鸟生庶鸟凡羽者生于庶鸟。毛犊生应龙应龙生建马建马生麒麟麒麟生庶兽凡毛者生于庶兽。介麟生蛟龙蛟龙生鲲鲠鲲鲠生建邪建邪生庶鱼凡鳞者生于庶鱼。介潭生先龙先龙生玄鼋玄鼋生灵龟灵龟生庶龟凡介者生于庶龟。煖湿生容煖湿生于毛风毛风生于湿玄。湿玄生羽风羽风生煖介煖介生鳞薄鳞薄生于煖介。五类杂种兴乎外肖形而蕃。日冯生阳阏阳阏生乔如乔如生干木干木生庶木凡根拔木者生于庶木。根拔生程若程若生玄玉玄玉生醴泉醴泉生皇辜皇辜生庶草凡根茇草者生于庶草。海闾生屈龙屈龙生容华容华生蔈蔈生萍藻萍藻生浮草凡浮生不根茇者生于萍藻。”这一段文字清楚地勾划出一幅生物进化的图解4:1董仲舒:《春秋繁露·顺命》。
2《管子·内业》。
1《淮南子·诠言训》。
2《淮南子·诠言训》。
3王充:《论衡·自然》。
4苟萃华:《再谈〈淮南子〉书中的生物进化观》《自然科学史研究》1983年第2卷第2期。又参见苟萃华、汪子春、许维枢等:《中国古代生物学史》科学出版社1989年版。通过这幅图解可以看到在《淮南子》中已把当时具有的分类学知识与朴素的生物进化观统一起来。例如把动物分为(人类)毛(兽类)羽(鸟类)鳞(鱼类)介(龟鳖类)等五类把植物分为藻类、草类和木类等三类并且描述了各类动植物的系统进化过程。此外还意识到所有的动物都有一个共同的祖先类型叫湿玄。湿玄派生出两支即“毛风”和“羽风”。毛风又演变出(人类)和毛(兽类)羽风演变出羽(鸟类)、鳞(鱼类)和介(龟鳖类)。而且每类动物、植物也都有一个原始型如人类的原始型是“”兽类的原始型是“毛犊”等等。最后归结为“五类杂种兴乎外肖形而蕃”认为这五类不同的动物各按其自身性状特征而繁衍下去。这是一幅关于生物界从一个原始祖先开始由简单到复杂由低等到高等的逐步演化展的图景。它虽然是凭借想象而臆测出来的与现代生物进化论的生物谱系相差甚远但它毕竟反映了两千多年前所产生的生物进化观念因而是非常可贵的。可惜的是《淮南子》的生物进化观后来没有得到重视和展。
第四十七章物理学秦汉时期的物理知识有着丰富的内容在力学、热学、声学、光学、电和磁等方面同先秦时期相比都有不少新的成果。
第一节力学知识关于力的性质和作用的认识继春秋战国时期墨家学派对力进行定义(“力刑之所以奋”)之后秦汉时期对力的认识又有展。在西汉刘安(前179—前122)组织编写的《淮南子》、《淮南万毕术》和东汉王充(27—约79)所著的《论衡》等著作中有许多精彩的论述。归纳起来约有以下几点:物体内力不能使物体自身生运动:“力重不能自称须人乃举古之多力者身能负荷千钧手能决角伸钩使之自举不能离地。”1这是关于物体的内力不能使物体自身产生运动的最早表述。
外力的作用因物体重量的不同而不同:“湍濑之流沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也金铁在地焱风不能动;毛芥在其间飞扬千里。”1物体形状影响了物体的运动:“圆物投之于地东西南北无之不可策杖叩动才微辄停;方物集地一投而止及其移徒须人动举。”2移动物体所需之力比举起物体所需之力少:“夫举重鼎者力少而不能胜也;及至其移徙之不待其多力者。”3就是说移动物体要比举起该物用力少。这是从日常生活经验中就可得知的但已隐含着对移动摩擦阻力问题的认识。此同先秦著作《考工记》中所提到的车轮着地须“微至”以减少滚动摩擦阻力的认识相类似。
有锋刃的器具也须外力作用才能产生运动:“凿所以入木者槌叩之也;锸所以能撅地者跖蹈之也。诸有锋刃之器所以能断割削者手能把持之也力能推引之也。”4如果没有外力利器也不能挥作用:“干将之刃人不推顿苽瓠不能伤;苽瓠之箭机不动鲁缟不能穿。”5截面积对压力有直接影响截面积越大压力越小:“针锥所穿无不畅达;使针锥末方穿物无一分之深矣。”6关于“势”的概念在先秦著作《孙子·势篇》中提出了“势”的概念此概念包含了物理学中的动能和势能。如“激水之疾至于漂石者势也”指的是动能;“转圆石于千仞之山者势也”指的是势能;“势如彍弩节如机”指的是弹性势能。至秦汉时期对于“势”的概念亦多有论述。如“夫舟浮于水车转于6此势之自然也。”1“夫七尺之桡而制船之左右者以水为资。1《论衡·效力》。
1《论衡·状留》。
2《论衡·状留》。
3《淮南子·主术训》。
4《论衡·效力》。
5《论衡·效力》。
6《论衡·状留》。
1《淮南子·主术训》。
天子号令行禁止以众为势也。”2“是故得势之利者所持甚小其存甚大;所约甚守所制甚广。是故十围之木持千钧之屋;五寸之键制开阖之门。岂其材之巨小足哉所居要也。”3十围之木与五寸之键巨小悬殊但因五寸之键居于要处故其用甚大。对于弓矢之势视远近而有别:“矢之于十步贯兕甲;及其极不能入鲁缟。”注云:“言势有极。”4就是说矢至最大射程时动能为零(势有极)虽薄如鲁缟亦无力穿入。
对浮力的认识和利用对水浮力:远古时代已有舟楫因而对水浮力早有所认识。秦汉时期造船业具有一定规模水浮力在实践中得到广泛的利用。如“抱壶而渡水”5“鸿毛之囊可以渡江。”6也就是说空壶和装满鸿毛的皮囊可以助人渡江。这可看成是后世救生圈、救生衣的滥觞。人们还从竹和金属相比较角度对水浮力进行探讨:“长竹之性浮残以为牒束而投之水则沉失其体也;金之性沉托之于舟上则浮势有所支也。”7秦汉时期对空气浮力也有一定的认识。相传帝舜曾借助于空气浮力而免于死难。因舜父瞽叟偏爱后妻子常欲杀舜。有一次瞽叟让舜上粮仓(廪)修顶“瞽叟从下纵火焚廪。舜乃以两笠自扦而下去得不死。”1王莽时为抗击匈奴特招募“有奇技术可以攻匈奴者或言能飞一日千里可窥匈奴。莽辄试之取大鸟翮为两翼头与身皆著毛通引环纽飞数百步坠。”2这是人类第一次仿生滑翔飞行的大胆尝试。
对于表面张力的认识秦汉时期人们已注意观察液体的表面记载了一种属于液