Información sobre ciencia y tecnología de la antigua China

Dentro de los logros científicos y tecnológicos de la antigua China, se pueden presentar brevemente aquellos pertenecientes o relacionados con la física desde tres aspectos: la mecánica, la óptica y la acústica.

(1) Aspectos mecánicos

① Los registros relevantes se pueden encontrar en el libro "Kao Gongji". Este es un libro existente sobre las especificaciones técnicas de las antiguas artesanías chinas, probablemente escrito a finales del período de primavera y otoño (700-400 a. C.). Describe la producción artesanal y las instalaciones de muchos artefactos y recopila conocimientos técnicos del proyecto hasta los siglos III y IV a.C. El conocimiento mecánico contenido en él incluye principalmente: el registro de la inercia, la discusión sobre la fricción de rodadura, el vuelo de la flecha y la estabilidad, así como algunos conocimientos científicos básicos sobre la medición de la fuerza, el análisis de la tensión de la pendiente y los materiales y la construcción.

(2)Registro de conocimientos mecánicos de Mo Qing. "Mo Qing" es una obra representativa de la escuela mohista encabezada por Zhai Mo (490-403 a. C.) durante el Período de los Reinos Combatientes. Se divide en dos partes: "Jing" y "Jing Shuo". Los proverbios son interpretaciones clásicas. El contenido de las primeras son en su mayoría disposiciones de definición, mientras que las segundas contienen explicaciones de naturaleza jurídica.

El conocimiento de las ciencias blandas de Mo Qing no es completamente un resumen y una descripción del conocimiento de producción real, sino un resumen superficial de los fenómenos mecánicos y algunos argumentos de razonamiento. Por ejemplo, los conceptos de tiempo y espacio, conocimientos de cinemática, concepto de fuerza, sistema de equilibrio de fuerzas, así como rampas, poleas y sus aplicaciones, etc. Aquí hay una discusión teórica sobre el apalancamiento: Artículo 25 a continuación: "El cielo (la balanza) debe estar bien y tiene sentido".

Como dice el refrán, "(la balanza), si se deja a un lado y ponderado, será golpeado (vertical), y el peso es aproximadamente el mismo "Si la balanza está equilibrada, la longitud estándar es corta, y los dos lados se suman y el peso es aproximadamente el mismo, entonces el. Se emite el estándar y se gana la licitación. "

Este artículo explica la relación de equilibrio del equilibrio desigual de los brazos (escala). Puede ser un resumen experimental de la discusión mohista sobre la relación de equilibrio de la palanca, lo que indica que los mohistas descubrieron la ley de la palanca hace más de 200 años. anterior a Arquímedes de la antigua Grecia, pero no es tan completo y cuantitativo como el teorema de la palanca de Arquímedes.

③Sismógrafo Fenghou Este es el primer sismómetro del mundo fabricado por Zhang Heng en la dinastía Han del Este (78-139). AD). Está registrado en el "Libro·Biografía de Zhang Heng": "(Emperador Shun) en el primer año de Yang Jia (es decir, 132 d.C.), el sismógrafo Fenghou fue reconstruido. Estaba hecho de cobre fino y tenía un diámetro circular de dos metros y medio. Está cubierto y elevado, con forma de estatua, decorado con inscripciones de sellos en forma de tortugas y bestias negras. Estaba lleno de pilares, de ocho vías, y el motor se paró. Hay ocho dragones afuera, con una pastilla de bronce en la cabeza, debajo hay un sapo, abre la boca y acéptalo. Sus dientes están hábilmente elaborados, todos ocultos con respeto y cubren semanas interminables. Si hay un terremoto, la estatua temblará, el dragón dará un trago, escupirá pastillas, el sapo la sujetará, la vibración será excitante y el camarero lo notará. Aunque Yilong encendió el motor, Qi Ge permaneció inmóvil. Encuentra su aspecto, el rechazo es donde se conocen los terremotos. Pruébalo con algo y se vuelve como un dios. Como está registrado en el libro, no queda nada. Cuando Yi Long hizo un movimiento repentino, los eruditos de la capital lo culparon por su ausencia. Unos días después llegó el correo y hubo un terremoto en Longxi. Entonces todos lo creyeron. Desde entonces, ha dejado a los historiadores recordando qué hacer. ”

Obviamente, se trata de un instrumento para determinar la dirección de la fuente del sonido. Lamentablemente, este sismógrafo se perdió más tarde y el arqueólogo chino Wang Zhenduo resumió los trabajos de investigación de científicos nacionales y extranjeros basándose en el libro. Según registros y principios mecánicos, Zhang Heng ha copiado con éxito el modelo restaurado del sismómetro Fenghou, principalmente utilizando el equilibrio inestable de la "columna capital" con un centro de gravedad alto. Desde la perspectiva de la fabricación de este instrumento, Zhang Heng. ha utilizado el principio de inercia en mecánica. Al mismo tiempo, debe tener cierta comprensión de la propagación y direccionalidad de las ondas sísmicas.

④ Recuerde el tambor interno y la brújula, que fueron copiados por. Ren Weimajun durante el período de los Tres Reinos Un mecanismo automático impulsado por el movimiento compuesto de varios engranajes. Un tambor de memoria es un dispositivo que utiliza un engranaje maestro para impulsar un conjunto de diferentes ruedas motrices para que giren, indicando automáticamente el kilometraje. Una brújula es un dispositivo direccional. Se utiliza un sistema de engranajes que puede embragar automáticamente para que las manos de la figura de madera que se encuentra en el automóvil apunten siempre en una dirección fija.

Las estructuras de estos dos dispositivos se presentan en detalle en el Capítulo 5 del Volumen 1 de "Historia de las invenciones chinas de ingeniería mecánica", escrito por el profesor Liu Xianzhou.

(2) Óptica

Mo Qing contiene los registros más sistemáticos de conocimiento óptico, con ocho capítulos (16 a 23). El contenido involucra los principios de generación de sombras, umbra y penumbra, el tamaño de la sombra está determinado por la posición relativa del objeto y la fuente de luz, el experimento de propagación lineal de la luz, el reflejo de la luz y la formación de imágenes de espejos planos. Imágenes de espejo cóncavo, imágenes de espejo convexo, etc. había abordado gran parte de la óptica geométrica, precediendo en más de 100 años a las notas de Euclides sobre la óptica de reflexión. Por lo tanto, el "Capítulo de Óptica de Mo Qing" no es sólo el trabajo óptico más antiguo de China, sino también un trabajo óptico integral poco común en la historia de la ciencia y la tecnología antiguas en el mundo.

Artículo 16: "Si el paisaje no cambia" se cambia por "Como dice el refrán: "Paisaje: cuando llega la luz, el paisaje perece, si es así, entonces haz lo mejor que puedas. "Este artículo trata sobre la producción de sombras. En este punto, no hay desacuerdo entre las diversas interpretaciones. Pero tras una inspección más cercana, hay opiniones divergentes. Principalmente sobre si la palabra "ruozhen" en los clásicos confucianos se refiere a "sombras". o "las sombras tienen". Hay diferentes interpretaciones de "las cosas existen".

Artículo 22 del sutra: "Si te miras en el espejo (wa), el paisaje es pequeño y fácil, pero lo grande es vertical ". Se dice que es externo e interno. "Se dice: "Espada: Zijian; en el medio, si el espejo está cerca del medio, el espejo será grande y la escena será grande; si está lejos, la vista será pequeña y el paisaje será grande; Debe ser pequeño, comenzando desde el borde medio, largo y recto. Excepto en el medio, si el espejo está cerca del medio, entonces el espejo será grande y el paisaje será grande si está lejos, aprende un poco, el paisaje es pequeño, pero fácil, largo y recto; "Este artículo habla sobre la ley de formación de imágenes de espejos cóncavos. El Sr. Qian tiene una buena explicación de esto. Señaló específicamente que en ese momento, en lugar de usar una fuente de luz y una pantalla de papel para la observación, el rostro humano en sí era un objeto, y los ojos se usaron como pantalla, por lo que no existe una situación de "gran Yi" entre "un par pequeño" y un "par grande". De esto, dedujo que el "medio" mencionado en las Escrituras se refiere a. el centro de curvatura de un espejo hacia él. Un área de enfoque, no un punto

(3) Acústica

Según registros documentales y descubrimientos arqueológicos, hubo varios. Instrumentos musicales (viento, cuerda y percusión) antes de la dinastía Zhou. Instrumento musical), hace mucho tiempo se formuló un ritmo musical con base científica, es decir, existe una relación de frecuencia entera simple entre los sonidos, o un intervalo determinado. La teoría contiene un rico contenido acústico físico, y su producción y desarrollo es una parte importante de la historia de la acústica física.

"Lu's Spring and Autumn Annals" registra: "En el pasado, el emperador Huang ordenó a Ling. Se cree que Lun es el Dharma, y ​​Ling Lun es el Yin de Xia Xi. Tomó bambúes de los valles montañosos y los cortó. Se cree que Huang Zhonggong juega menos con Duan, de tres pulgadas de largo y nueve minutos de duración. Haz doce barriles a la vez para que puedas escuchar la voz del Fénix y despedirte de la Ley de los Doce. Por supuesto, este tipo de cosas legendarias no se pueden creer por completo. Sin embargo, ya en el siglo VI a. C., un funcionario musical llamado Lingzhou Jiu enumeró los nombres de las doce leyes uno por uno y vinculó su aparición con el momento en que Wang conquistó Zhou (1066 a. C.). Por lo tanto, antes de esto debió haber existido una ley musical sistemática.

En cuanto al método para definir "ley", ya en el siglo IV a. C., se estableció la ley mutua de cinco grados con el "método de pérdidas y ganancias de tres puntos".

Específicamente, la longitud de la cuerda de Huang Zhong es 81 (34) como el sonido del Gong, y luego se multiplica por 4/3 y 2/3 en secuencia para obtener la escala pentatónica:

Sonido de gong Longitud de cuerda = 34 = 81,

Longitud de cuerda sinfónica = 81×(1 1/3)= 108,

Longitud de cuerda superior = 108×(1-1/ 3) = 72,

Longitud de la cuerda de la pluma = 72× (1 1/3) = 96,

Longitud de la cuerda del cuerno = 96× (1-1/3) = 64.

De esta forma, si el tono (tónica) es 1, entonces la relación de frecuencias de cada tono es: Signo: Pluma: Palacio: Shang: Ángulo = 1:9/8:4/3:3 /2: 27/16. Además, cuando se organizan en el orden de Gongzhu, Shangyujiao, los intervalos entre dos notas adyacentes son 3/2 y 3/4, que es una relación entera simple. Se puede ver que la relación entre la longitud de las cuerdas y la frecuencia se ha comprendido hasta cierto punto en este momento.

Evidentemente, sólo cinco notas no son suficientes para tocar.

Así que posteriormente se agregaron dos cambios de tonalidad más (cambio de gong y cambio de signo) y otros semitonos, de modo que * * * tenía 12 tonos en una octava (octava), formando los llamados doce temperamentos.

En cuanto a acústica, además de música, también cabe destacar los conocimientos sobre * * *. El fenómeno de los objetos * * * vibrando y los sonidos * * * sonando se ha registrado muchas veces en libros chinos antiguos. "Preparación de la cueva Mozi" describe el método de utilizar el sonido de los pilares de aire para detectar los agujeros que el enemigo está cavando para atacar la ciudad. "Zhuangzi Xu Wugui" también registra y explica el fenómeno del canto * * *: "Los tambores y los gongs son el canto del palacio, los tambores y los cuernos son los cuernos y la melodía es la misma". , la gente no sólo descubrió el fenómeno de la vibración del tono, sino que también puede explicarse mediante la "homología". Se puede decir que es la comprensión más temprana del fenómeno * * * en el mundo. En el siglo III d.C., Zhang Hua (232-300) dominó aún más el método científico para eliminar * * vibraciones y * * * fenómenos de timbre. El poeta Liu (390-470) de las dinastías del Sur y del Norte escribió en "Un extraño jardín": "A mediados de la dinastía Jin, había alguien en Shu que guardaba una bandeja de cobre con algas, que sonaba como un botón en el mañana y tarde, le preguntó a Zhang Hua. Hua dijo: 'Este plato está relacionado con Luo Zhong. Cuando los comerciantes del palacio se reúnen, las campanas del palacio suenan al anochecer, por lo que el sonido es bueno, según sus palabras. "

(4) Conceptos de materia y movimiento

(1) Concepto de materia.

Existieron muchas teorías sobre la composición de la materia en la antigua China, entre ellas la "Teoría de los cinco elementos", la "Teoría de Bagua", la "Teoría de la energía vital", la "Teoría atómica", etc. propuestas por el mohismo. Este artículo sólo presenta dos puntos de vista materiales en el período anterior a Qin.

Cerrar "Teoría de los Cinco Elementos". Esta teoría comenzó en la dinastía Xia, se hizo popular en la dinastía Shang y se desarrolló hasta convertirse en la "Teoría de los cinco elementos" de la dinastía Zhou occidental. En el año del aniversario de la dinastía Zhou Occidental, el historiador Wang Shibo resumió los pensamientos de sus predecesores y dijo: "Si un marido y una cosa son iguales, no pueden continuar. Si él es igual a lo que él llama la suma , él puede enriquecer las cosas. Si él también es el mismo, él puede enriquecer las cosas será abandonado ". Entonces el ex rey mezcló tierra con oro, madera, agua, fuego y cientos de otras cosas. "(Mandarín, Zheng Yu.) Aquí, las cinco sustancias básicas de agua, fuego, madera, metal y tierra han sido claramente consideradas como las sustancias originales que constituyen todas las cosas en el mundo. Se explica más claramente que los antiguos chinos La teoría original de los cinco elementos es en realidad la hipótesis más antigua sobre la composición de la materia. No sólo tiene el concepto de elementos simples, sino también el concepto de transformación mutua de la materia. La teoría original de los cinco elementos se desarrolló en China durante el período de primavera y otoño. , y apareció la teoría del desarrollo mutuo de los cinco elementos.

Acuático, el fuego genera tierra, la tierra genera metal, el metal genera agua, el agua genera madera

Mu, Tuke; agua, agua, Huo, metal Kemu

Obviamente por experiencia práctica Resumen los cinco elementos nacen en un orden determinado y se conquistan entre sí en un orden determinado. y desaparición de los cinco elementos materiales básicos que componen el mundo están determinadas por el complejo proceso de transformación de unos en otros, son complementarios en cantidad, por lo que los tipos y cantidades totales de los elementos no aumentan ni disminuyen, y la materia se conserva.

Acerca de la "Teoría Yin Yang Bagua", esta teoría se originó en las dinastías Yin y Zhou. En realidad, es una teoría de elementos primitivos que selecciona ocho cosas de la naturaleza con las que la gente suele entrar en contacto. fuente de explicación de muchas otras cosas en el mundo. El llamado Bagua usa ocho símbolos para representar ocho fenómenos naturales. Bagua usa "-" significa Yang Yao y "uno" significa Yin Yao. Yang Yao y Yang Yao están ordenados. en el Bagua, y luego el Bagua se organiza en los sesenta y cuatro hexagramas. El Bagua tiene tres tallos, Kun, Zhen, Xun, Kan, Li, Gen, Dui, etc. Representan el cielo, la tierra, el trueno, el viento y el agua. , fuego, montaña y lago Debido a que la disposición del Yin y el Yang es 23, puedes obtener el Bagua. De manera similar, si organizas los Ocho Diagramas en 82, puedes obtener 64 hexagramas. El mundo está en Yin y Yang contra la materia. Concebida por el movimiento de fuerzas, esta es una visión materialista muy simple de la creación de todas las cosas. Sin embargo, estas dos teorías materialistas, que originalmente se desarrollaron de forma independiente, fueron posteriormente distorsionadas y comparadas por Zou Yan y la historia social. se vuelven supersticiosos y se embarcan en el camino de la metafísica idealista, perdiendo su papel en la comprensión primaria del mundo.

En la antigua China, la gente entendía el movimiento como cambios generales, incluyendo producción y destrucción, aumento o disminución de la cantidad. , cambios de naturaleza y movimiento de posición.

Con respecto al movimiento de posición, Mo Qing tiene una discusión especial y define los conceptos de "movimiento" y "tranquilidad": clásicamente, "movimiento o (dominio) movimiento (movimiento) significa que el movimiento de todas las cosas es su propio movimiento". Cambios de ubicación. Como dice el refrán: "Qian: Quienes se mueven (migran) de lado (internacionalmente) están libres de ataduras". Permítanme agregar aquí que la rotación también es movimiento; "Largo tiempo" se refiere al tiempo, lo que significa que el objeto está en la misma posición en el espacio durante más de un cierto límite de tiempo, es decir, el objeto permanece en una determinada posición durante un período de tiempo, que es un estado estacionario. Como dice el refrán: "Si pasa el tiempo, será como un buey pero no un caballo, y será como un marido (flecha) cruzando el grano. Durante mucho tiempo, será un caballo pero no un caballo, y una persona cruzará una viga." Aquí el mohismo explica con más detalle la relación entre quietud y movimiento: divide la quietud en "sin tiempo". Hay dos situaciones: "Para" y "No hay tiempo para parar". El primero trata sobre un objeto que se mueve rápidamente, lo que hace que la gente sienta que no hay tiempo para permanecer en una determinada posición en el espacio; el segundo trata sobre un objeto que se mueve lentamente, lo que hace que la gente sienta que ha permanecido en el espacio durante un tiempo; período de tiempo (estático). Además de los mohistas, muchos eruditos del período anterior a Qin también propusieron proposiciones dialécticas sobre el movimiento y la quietud. Por ejemplo, "Si el lado japonés es arrogante, las cosas seguramente perecerán", "La enfermedad de la punta de flecha no se puede detener" de Gongsun Long;

Además de los cuatro aspectos de la mecánica, la óptica, la acústica y la materia y el movimiento enumerados anteriormente, la física de nuestro país en esta era tiene muchos otros logros, como los fenómenos magnéticos y electrostáticos, el conocimiento meteorológico, etc. Espera, no los presentaré uno por uno.

Incluso a partir de la introducción incompleta y poco sistemática anterior, ya podemos ver que nuestro país tuvo muchos logros físicos valiosos en la antigüedad. Al igual que la literatura, el arte, la filosofía y otros campos, no es inferior ni inferior a otras civilizaciones antiguas. Especialmente durante el Período de Primavera y Otoño y el Período de los Reinos Combatientes, fue un período de prosperidad académica en la antigua China, un período en el que cientos de escuelas de pensamiento compitieron en la historia y un período en el que la esclavitud pasó a la sociedad feudal o el sistema feudal fue establecido gradualmente. Sólo en una era así se podrán producir grandes pensadores y científicos como Mozi. Por supuesto, los logros de Mozi o los mohistas no se debieron sólo a la época en la que vivieron, sino también a que estaban más cerca de los productores y tenían puntos de vista epistemológicos relativamente correctos. Por ejemplo, según la teoría de los "Cinco Caminos", el conocimiento se divide en "conocimiento auditivo (experiencia indirecta), conocimiento hablado (conocimiento racional) y conocimiento personal (experiencia directa)". el nombre ("acoplamiento de nombre y realidad"). Aprenda los principios nombrándolos, saque inferencias de un caso y busque la verdad a partir de los hechos.").