中国古代物理学史.ppt

1、第一篇 古代物理学第一章第一章 中国古代物理学中国古代物理学第一节第一节 中国古代的自然观中国古代的自然观（掌握）（掌握）第二节第二节 中国古代物理学知识的积累中国古代物理学知识的积累（知道）（知道）第三节第三节 中国古代物理学的特点中国古代物理学的特点（了解）（了解） 概况概况 中国古代对物理知识的认识历史悠久，内容丰富。中国古代对物理知识的认识历史悠久，内容丰富。自夏、商、西周起自夏、商、西周起，随着手工技术的发展，物理知识，随着手工技术的发展，物理知识开开始积累始积累；春秋战国时期春秋战国时期科学技术蓬勃发展，中国古代物科学技术蓬勃发展，中国古代物理学理学开始形成开始形成；秦汉时期秦汉时

2、期，形成一个，形成一个发展高峰发展高峰；宋元时宋元时期期达到鼎盛达到鼎盛。 一、元素与原子的观点 第一节第一节 中国古代的自然观中国古代的自然观1.1.阴阳学说阴阳学说 把自然界和社会上一切对立的现象抽象为阴阳，用来解把自然界和社会上一切对立的现象抽象为阴阳，用来解释天文气象、四季变化、万物兴衰等自然现象及社会现象。释天文气象、四季变化、万物兴衰等自然现象及社会现象。 如气候的寒暖，方位的上下、左右、内外，运动状态的如气候的寒暖，方位的上下、左右、内外，运动状态的躁动和宁静，以及天地、男女、昼夜、君臣、夫妻等。躁动和宁静，以及天地、男女、昼夜、君臣、夫妻等。 阳代表阳代表积极、进取、刚强、上升

3、、温热、明亮、雄性、积极、进取、刚强、上升、温热、明亮、雄性、太阳等阳性和具有这些特征的事物；太阳等阳性和具有这些特征的事物； 阴代表阴代表消极、退让、柔弱、下降、寒冷、晦暗、雌性、消极、退让、柔弱、下降、寒冷、晦暗、雌性、月亮等阴性和具有这些特征的事物。月亮等阴性和具有这些特征的事物。问题1：简述中国古代的“阴阳说”、“五行说”和“元气说”的主要观点。 阴阳学说认为：阴阳学说认为：自然界的任何事物都包括着阴和阳相自然界的任何事物都包括着阴和阳相互对立的两个方面，而对立的双方又是相互统一的。阴阳互对立的两个方面，而对立的双方又是相互统一的。阴阳的对立统一运动，是自然界一切事物发生、发展、变化及

4、的对立统一运动，是自然界一切事物发生、发展、变化及消亡的根本原因，是自然界一切事物运动变化的固有规律。消亡的根本原因，是自然界一切事物运动变化的固有规律。 正如正如素问素问阴阳应象大论阴阳应象大论所说：所说：“阴阳者，天地之阴阳者，天地之道也，万物之纲纪，变化之父母，生杀之本始道也，万物之纲纪，变化之父母，生杀之本始”。事物的阴阳属性，并不是绝对的，而是相对的。这种相事物的阴阳属性，并不是绝对的，而是相对的。这种相对性，一方面表现为在一定的条件下，阴和阳之间可以发生对性，一方面表现为在一定的条件下，阴和阳之间可以发生相互转化，即阴可以转化为阳，阳也可以转化为阴。另一方相互转化，即阴可以转化为阳

5、，阳也可以转化为阴。另一方面，体现于事物的无限可分性。面，体现于事物的无限可分性。 阴阳学说以阴阳的相互作用来解释一切事物变化的原因，阴阳学说以阴阳的相互作用来解释一切事物变化的原因，而而“阴阳有序、整体和谐”是世间的最佳状态，也是事物是世间的最佳状态，也是事物稳定的基本保证。稳定的基本保证。 周易周易以阴阳的范畴为基础，说明天地变化及各种现以阴阳的范畴为基础，说明天地变化及各种现象：象：“易有太极，是生两仪；两仪生四象，四象生八卦易有太极，是生两仪；两仪生四象，四象生八卦”易经易经系辞上系辞上。意思是说：宇宙的的本原是。意思是说：宇宙的的本原是太极太极，由太极产生出两仪（即阴阳亦指天地），由

6、阴阳的作用演化由太极产生出两仪（即阴阳亦指天地），由阴阳的作用演化出四象（指时间上的春、夏、秋、冬和空间上的东、西、南、出四象（指时间上的春、夏、秋、冬和空间上的东、西、南、北），然后形成了作为原始之物的北），然后形成了作为原始之物的“八卦八卦”（天、地、山、（天、地、山、泽、水、火、风、雷），由八卦再演化出万事万物。泽、水、火、风、雷），由八卦再演化出万事万物。 古人用太极图、八卦图形象地阐明了上述思想。古人用太极图、八卦图形象地阐明了上述思想。 起源于殷周之际的起源于殷周之际的周易周易对阴阳说作了充分的阐述，对阴阳说作了充分的阐述，而且提出了作为原始之物的而且提出了作为原始之物的“八卦八卦

7、”和万物本原的和万物本原的“太太极极”。 白纸称为无极，白纸称为无极，画上一个圆圈，称为画上一个圆圈，称为无极生太极（宇宙），无极生太极（宇宙），中间一条曲线将圆圈中间一条曲线将圆圈分成黑白两个部分，分成黑白两个部分，称为太极生两仪，中称为太极生两仪，中间的曲线表示了阴阳间的曲线表示了阴阳的相互运动和相互转的相互运动和相互转化。黑白两个半球中化。黑白两个半球中各有一个与之颜色相各有一个与之颜色相反的小圆圈，称为阴反的小圆圈，称为阴阳子，表示阴中有阳，阳子，表示阴中有阳，阳中有阴。对立的阴阳中有阴。对立的阴阳两极又统一于宇宙阳两极又统一于宇宙之中。之中。 故事：故事：著名物理学家尼尔斯著名物理学

8、家尼尔斯玻尔曾提出了量子力学中著玻尔曾提出了量子力学中著名的互补原理。名的互补原理。19371937年他访问中国时看到中国古老的太极图，年他访问中国时看到中国古老的太极图，了解到中国的阴阳概念，深受震惊。玻尔充分认识到古代东了解到中国的阴阳概念，深受震惊。玻尔充分认识到古代东方智慧与现代西方科学之间深刻的协调性，便一直保持着对方智慧与现代西方科学之间深刻的协调性，便一直保持着对中国文化的兴趣。当他被封为爵士需要设计族徽时，他选择中国文化的兴趣。当他被封为爵士需要设计族徽时，他选择了中国的太极图作为他的盾形纹章的主要图案，并刻上了了中国的太极图作为他的盾形纹章的主要图案，并刻上了“对立即互补对立

9、即互补”的铭文。的铭文。 四象和阴阳的组合再四象和阴阳的组合再生生八卦八卦：乾、坤、震、：乾、坤、震、巽、坎、离、艮、兑巽、坎、离、艮、兑 为阴，为阴， 为阳为阳，分别称作，分别称作阴爻阴爻和和阳爻阳爻，阴爻和阳爻的组合构成阴爻和阳爻的组合构成四象四象：八卦八卦: : 周易周易是以阴、是以阴、阳为基本单位形成的阳为基本单位形成的一种对事物的理论性一种对事物的理论性把握。把握。阴与阳二单位阴与阳二单位的不同组合形成八卦，的不同组合形成八卦，将八卦中任意两卦叠将八卦中任意两卦叠合即形成六十四卦。合即形成六十四卦。每卦有六爻，共组成每卦有六爻，共组成384384爻。八卦的卦、爻。八卦的卦、爻、位之间

10、，有复杂爻、位之间，有复杂的关系，的关系，6464卦的卦象卦的卦象变化和爻数就更加复变化和爻数就更加复杂，它反映了事物之杂，它反映了事物之间错综复杂的相互关间错综复杂的相互关系。系。八卦与二进制：八卦与二进制： 若以阴爻若以阴爻表示表示0 0，阳爻，阳爻 表示表示1 1，则坤卦，则坤卦即为即为000000，乾，乾卦卦 即为即为111111，实际相当于十进制：实际相当于十进制：0 0和和7 7。这种只用。这种只用0 0和和1 1表示所有数乃表示所有数乃至信息的方法正是至信息的方法正是现代计算机的理论现代计算机的理论基础。基础。故事：故事：德国数学家莱布尼茨德国数学家莱布尼茨16791679年提出

11、年提出“论二进位制论二进位制”，17011701年年他将二进位制表寄给在中国的法他将二进位制表寄给在中国的法国传教士白晋，白晋立即看出二国传教士白晋，白晋立即看出二进位制与中国伏羲八卦的六爻有进位制与中国伏羲八卦的六爻有关，遂回信并附寄伏羲关，遂回信并附寄伏羲6464卦图。卦图。17031703年年4 4月月1 1日，莱布尼茨收到回日，莱布尼茨收到回信和图，信和图，4 4月月2 2日又复信，并将论日又复信，并将论文送出发表，论文题目是：文送出发表，论文题目是：“二二进位制计算的阐述进位制计算的阐述”，副题是，副题是“关于只用关于只用0 0和和1 1，兼论其用处和，兼论其用处和伏羲所用数字的意义

12、伏羲所用数字的意义”。莱布尼。莱布尼茨对中国三千年前的古老文化惊茨对中国三千年前的古老文化惊叹钦佩不已，据说他曾要求加入叹钦佩不已，据说他曾要求加入中国国籍，并在德国法兰克福建中国国籍，并在德国法兰克福建立了一所中国学院。立了一所中国学院。 除太极之外，同义的宇宙本原概念除太极之外，同义的宇宙本原概念还有数种，其中以还有数种，其中以老子老子的的“道道”为为源的思想是中国古代的最重要的哲学思源的思想是中国古代的最重要的哲学思想。想。 老子和后继者庄子提出了老子和后继者庄子提出了“道道”的的概念，概念，认为认为“道道”是宇宙万物的本原。是宇宙万物的本原。老子认为，道正是在虚实有无之间、恍老子认为，

13、道正是在虚实有无之间、恍恍惚惚之中形成了宇宙的形象，它无色、恍惚惚之中形成了宇宙的形象，它无色、无声、无形，但浑然一体，包含了一切无声、无形，但浑然一体，包含了一切生命物质的原质，绵绵不绝地创生万物。生命物质的原质，绵绵不绝地创生万物。这个创生的过程是这个创生的过程是“道生一，一生二，道生一，一生二，二生三，三生万物二生三，三生万物” 而其中的而其中的“天下万物生于有，有生天下万物生于有，有生于无于无”的哲学猜测与现代宇宙学关于宇的哲学猜测与现代宇宙学关于宇宙存在起始点，有生于无的研究结果极宙存在起始点，有生于无的研究结果极为相似。为相似。老子老子庄子庄子2.2.五行说五行说 五行说认为世界万

14、物由金、木、水、火、土五种要素构五行说认为世界万物由金、木、水、火、土五种要素构成，随着这五个要素的盛衰，而使得大自然产生变化，不但成，随着这五个要素的盛衰，而使得大自然产生变化，不但影响到人的命运，同时也使宇宙万物循环不已。影响到人的命运，同时也使宇宙万物循环不已。 五行说的起源早于五行说的起源早于“太极太极”和和“道道”，春秋战国时期，五行，春秋战国时期，五行说与阴阳说相结合，产生了阴阳说与阴阳说相结合，产生了阴阳五行说，形成了五行相生相克的五行说，形成了五行相生相克的关系。宋代以后，五行作为由太关系。宋代以后，五行作为由太极到万物的中间环节，被容纳于极到万物的中间环节，被容纳于宇宙生成体

15、系之中，即宇宙由太宇宙生成体系之中，即宇宙由太极而生，太极生出阴阳，阴阳生极而生，太极生出阴阳，阴阳生出五行，五行相互作用，生出男出五行，五行相互作用，生出男女及世间万物。女及世间万物。3.3.原子的观点原子的观点 名家名家：代表人物：代表人物 慧施（约前慧施（约前375375前前318318）：）：“至大无至大无外，谓之大一；至小无内，谓之小一。外，谓之大一；至小无内，谓之小一。”（庄子庄子天下天下篇篇）。）。 儒家儒家：“语小，天下莫能破焉语小，天下莫能破焉”（中庸中庸）。）。 墨家墨家：“端，体之无厚而最前者也端，体之无厚而最前者也”，“非半弗著斤，非半弗著斤，则不动，说在端则不动，说在

16、端”（墨经墨经经上经上）。意思是）。意思是端端无厚，无厚，不可再分。墨家观点的特征是：对物质可进行分割，但分割不可再分。墨家观点的特征是：对物质可进行分割，但分割到到端端就不能再分割下去。类似现在的原子观点。就不能再分割下去。类似现在的原子观点。 相反观点：相反观点：战国时期公孙龙提出：战国时期公孙龙提出： “ “一尺之棰，日取一尺之棰，日取其半，万世不竭其半，万世不竭”（庄子庄子天下篇天下篇）。）。二、元气说 中国古代的哲人们期望将世界万物本原归结为一种统一中国古代的哲人们期望将世界万物本原归结为一种统一的物质，认为世界应该是由一种连续分布于整个空间的物质的物质，认为世界应该是由一种连续分布

17、于整个空间的物质所构成，而不像所构成，而不像“五形说五形说”是各种元素的组合，也不如原子是各种元素的组合，也不如原子论那样认为由不连续的、间断的原始物质所组成。在论那样认为由不连续的、间断的原始物质所组成。在“道道”和和“太极太极”的思想指导下，逐渐形成并发展成为在中国古代的思想指导下，逐渐形成并发展成为在中国古代自然观中重要的、占主流地位的自然观中重要的、占主流地位的“元气说元气说”。 “ “气气”的概念远在春秋战国时期就已经出现，的概念远在春秋战国时期就已经出现，老子老子认为认为由最高范畴的由最高范畴的“道道”生出阴阳二气，进而产生万物。生出阴阳二气，进而产生万物。庄子庄子继继承和发扬老子

18、的学说，提出承和发扬老子的学说，提出“通天下一气通天下一气”的思想。战国末的思想。战国末期的期的荀况荀况也指出气是构成万物的基本元素。也指出气是构成万物的基本元素。1.1.概述概述 2.“2.“元气说元气说”的主要思想：的主要思想：（1 1）气是充满整个宇宙客观存在的物质，是万物本原气是充满整个宇宙客观存在的物质，是万物本原 东汉时期的王充在东汉时期的王充在论衡论衡中说：中说：“天地，含气之自然天地，含气之自然也。也。”（论衡论衡 谈天谈天），），“万物之生，皆禀元气。万物之生，皆禀元气。” ” 论衡论衡 言毒言毒。 王充（王充（27-27-约约9797）：东汉）：东汉时期哲学家和思想家，创立

19、了时期哲学家和思想家，创立了以气为基础的元气自然论。主以气为基础的元气自然论。主要著作有要著作有论衡论衡，共，共3030卷，卷，8585篇，涉及力学、声学、光学、篇，涉及力学、声学、光学、热学、电磁学等多方面的知识，热学、电磁学等多方面的知识，是我国古代一部百科全书。是我国古代一部百科全书。 柳宗元柳宗元在在天对天对中说：中说：“庞昧革化，惟元气存。庞昧革化，惟元气存。” 宋代宋代二程遗书二程遗书卷五说：卷五说：“万物之始，皆气化。万物之始，皆气化。” 明代明代王廷相王廷相的的雅述雅述上篇说：上篇说：“元气之上无物元气之上无物。”（2 2）气有聚集与离散状态，太虚即气，气无生无灭气有聚集与离散

20、状态，太虚即气，气无生无灭 庄子庄子 知北游知北游明确指出气之聚散与物之生灭的关系，明确指出气之聚散与物之生灭的关系，文中说：文中说：“人之生，气之聚也，聚则为生，散则为死人之生，气之聚也，聚则为生，散则为死” 王充在王充在论衡论衡 道虚道虚中说：中说：“人之生，其犹冰也，水凝人之生，其犹冰也，水凝而为冰，气积而为人。而为冰，气积而为人。”“”“天地不生，故不死；阴阳不生，天地不生，故不死；阴阳不生，故不死故不死”。 唐代刘禹锡在唐代刘禹锡在天论天论中说，所谓中说，所谓“无形无形”，并不是绝，并不是绝对的空无。对的空无。“空者，形之希微者也空者，形之希微者也”。 王夫之王夫之（16191619

21、16921692，明末清初，明末清初) )：“凡虚空者，气也。凡虚空者，气也。聚则显，显则人谓之有；散则隐，隐则人谓之无聚则显，显则人谓之有；散则隐，隐则人谓之无。”张张子正蒙注子正蒙注 太和太和。 宋代的宋代的张载张载在在正蒙正蒙 太和太和中说：中说：“太虚者，气之太虚者，气之体体形聚为物，形溃反原形聚为物，形溃反原”，正蒙正蒙 乾称乾称：“太虚不能太虚不能无气，气不能不聚而为万物，万物不能不散而为太虚无气，气不能不聚而为万物，万物不能不散而为太虚”。 张载（张载（1020-10771020-1077）：宋代唯物主）：宋代唯物主义者，提出义者，提出“元气本体论元气本体论”和物质不灭和物质不灭

22、思想，主要著作有思想，主要著作有正蒙正蒙，张载关于，张载关于元气与万物变化规律的论述受到国际物元气与万物变化规律的论述受到国际物理学界的重视，被称为量子场论的古代理学界的重视，被称为量子场论的古代思想渊源。思想渊源。（3 3）气分阴阳，永远处于运动变化之中气分阴阳，永远处于运动变化之中 阴阳二气的相互作用，构成了天地万物存在与变化的多阴阳二气的相互作用，构成了天地万物存在与变化的多样性，天地万物变化的实质即气的运动变化。样性，天地万物变化的实质即气的运动变化。 王充王充在在论衡论衡 自然自然中说中说“天地合气，万物自生天地合气，万物自生”。 张载张载正蒙正蒙：“气有阴阳，屈伸相感之无穷气有阴阳

23、，屈伸相感之无穷”。 王夫之王夫之张子正蒙注张子正蒙注：“感者，交相感。阴感于阳而感者，交相感。阴感于阳而形乃成，阳感于阴而象乃著形乃成，阳感于阴而象乃著”。 西周末年的伯阳父西周末年的伯阳父解释地震现象时说：解释地震现象时说：“夫天地之气，夫天地之气，不失其序。若过其序不失其序。若过其序阳伏而不能出，阴迫而不能蒸，于阳伏而不能出，阴迫而不能蒸，于是有地震。是有地震。”（国语国语周语周语）就是说：）就是说：“天地之气天地之气”有有一定的秩序。若是失了秩序，阳气和阴气都不在它们应有的一定的秩序。若是失了秩序，阳气和阴气都不在它们应有的位置，不能有它们应有的运动，这就有地震。位置，不能有它们应有的

24、运动，这就有地震。（4 4）物质不灭思想物质不灭思想 张载在张载在正蒙正蒙 太和太和中说：中说：“聚亦吾体，散亦吾体。聚亦吾体，散亦吾体。” ” 指出气聚而成为人之形体，固然是存在的；人死后气散入太指出气聚而成为人之形体，固然是存在的；人死后气散入太空，但它依然是存在的。元气只有聚散，没有生灭，其本身空，但它依然是存在的。元气只有聚散，没有生灭，其本身是永恒存在的。是永恒存在的。 王夫之在王夫之在张子正蒙注张子正蒙注 太和太和中列举了燃烧、汽化和中列举了燃烧、汽化和升华三种物质形态变化的实例，生动的论证了升华三种物质形态变化的实例，生动的论证了“生非创有，生非创有，死非消灭死非消灭”，“聚散变

25、化，而气本体不为之损益。聚散变化，而气本体不为之损益。”的物质的物质不灭思想。不灭思想。3.3.元气说的成就和局限元气说的成就和局限 元气说把物质性的气作为有形宇宙的终极本原，把天地元气说把物质性的气作为有形宇宙的终极本原，把天地万物联结成一个有机整体，反映了物质世界的统一性与矛盾万物联结成一个有机整体，反映了物质世界的统一性与矛盾性、物质连续性与不连续性的辩证统一，否认了绝对真空的性、物质连续性与不连续性的辩证统一，否认了绝对真空的存在。它把矛盾看作运动变化和发展的原因，并且提出了物存在。它把矛盾看作运动变化和发展的原因，并且提出了物质不灭的物理思想。质不灭的物理思想。 元气说终究是一种思辩

26、理论，气无法观测，缺乏证实，元气说终究是一种思辩理论，气无法观测，缺乏证实，没有实验、数学等科学方法的配合，长期停留在推测、玄想没有实验、数学等科学方法的配合，长期停留在推测、玄想阶段，这个巨大的理论框架反而束缚了人们，致使中国没有阶段，这个巨大的理论框架反而束缚了人们，致使中国没有走上诞生近代科学的道路。走上诞生近代科学的道路。 李约瑟（李约瑟（1900-19951900-1995）认为：认为：“元气，像现代人元气，像现代人心目中以太波或辐射线。心目中以太波或辐射线。” 何祚庥何祚庥先生则认为先生则认为气气“与其说是接近于以与其说是接近于以太，不如说更接近于现太，不如说更接近于现代科学所说的

27、场代科学所说的场”，“元气学说元气学说是现代是现代量子场论的滥觞量子场论的滥觞”。4.4.评价评价三、宇宙论1.1.盖天说盖天说 “ “盖天说盖天说”是我国古代最早的宇宙结构学说。这一学说是我国古代最早的宇宙结构学说。这一学说认为天是圆形的，像一把张开的大伞覆盖在地上；地是方形认为天是圆形的，像一把张开的大伞覆盖在地上；地是方形的，像一个棋盘，日月星辰则像爬虫一样过往天空，因此这的，像一个棋盘，日月星辰则像爬虫一样过往天空，因此这一学说又被称为一学说又被称为“天圆地方说天圆地方说”。2.2.浑天说浑天说 浑天说的代表人物是东浑天说的代表人物是东汉的张衡，浑天说认为，天汉的张衡，浑天说认为，天和

28、地的关系就像鸡蛋中蛋白和地的关系就像鸡蛋中蛋白和蛋黄的关系一样，地被天和蛋黄的关系一样，地被天包在当中。浑天说中天的形包在当中。浑天说中天的形状，不像盖天说所说的那样状，不像盖天说所说的那样是半球形的，而是一个南北是半球形的，而是一个南北短东西长的椭圆球。大地也短东西长的椭圆球。大地也是一个球，这个球浮在水上是一个球，这个球浮在水上，回旋漂荡，回旋漂荡, ,后来又有人认为后来又有人认为地球是浮于气上的。地球是浮于气上的。 3.3.宣夜说宣夜说 宣夜说认为宇宙是无限的，宇宙中充满着气体，所有天宣夜说认为宇宙是无限的，宇宙中充满着气体，所有天体都在气体中漂浮运动。星辰日月的运动规律是由它们各自体都

29、在气体中漂浮运动。星辰日月的运动规律是由它们各自的特性所决定的，决没有坚硬的天球或是什么本轮、均轮来的特性所决定的，决没有坚硬的天球或是什么本轮、均轮来束缚它们，宣夜说打破了固体天球的观念，这在古代众多的束缚它们，宣夜说打破了固体天球的观念，这在古代众多的宇宙学说中是非常难得的。宇宙学说中是非常难得的。 宣夜说创造了天宣夜说创造了天体漂浮于气体中的理体漂浮于气体中的理论，并且在它的进一论，并且在它的进一步发展中认为连天体步发展中认为连天体自身，包括遥远的恒自身，包括遥远的恒星和银河都是由气体星和银河都是由气体组成的。这种十分令组成的。这种十分令人惊异的思想，竟和人惊异的思想，竟和现代天文学的许

30、多结现代天文学的许多结论相一致。论相一致。第二节第二节 中国古代物理学知识的积累中国古代物理学知识的积累一、力学知识一、力学知识二、热学知识二、热学知识三、光学知识三、光学知识四、电磁学知识四、电磁学知识五、声学知识五、声学知识一、力学知识的积累一、力学知识的积累（1 1）时间计量）时间计量干支纪法：干支纪法： 干支纪日在中国古代历法中占有重要地位，从春秋时鲁干支纪日在中国古代历法中占有重要地位，从春秋时鲁隐公三年（前隐公三年（前722722）至清宣统三年（）至清宣统三年（19111911），我国已有两千六），我国已有两千六百多年的干支纪日历史，是世界上最长的连续记日法。百多年的干支纪日历史，

31、是世界上最长的连续记日法。 “ “干支干支”是是“天干天干”和和“地支地支”的合称。的合称。 天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。 地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。亥。1.1.物理计量物理计量表表1-11-1六十甲子表六十甲子表 天干和地支相互组合成天干和地支相互组合成“六十干支六十干支”：甲子、乙丑、：甲子、乙丑、癸酉、甲戊、乙亥癸酉、甲戊、乙亥癸亥。共个组合，也称癸亥。共个组合，也称“六十甲六十甲子子”，周而复始，不断循环。，周而复始，不断循环。表表1-2 1-2

32、 十二时辰与十二时辰与2424小时纪日法的对应关系小时纪日法的对应关系子时 231时辰时 79时申时 1517时丑时 13时巳时 911时酉时 1719时寅时 35时午时 1113时戊时 1921时卯时 57时未时 1315时亥时 2123时十二时辰记时法：十二时辰记时法： 对一日之内时间的精确划分，古人采用十二时辰记时法，对一日之内时间的精确划分，古人采用十二时辰记时法，一日分一日分1212时辰，一时辰相当于现代的时辰，一时辰相当于现代的2 2小时。小时。测时仪器：测时仪器：圭表圭表： 由圭和表垂直构由圭和表垂直构成。利用太阳投影指成。利用太阳投影指示时间的仪器。表为示时间的仪器。表为直立的

33、杆子，圭为一直立的杆子，圭为一平板，板上有刻度，平板，板上有刻度，由表基向北延伸。由表基向北延伸。百刻时制（漏壶记时制）百刻时制（漏壶记时制）： 采用日晷或漏壶将一昼夜分为十时，一时分为十刻，采用日晷或漏壶将一昼夜分为十时，一时分为十刻，一昼夜共一昼夜共100100刻。刻。河河南南登登封封观观星星台台的的圭圭表表高高4040尺尺长长128128尺尺 日晷：日晷： 和圭表原理相似，是利用太阳投影的方向指示时间的仪器。和圭表原理相似，是利用太阳投影的方向指示时间的仪器。由晷盘和晷针组成，晷针安在晷盘中央，并垂直与晷盘。由晷盘和晷针组成，晷针安在晷盘中央，并垂直与晷盘。 赤道日晷通常由铜制的指针和赤

34、道日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针晷针”，垂直地穿过圆盘中心，垂直地穿过圆盘中心，晷针又叫晷针又叫“表表”，石制的圆盘叫做，石制的圆盘叫做“晷面晷面”，安放在石台上，呈南高，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于赤道面，这样，北低，使晷面平行于赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极，下端晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出面刻划出1212个大格，每个大格代表个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由晷针的影

35、子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。于是，移也慢慢地由西向东移动。于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。来显示时刻。漏刻：漏刻： 我国关于漏刻最早的文献记载是我国关于漏刻最早的文献记载是周礼周礼夏官夏官司马司马：“挈壶氏：掌挈壶以令军井，挈壶氏：掌挈壶以令军井，皆以水火守之，以分昼夜。皆以水火守之，以分昼夜。” 隋制隋制上说：上说：“周礼周礼挈壶氏，其挈壶氏，其法总以百刻，分以昼夜，法总以百刻，分以昼夜，冬至昼漏四十刻，夜漏冬

36、至昼漏四十刻，夜漏六十刻，夏至昼漏六十六十刻，夏至昼漏六十刻，夜漏四十刻；春秋刻，夜漏四十刻；春秋二分昼夜，各五十刻。二分昼夜，各五十刻。” 漏壶有两种形式：漏壶有两种形式：泻水型和受水型。泻水型和受水型。 我国最早的我国最早的西汉青铜挈壶西汉青铜挈壶为泻水型漏壶，只有一把挈为泻水型漏壶，只有一把挈壶，出水口在壶底侧。由于挈壶里水位不同时出水速度不壶，出水口在壶底侧。由于挈壶里水位不同时出水速度不同，后来又发展出受水型。并逐渐由最初的两壶发展成多同，后来又发展出受水型。并逐渐由最初的两壶发展成多壶。下图为根据唐朝吕才壶。下图为根据唐朝吕才历象汇编历法典历象汇编历法典9999卷刻漏图卷刻漏图制作

37、的四级漏壶。制作的四级漏壶。浮漏：浮漏： 宋代沈括在多级漏壶的基宋代沈括在多级漏壶的基础上发明了础上发明了浮漏浮漏，每昼夜误差，每昼夜误差小于小于2020秒。宋代燕肃制作的秒。宋代燕肃制作的莲莲花漏花漏改进了刻箭的刻度方法，改进了刻箭的刻度方法，精度提高到精度提高到14.414.4秒；宋代赵友秒；宋代赵友钦则将精度提高钦则将精度提高6 6秒。秒。莲花漏莲花漏机械记时：机械记时： 东汉的张衡在东汉的张衡在117117年发明年发明浑天仪浑天仪，用于测定天体位置，用于测定天体位置，一天转一周。后经唐宋发展，成为世界上最早的天文钟。一天转一周。后经唐宋发展，成为世界上最早的天文钟。 张衡张衡(78-1

38、39)(78-139)东汉时期伟大的天文学家，在数学、地理、东汉时期伟大的天文学家，在数学、地理、绘画和文学等方面也表现出非凡的才能和广博的学识。张衡绘画和文学等方面也表现出非凡的才能和广博的学识。张衡共著有科学、哲学和文学著作三十二篇，其中天文著作有共著有科学、哲学和文学著作三十二篇，其中天文著作有灵宪灵宪、灵宪图灵宪图、浑天仪图浑天仪图等。等。 为了纪念张衡的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为了纪念张衡的功绩，人们将月球背面的一环形山命名为为“张衡环形山张衡环形山”，将小行星，将小行星18021802命名为命名为“张衡小行星张衡小行星”。 张衡谦虚谨慎，勤学不倦、勇于进取而不慕名利，在我

39、张衡谦虚谨慎，勤学不倦、勇于进取而不慕名利，在我国和世界自然科学史上有崇高的地位。郭沫若对张衡的评价国和世界自然科学史上有崇高的地位。郭沫若对张衡的评价是：是：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见。如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见。” 张衡是浑天说的代表人物之一，他指出月球本身并不发张衡是浑天说的代表人物之一，他指出月球本身并不发光，月光是日光的反射，他还正确解释了月食的成因。画出光，月光是日光的反射，他还正确解释了月食的成因。画出了我国第一张完备的星图，观测记录了两千五百颗恒星，创了我国第一张完备的星图，观测记录了两千五百颗恒星，创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪

40、，制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪，第一架测试地震的仪器候风地动仪，还制造了指南车、自动第一架测试地震的仪器候风地动仪，还制造了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等，因机械水平很高，被称为记里鼓车、飞行数里的木鸟等等，因机械水平很高，被称为“木圣木圣”。（2 2）度量衡：）度量衡：度度- -长度长度 量量- -容量容量 衡衡- -重量重量计量单位计量单位 长度：长度：孔子家语孔子家语：“布指知寸，布手知尺，舒肘知布指知寸，布手知尺，舒肘知寻寻”。 容量：一手所盛为容量：一手所盛为“溢溢”, ,二手合盛为二手合盛为“掬掬”,“,“掬四谓掬四谓之豆之豆”。 孙子算经孙子算经：

41、“度之所起，起与忽。蚕吐丝为忽。十度之所起，起与忽。蚕吐丝为忽。十忽为一丝，十丝为一毫，十毫为一厘，十厘为一分忽为一丝，十丝为一毫，十毫为一厘，十厘为一分”。 汉书汉书律历志律历志：“度者，分、寸、尺、丈、引也，度者，分、寸、尺、丈、引也，所以度长短也。本起黄钟之长，以子谷秬黍中者，一黍之广，所以度长短也。本起黄钟之长，以子谷秬黍中者，一黍之广，度之九十分，黄钟之长。一为一分，十分为寸，十寸为尺，度之九十分，黄钟之长。一为一分，十分为寸，十寸为尺，十尺为丈，十丈为引十尺为丈，十丈为引”。 对于量和衡的基准也以黄钟而定。量者，对于量和衡的基准也以黄钟而定。量者，龠、合、升、龠、合、升、斗、斛斗、

42、斛也，所以量多少也。也，所以量多少也。本起黄锺之龠，以子谷秬黍中者本起黄锺之龠，以子谷秬黍中者千有二百实为一龠，合龠为合，十合为升，十升为斗，十斗千有二百实为一龠，合龠为合，十合为升，十升为斗，十斗为斛为斛，而五量嘉矣。，而五量嘉矣。衡权者，铢、两、斤、钧、石衡权者，铢、两、斤、钧、石也，所以也，所以称物轻重也。称物轻重也。本起黄锺之重，一龠容千二百黍，重十二铢，本起黄锺之重，一龠容千二百黍，重十二铢，二十四铢为两，十六两为斤，三十斤为钧，四钧为石，二十四铢为两，十六两为斤，三十斤为钧，四钧为石，而五而五权谨矣。衡，平也。权，重也。权谨矣。衡，平也。权，重也。”即即律管容积为容量单位一律管容积

43、为容量单位一龠龠。 汉书汉书律历志律历志：记载了长：记载了长度、容量、重量各单位及计算：度、容量、重量各单位及计算：长长度单位：度单位：引、丈、尺、寸、分，十引、丈、尺、寸、分，十进制；进制；容量单位：容量单位：斛、斗、升、合、斛、斗、升、合、龠，基本十进制；龠，基本十进制；重量单位：重量单位：石、石、钧、斤、两、铢，非十进制。钧、斤、两、铢，非十进制。计量器具计量器具： 长度量具：长度量具：最早最早商代的牙尺商代的牙尺，等于现在的，等于现在的16.95cm16.95cm；战战国的铜尺国的铜尺，合现在的，合现在的23.0cm23.0cm；公元年，；公元年，新莽时期的铜卡尺新莽时期的铜卡尺，长度

44、长度14.22cm14.22cm，分固定尺和活动尺两部分，相当于现在的游，分固定尺和活动尺两部分，相当于现在的游标卡尺。标卡尺。远距离长度计量：远距离长度计量：唐宋时的丈杆、测绳、步车，特别是唐宋时的丈杆、测绳、步车，特别是记里鼓车记里鼓车利用车轮的转动，间接而自动的记录车行里数。利用车轮的转动，间接而自动的记录车行里数。 容量量具：容量量具：斛、斗、升、合、龠。斛、斗、升、合、龠。 重量量具：重量量具：古人称之为古人称之为衡衡，衡的形式包括：等臂天，衡的形式包括：等臂天平、不等臂天平、杆秤。权就是砝码或秤砣。平、不等臂天平、杆秤。权就是砝码或秤砣。商代牙尺商代牙尺 1954 1954年在湖南

45、长沙战国楚墓出土的我国最早的等臂天平年在湖南长沙战国楚墓出土的我国最早的等臂天平和砝码，天平为木杆，杆端有两盘，还有以两为单位的九个和砝码，天平为木杆，杆端有两盘，还有以两为单位的九个砝码。砝码。2.2.时间、空间和运动时间、空间和运动（1 1）时间与空间）时间与空间 战国思想家魏国人尸佼（前战国思想家魏国人尸佼（前390390前前330330）在其著作）在其著作尸尸子子中写有：中写有：“上下四方曰宇，往古今来曰宙上下四方曰宇，往古今来曰宙”。这里。这里宇就宇就是空间，宙就是时间是空间，宙就是时间。 庄子庄子：“有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽者，有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽者，宙也。

46、宙也。”即：即：宇是实在的和无处不在的，宙有长短但无始终。宇是实在的和无处不在的，宙有长短但无始终。 墨经墨经：“久，弥异时也；宇，弥异所也久，弥异时也；宇，弥异所也”。即：。即：久，久，包括所有不同的时刻；宇，覆盖东西南北不同的方位和场所包括所有不同的时刻；宇，覆盖东西南北不同的方位和场所。 时空无限性时空无限性 庄子曰：庄子曰：“天与地无穷天与地无穷”，张衡说：，张衡说：“宇之表无极，宙宇之表无极，宙之端无穷之端无穷”, ,墨家：墨家：“久，有穷，无穷久，有穷，无穷”等。等。（2 2）运动与静止）运动与静止 墨经墨经：“动，域徙也动，域徙也”“”“止，以久也止，以久也”。“俱止俱止动。动。

47、”指平动，指平动，“偏际徙偏际徙”指转动。指转动。 （3 3）运动的相对性）运动的相对性 吕氏春秋吕氏春秋：“刻舟求剑刻舟求剑”故事。故事。 隋书隋书 天文志天文志：“乘船以涉水，水去船不徙也乘船以涉水，水去船不徙也”，“仰游云以观，日月常动而云不移仰游云以观，日月常动而云不移”。 尚书纬尚书纬考灵曜考灵曜：“地恒动不止而人不知，譬如人地恒动不止而人不知，譬如人在大舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉在大舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉”。3.3.对力的认识对力的认识（2 2）外力与内力）外力与内力 王充王充论衡论衡：“古之多力者，身能负荷千钧，手能决古之多力者，身能负荷千钧，手能决角伸钩，使之自举不能离

48、地。角伸钩，使之自举不能离地。”（1 1）力的概念）力的概念 墨经墨经：“力，刑之所以奋也力，刑之所以奋也”，这里，这里刑刑即形，指物，即形，指物，奋奋即飞，动的意思。即飞，动的意思。 王充王充论衡论衡 效力篇效力篇：“人有知学，则有力矣。文吏人有知学，则有力矣。文吏以理事为力，而儒生以学问为力以理事为力，而儒生以学问为力”，“故博达疏通，儒故博达疏通，儒生之力也；生之力也；举重拔坚，壮士之力也举重拔坚，壮士之力也”，“故夫垦草殖谷，农故夫垦草殖谷，农夫之力也；勇夫之力也；勇猛猛攻战，士攻战，士卒之卒之力也；构力也；构架架斫削，工斫削，工匠之匠之力也；力也；治治书书定薄，佐定薄，佐史之史之力也

49、；论力也；论道道议政，贤议政，贤儒之儒之力也力也”（3 3）杠杆原理）杠杆原理 墨经墨经中对不等臂天平的论述：中对不等臂天平的论述：“衡，加重于其一旁，衡，加重于其一旁，必捶，权、重相若也。相衡，则本短标长。两加焉，重相若，必捶，权、重相若也。相衡，则本短标长。两加焉，重相若，则标必下，标得权也。则标必下，标得权也。”四个术语：标（力臂）、本（重四个术语：标（力臂）、本（重臂）、权（秤砣）、重（重物）。臂）、权（秤砣）、重（重物）。 西安半坡仰韶文化（距西安半坡仰韶文化（距今今5000500060006000年前）遗址出年前）遗址出土的汲水陶罐：口小、腹大、土的汲水陶罐：口小、腹大、底尖，两侧

50、耳环稍低于罐的底尖，两侧耳环稍低于罐的重心。两耳系绳，空时倾斜，重心。两耳系绳，空时倾斜，盛水将满时直立，水全满时盛水将满时直立，水全满时自动倾覆，在高岸汲取河水自动倾覆，在高岸汲取河水时，罐可以在水中自动汲水时，罐可以在水中自动汲水而不需外力。而不需外力。 （4 4）重心与平衡）重心与平衡 淮南子淮南子 说山训说山训曾对曾对重心与平衡的关系有：重心与平衡的关系有：“下轻下轻上重，其覆必易。上重，其覆必易。”的记载。的记载。 荀子荀子 宥坐宥坐把它描写作把它描写作“虚则欹，中则正，满则虚则欹，中则正，满则覆。覆。”所以会出现这种现象，是由于欹器的重心随盛水的多所以会出现这种现象，是由于欹器的重

51、心随盛水的多少而发生变化的缘故。少而发生变化的缘故。 西周时期，聪明的工匠制造了一件盛水的西周时期，聪明的工匠制造了一件盛水的“欹器欹器”。“欹欹”的意思是倾斜。它可以随盛水的多少而发生倾斜变的意思是倾斜。它可以随盛水的多少而发生倾斜变化。不装水时，它成倾斜状态；装上一半水时，就中正直化。不装水时，它成倾斜状态；装上一半水时，就中正直立；装满水时，它就自动翻倒，把所盛之水倒出。立；装满水时，它就自动翻倒，把所盛之水倒出。 据说，有一次孔子去周庙参观，据说，有一次孔子去周庙参观，见庙中有个欹器。孔子问道：见庙中有个欹器。孔子问道：“这是这是什么器物什么器物?”?”守庙的人回答说：守庙的人回答说：

52、“这是这是佑座器。佑座器。”孔子说：孔子说：“我听说这种东我听说这种东西灌满了水就翻过去，没有水就倾斜，西灌满了水就翻过去，没有水就倾斜，灌一半的水正好能垂直正立，是这样灌一半的水正好能垂直正立，是这样的吗的吗?”?”守庙的人回答说：守庙的人回答说：“是的。是的。”孔子让子路取来水试了试，果然这样，孔子让子路取来水试了试，果然这样，于是长叹一声说：于是长叹一声说：“唉，哪有满了而唉，哪有满了而不翻倒的呢不翻倒的呢?”?”意思是告诫弟子，要谦意思是告诫弟子，要谦虚，切戒自满。清朝皇帝让人在紫禁虚，切戒自满。清朝皇帝让人在紫禁城里摆设欹器，是借欹器城里摆设欹器，是借欹器“满则覆，满则覆，中则正，虚

53、则欹中则正，虚则欹”的特点喻示的特点喻示“满招满招损，谦受益，戒盈持满损，谦受益，戒盈持满”的道理，并的道理，并以此警戒自己，以利于自己的统治。以此警戒自己，以利于自己的统治。（5 5）惯性：）惯性： 春秋战国时期的春秋战国时期的考工记考工记 辀人辀人中描述：中描述：“劝登马力，劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉。马力既竭，辀犹能一取焉。”（6 6）浮力：）浮力： 中国关于浮力原理的记述最早见于中国关于浮力原理的记述最早见于墨经墨经经下经下：“荆之大，其沈浅也，说在衡。荆之大，其沈浅也，说在衡。”“”“荆沈。荆之衡也，则沈荆沈。荆之衡也，则沈浅，非荆浅也。若易五之一。浅，非荆浅也。若易五之一。”

54、 东汉王充对平衡问题作了极好的论述：东汉王充对平衡问题作了极好的论述：“圆物投之于地，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，及其移徙，须人动举。而止，及其移徙，须人动举。”（论衡论衡 状留篇状留篇） 曹冲称象的方法，正是浮力原理的具体运用。在中国曹冲称象的方法，正是浮力原理的具体运用。在中国历史上，据记载，有比曹冲更早的类似故事。东周燕昭王历史上，据记载，有比曹冲更早的类似故事。东周燕昭王（？前（？前279279）有一大猪，他命司衡官用杆秤称它的重量。）有一大猪，他命司衡官用杆秤称它的重量。结果，折断十把杆秤

55、，猪的重量还没有称出来。他又命水结果，折断十把杆秤，猪的重量还没有称出来。他又命水官用浮舟量，才知道猪的重量。（见官用浮舟量，才知道猪的重量。（见玉函山房辑佚书玉函山房辑佚书卷七十一卷七十一苻子苻子） 除了用舟称物之外，用舟除了用舟称物之外，用舟起重也是中国人的发明。宋代起重也是中国人的发明。宋代的僧怀丙曾利用浮力打捞铁牛。的僧怀丙曾利用浮力打捞铁牛。据说，山西蒲州的黄河上有一据说，山西蒲州的黄河上有一座浮桥，桥缆用铁牛固定在两座浮桥，桥缆用铁牛固定在两岸，岸，10641064年的洪水将铁牛冲入年的洪水将铁牛冲入河中。怀丙用两只装满土的船河中。怀丙用两只装满土的船与铁牛连起来，而后将土除去，与

56、铁牛连起来，而后将土除去，使得铁牛浮出水面。使得铁牛浮出水面。（7 7）弹力：）弹力： 由于弹性材料的长期使用，人们开由于弹性材料的长期使用，人们开始注意到材料形变的规律。始注意到材料形变的规律。考工记考工记 弓弓人人中有中有“量其力，有三钧量其力，有三钧”的说法。的说法。 东汉的郑玄（东汉的郑玄（127-200127-200）对此进行了）对此进行了注释，他写道：注释，他写道：“假令弓力胜三石，引假令弓力胜三石，引之中三尺，弛其弦，以绳缓擐之，每加之中三尺，弛其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺。物一石，则张一尺。” ” （8 8）大气压力）大气压力 南北朝成书的南北朝成书的关尹子关尹子：“

57、瓶存二窍，以水实之，倒瓶存二窍，以水实之，倒泻；闭一则水不下，盖（气）不升则不降。泻；闭一则水不下，盖（气）不升则不降。” 唐代王冰唐代王冰素问素问：“虚管溉满，捻正悬之，水固不泄，虚管溉满，捻正悬之，水固不泄，为无升气而不能降也；空瓶小口，顿溉不入，为气不出而不为无升气而不能降也；空瓶小口，顿溉不入，为气不出而不能入也。能入也。”（1 1）水转筒车水转筒车： 一种以水流作动力，取水灌田的工一种以水流作动力，取水灌田的工具。其原理为：在水流很急的岸旁打下具。其原理为：在水流很急的岸旁打下两个硬桩，制一大轮，将大轮的轴搁在两个硬桩，制一大轮，将大轮的轴搁在桩叉上。大轮上半部高出堤岸，下半部桩叉上

58、。大轮上半部高出堤岸，下半部浸在水里，可自由转动。大轮轮辐外受浸在水里，可自由转动。大轮轮辐外受水板上斜系有一个个竹筒，岸旁凑近轮水板上斜系有一个个竹筒，岸旁凑近轮上水筒的位置，设有水槽。当大轮受水上水筒的位置，设有水槽。当大轮受水板受急流冲激，轮子转动，水筒中灌满板受急流冲激，轮子转动，水筒中灌满水，转过轮顶时，筒口向下倾斜，水恰水，转过轮顶时，筒口向下倾斜，水恰好倒入水槽，并沿水槽流向田间。此种好倒入水槽，并沿水槽流向田间。此种筒车日夜不停车水浇地，不用人畜之力，筒车日夜不停车水浇地，不用人畜之力，功效高，约产生于隋唐时代。唐诗人刘功效高，约产生于隋唐时代。唐诗人刘禹锡有禹锡有机汲记机汲记

59、加以描述。加以描述。4.4.简单机械和力学知识应用简单机械和力学知识应用（2 2）水转连磨水转连磨： 中国古代由水轮驱动的粮食加工机械。据中国古代由水轮驱动的粮食加工机械。据魏书魏书记载，记载，最早为最早为晋人杜预晋人杜预所创制。其原动轮为一具大型水轮，由水力所创制。其原动轮为一具大型水轮，由水力驱动运转。水轮的长轴上联结驱动运转。水轮的长轴上联结3 3个齿轮，每个齿轮联动个齿轮，每个齿轮联动3 3个石个石磨。因有磨。因有9 9台石磨同时工作，其效率很高。台石磨同时工作，其效率很高。水转连磨模型（3 3）水碓水碓： 出现于西汉末年，它是利用水力舂米的机械。水碓的动出现于西汉末年，它是利用水力舂

60、米的机械。水碓的动力机械是一个大的立式水轮，轮上装有若干板叶，转轴上装力机械是一个大的立式水轮，轮上装有若干板叶，转轴上装有一些彼此错开的拨板，拨板是用来拨动碓杆的。每个碓用有一些彼此错开的拨板，拨板是用来拨动碓杆的。每个碓用柱子架起一根木杆，杆的一端装一块圆锥形石头。下面的石柱子架起一根木杆，杆的一端装一块圆锥形石头。下面的石臼里放上准备加工的稻谷。流水冲击水轮使它转动，轴上的臼里放上准备加工的稻谷。流水冲击水轮使它转动，轴上的拨板拨动碓杆的梢，使碓头一起一落地进行舂米。利用水碓，拨板拨动碓杆的梢，使碓头一起一落地进行舂米。利用水碓，可以日夜加工粮食。可以日夜加工粮食。（4 4）水排鼓风机：