② 参阅史树青:《古代科技事物四考》,载《文物》1962 年第3 期,第47—52 页; 西安市文物管理委员会:《西安市东南郊沙坡村出土一批唐代银器》,载《文物》1964 年第6 期,第30—32 页。① 《黄帝内经·素问》卷十九《六微旨大论篇》第六十八。
② 《通典》卷一五七《兵十·隔山取水》。
③ 《酉阳杂俎》卷十九。
可以知道盐卤的浓度。由于盐业生产在我国历来备受重视,所以检测盐卤的浓度是很重要的事情,因此后世有许多关于这方面的记载。
力学知识在工程技术中的应用隋唐时期,工程技术中常常要应用力学知识。在许多大型的木构建筑如宫殿、佛塔的建造中,在大型铸件的吊装及天文仪器的制造安装中,在桥梁(如隋代建造的著名的安济桥)和舟船的建造中,无一不应用力学知识。可惜当时没有系统叙述或总结这方面知识的著作。
第二节热学知识段成式在《酉阳杂俎》中述及秦汉时期宫中曾有宝物“青玉灯”①。唐代有一种很可能与“青玉灯”类似的,叫做“仙音烛”的器物。宋代陶穀在《清异录》中说到:“(唐朝)同昌公主薨,帝伤悼不已,以仙音烛赐安国寺,冀追冥福。其状如高层露台,杂宝为之,花鸟皆玲珑。台上安烛,既燃点,则玲珑皆动,丁当清妙。烛尽绝响,莫测其理。”②此处所述,显然是因为蜡烛点燃后产生热气流,推动玲珑的花鸟模型转动,并发出叮当之声;蜡烛燃尽后,不再有热气流生成,模型停止了转动,声音也没有了。唐代人们还不能完全明白其中的科学道理,故而把这些器物视为至宝。而这些器物之所以奥妙,也正是因为它们符合科学原理,它们能在距今一千多年前设计制造出来,确实令我们赞叹。
① 《酉阳杂俎》卷十。
② 《清异录》卷下。
第三节声学知识振动、传声和共振人们久已注意到振动和声的各种现象。早在战国时期,墨家就在战争中利用声学效应进行侦察。《墨子》“备穴”篇中记载了通过监听埋在地下的陶瓮中的响声,可以判断敌人挖洞攻城的位置和方向。
这种利用固体传声和气腔共振的方法,在历代一直被用于战争侦探。唐代,人们使用称为“地听”的装置。李筌在兵书《太白阴经》中记载:“地听,于城中八方穿井,各深二丈,令人头覆戴新瓮于井中坐听,则城外五百步之内有掘城道者,并闻于瓮中,辩方所远近。”①杜佑亦有记载:“地听,于城内八方穿井,各深二丈,以新罂用薄皮裹口如鼓,使聪耳者于井中托罂而听,则去城五百步内悉知之。”②唐代,人们还懂得消除声共振即共鸣的方法。有一个关于唐开元年间太乐令曹绍夔的故事:“洛阳有僧,房中磬子,日夜辄自鸣。僧以为怪,惧而成疾,求术士百方禁之,终不能已。曹绍夔素与僧善,夔来问疾,僧具以告。俄击斋钟,磬复作声。绍夔笑曰:‘明日设盛馔,余当为除之。’僧虽不信绍夔言,冀或有效。乃力置馔以待。绍夔食讫,出怀中错,鑢磬数处而去,其声遂绝。僧问其所以,绍夔曰:‘此磬与钟律合,故击彼应此。’僧大喜,其疾便愈。”①我们知道,当振动体的固有频率与周期性变化的外力的频率很接近或相等时,振动体的振幅会急剧增大,这就产生共振或共鸣现象。僧房中磬的固有频率与斋钟的振动频率很相近,因此当敲击斋钟时,磬便发生共鸣。在磬被锉过之后,质量发生了改变,因而固有频率也发生了改变,磬就不再与钟发生共鸣了。
音律学由于文化的繁荣和中外交流的密切,乐器的制作和使用方面亦愈加精良和广泛。因此,隋唐五代时期,人们继续从理论上和实践中探讨音律学的问题,特别是关于旋宫转调的问题。隋代刘焯、五代王朴等都作出过努力。王朴的新律是在三分损益法的基础上,适当调整一个音阶内其他各律的数值,使得清黄钟和黄钟的音高比值为二。这个方法实际上并未脱出三分损益法的框架,只是其结果在数值上与明代朱载堉的十二平均律很接近。
① 《太白阴经》卷四《战具类·守城具篇》第三十六。
② 《通典》卷一五二《兵五·守拒法附》。
① 韦绚:《刘宾客嘉话录》。又见于王说:《唐语林》卷五补遗。
第四节光学知识反射和折射隋唐时期,对于利用多枚平面镜多次反射成像的现象进行了许多讨论。
唐初,陆德明在《经典释文》里,注解《庄子》“天下”篇时指出:“鉴以鉴影,而鉴亦有影,两鉴相鉴,则重影无穷。”可以看出,当时对两枚平面镜之间的反复成像已有充分认识。至五代南唐时,谭峭的认识更进了一步:“以一镜照形,以余镜照影。镜镜相照,影影相传。不变冠剑之状,不夺黼黻之色。是形也,与影无殊;是影也,与形无异。乃知形以非实,影以非虚,无实无虚,可与道俱。”①这里谭峭不仅指出了“影”(即像)可在镜中再次成像,因而“影影相传”,会有无穷多的像生成;而且进一步指出了平面镜所成之像与物完全相同,“形”“与影无殊”、“影”“与形无异”,因而无穷多个像也是完全相同的。
谭峭所撰《化书》中还有一段话:“小人常有四镜:一名圭,一名珠,一名砥,一名盂。圭,视者大;珠,视者小;砥,视者正;盂,视者倒。观彼之器,察我之形,由是无大小,无短长,无妍丑,无美恶。”②这段话无疑也与光学成像有关。目前对它有两种不同的解释。一种观点认为这里所说的“四镜”是四种面镜,叙述的是人或物经这四种面镜反射后所生成像的情况。圭为凹面柱状镜,得到放大的虚像;珠为凸球面镜,得到缩小的虚像;砥为平面镜,生成正立的像;盂为凹球面镜,生成倒立的像。①另一种观点认为“四镜”是四种透镜,圭、珠、砥、盂分别为双凹、双凸、平凹、平凸透镜,叙述的是人或物经这四种透镜折射后所生成像的情况。②色散与虹从古代起人们就注意到自然界的色散现象,如虹,并试图解释其成因。
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