(《经说下》)沉,荆之贝也。则沉浅,非荆浅也,若易五之一”看:浮力的大小早在春秋时期应已通过了反复的实验验证,不然不会有若易五之一”表达。可见浮力是中国人的最早被发现并利用

笔者认为通过上面的叙述,已知浮力是通过生产实践得出的理论成果。但由于不是基于某一理论的结论,2023年前将浮力称为定律,是应该的。可笔者因在探求地球动力学过程中,发现浮力完全可以根据万有引力定律推出,这一成果已在去年的科学网博文中公布,并命名为浮力定理。在看了少许的《论浮力》的陈述,特别是读了以上公设及命题,发现这些东西是对华夏文化的转抄或窃夺。当然希望看到的学者,有相佐见解的话,请给予指导,对此将不胜感激!



https://blog.sciencenet.cn/blog-3433895-1462911.html

上一篇:浮力发现的归属(2)
下一篇:引力场理论和浮力定理下《奇器图说》一些条款的理论解释(4)
收藏 IP: 117.179.218.*| 热度|

5 宁利中 张学文 郑永军 杨正瓴 池德龙

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (4 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-12-22 19:47

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部