对于液体浓度的测定，这时也有了较为科学的方法，这主要反映在检验盐卤的浓度方面。因为在制盐过程中，确定盐卤是否有煎煮的价值，就是根据其浓度来决定的。北宋初年，赞宁在《物类相感志》中说：“盐卤好者，以石莲投之则浮。”乐史记述了以10 个莲子来测定盐卤浓度的方法：“取石连（莲）十枚，尝其厚薄，全浮者全收盐，半浮者半收盐，三簾（莲）已（以）下浮者则卤未堪。”②说明浮起的莲子数目越多，盐卤的浓度越大，制盐价值越高。南宋姚宽记述：“予监台州杜渎盐场，日以莲子试卤。择莲子重者用之。卤浮三莲四莲味重，五莲尤重。莲子取其浮而直，若二莲直，或一直一横，即味差薄；若卤更薄，即莲沉于底，而煎盐不成。闽中之法，以鸡子、桃仁试之，卤味重，则正浮在上；咸淡相半，则二物俱沉，与此相类。”③这里说到莲子在浓度不同的盐卤中呈现不同的浮沉状态，同时还记载了福建人用鸡蛋和桃仁测试盐卤浓度的方法。这一时期有关用莲子等测定盐卤浓度的记载还有许多，可以见于吴仁杰《离骚草木疏》卷1、吴曾《能改斋漫录》卷15 等。

　　第二节热学至迟在宋代，我国已发明了“走马灯”，其灯上有“马骑人物，旋转如飞”①。具体制作是在一个圆形或方形的灯笼中，有一立轴，立轴上方固定一叶轮。立轴底部的近旁，装有烛座。蜡烛点燃后，热空气上升，推动叶轮转动，从而带动立轴旋转。立轴中部交叉安装的两根铁丝的外端贴有纸剪的人马等，亦随立轴旋转。因此人马的影子投射到灯笼上，看起来“车驰马骤，团团不休”②。走马灯在宋代的许多诗文著作中均有记述，如范成大《石湖居士诗集》卷23《上元纪吴中节物俳谐体三十二韵》；姜夔《白石道人诗集》卷下《观灯口号十首》之七；金盈之《醉翁谈录》卷3《京城风俗记》；吴自牧《梦粱录》卷13“夜市”条等。这种应用热气流而用作玩具的走马灯，与现代的燃气轮机，其根本原理是相同的③。

　　第三节声学固体传声和气腔共振在战争中的应用宋代曾公亮在兵书《武经总要》中总结了利用固体传声及共振效应在战② 《太平寰宇记》卷130“淮南道八·海陵监·刺土成盐法”。

　　③ 姚宽辑：《西溪丛语》卷上。

　　① 周密：《武林旧事》卷2“灯品”。

　　② 刘侗：《帝京景物略》卷2“城东内外·灯市”。

　　③ 参见刘仙洲：《中国机械工程发明史》，科学出版社1962 年版，第72 页。争中进行侦探的方法——“瓮听”和“地听”：“瓮听，用七石瓮，覆于地道内，择耳聪人坐听于瓮下，以防城中凿地道迎我。”“地听，于城内八方，穴地如井，各深二丈，勿及泉，令听事聪审者，以新瓮自覆于井中，坐而听之，凡贼至，去城数百步内，有穴城凿地道者，皆声闻，瓮中可以辨方向远近。”①这两种方法与《墨子·备穴》及《太白阴经》、《通典》中所述类同，是我国古代战争中一直使用的方法。此外，《武经总要》还记述了另一种方法：“选聪耳少睡者，令卧枕空胡鹿，其胡鹿必以野猪皮为之，凡人马行在三十里外，东西南北皆响闻。”②这种方法实质上是以野猪皮做成的称为“空胡鹿”的卧枕代替瓮，因此更加方便实用。沈括在《梦溪笔谈》中亦记述了以牛皮箭袋当卧枕，能听见数里内的人马声：“古法以牛革为矢服，卧则以为枕，取其中虚，附地枕之，数里内有人马声，则皆闻之，盖虚能纳声也。”③振动的音乐效果我国古代很早就将乐钟铸成合瓦之形，在先秦的著作中已述及编钟及其发声特性。沈括在《梦溪笔谈·补笔谈》中指出：“古乐钟皆扁，如盒（合）瓦，盖钟圆则声长，扁则声短。声短则节，声长则曲，节短处声皆相乱，不成音律。后人不知此意，悉为圆钟，急叩之多晃晃尔，清浊不复可辨。”沈括的这段文字解释了我国古代乐钟所以是扁形的道理，是合乎科学原理的。因为钟的振动是一种复杂的板振动，圆钟的振动衰减很慢，在演奏中快速敲击时，声波易发生相互干扰而不成音律；而扁钟的振动衰减较快，演奏时可避免声波相互干扰的问题。

　　古代对于声音的效果亦很重视。比如为了得到较洪亮的声音，在戏剧舞台下埋设大缸，以期产生共鸣。南宋赵希鹄认为：“前辈或埋瓮于地上鸣琴，此说恐妄传。盖弹琴之室宜实不宜虚，最宜重楼之下。盖上有楼板，则声不散；其下空旷清幽，则声透彻。若高堂大厦，则声散；小阁密室，则声不达；园囿亭榭，尤非所宜。若幽人逸士，于高林大木或岩洞石室之下，地幽境寂，更有泉石之胜，则琴声愈清，与广寒月殿何异也。”①他分析指出了在不同的环境之中，琴声传播的效果是不同的。

　　关于振动和共振及其实验“喷水鱼洗”是大约起源于唐宋年间的一种器物。现在已知的最早记载见于宋代何薳的《春渚纪闻》卷9“纪研·跃鱼见木石中”，及王明清的《挥麈录·前录》。《春渚纪闻》提到晋出帝迁黄龙府曾献鱼盆，“鱼盆则一木素盆也，方圆二尺，中有木纹成二鱼状，鳞鬣毕具，长五寸许。若贮水用，则双鱼隐然涌起，顷之遂成真鱼，覆之则宛然木纹之鱼也。”并说：“至今句容人铸铜为洗，名双鱼者，用其遗制也。”《挥麈录·前录》则提到韩似夫使金国时，金主命取磁盆一枚示之，说是晋少主献给耶律氏的礼品，“中① 《武经总要》前集卷12“守城”。