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平面镜成像的原理是光的 《墨经》的科技之光

更新时间:2023-09-17 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

量子卫星“墨子号”u6m物理好资源网(原物理ok网)

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两道光束,从世界第一颗量子卫星中国“墨子号”向月球发出,标志着我国在国际上率先实现了千公里级的星地单向量子纠缠分发,振动全球。那天是2017年6月15日。因这一史诗级实验成果,“墨子号”登上了世界尖端科学刊物《科学》的封面。u6m物理好资源网(原物理ok网)

我国自主研发的世界首颗量子卫星,为何被命名为“墨子号”?身为量子科学实验卫星首席科学家、中国科大学教授的潘建伟是如此说的——哲学家、墨家学派创始人墨子是中华民族最早的科学家之一,他和他的中学生做了世界上第一个“小孔成像”实验,并发觉了光是直线传播的,提出了某种意义上的粒子论,为量子通讯的发展打下了一定的基础。“因此,光量子学实验卫星用那位中国儒者命名,我觉得是很琐屑的。”潘建伟说。u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子是科学真理的探求者,他开创的法家学派是中国历史上最早的独一无二的从事科学研究实验的学术团体,产生了重理智、重实用、重科学的墨派特点,其成就在中国唐代科技史上占有重要的位置。其科学思想主要在《墨经》中展示。《墨经》又称《墨辩》,是《墨子》的一部份,指《墨子》中的《经上》《经下》《经说上》《经说下》《大取》《小取》6篇,主要是讨论认识论、逻辑和自然科学的问题。梁启超在其《墨经校释·自序》中说:“在吾国的古籍中,欲求与今世所谓科学精神相悬契者,《墨经》而已矣!”u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子光学:现代拍照技术原理的起源u6m物理好资源网(原物理ok网)

2016年8月16日下午,在广阔的夜空,一颗新星划出闪耀的痕迹,我国发射首颗量子科学实验卫星——“墨子号”,这是人类探知量子世界的幽秘和神奇的首创,意味着中国成为世界上首个实现卫星和地面之间量子通讯的国家,先于欧美拥有量子通讯覆盖全球的能力。这也正像两千年前,科学儒者墨子在世界上首先通过小孔成像实验发觉光是直线传播的一样,展示了中国科技推动世界的力量。这颗量子卫星命名为“墨子号”的意义也在于此。u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子是最早研究光的,也是第一个发觉“小孔成像”的人。“小孔成像”是法家几何光学的一部份,也是现代拍照技术原理的起源。《墨经》中这样纪录了小孔成像:“景到,在午有端,与景长,说在端。”“景,光之人,煦若射。下者之人也高,高者之人也下。足蔽下光,故景障内也。”然而,法家光学理论并不止于此,墨子在《墨经》中提出的知名的“光学八条”重要阐述,有影的定义与生成、光与影的关系、光是直线进行的、光有反射性能、光和光源的关系显影的大小、平面镜与凹凸镜成像原理等,其影论、像论为几何光学打下了基础,也为量子通讯的发展打下了一定的基础。知名化学学家钱临照评价说:“这八条光学文字,寥寥数百字,毋宁可称两千多年前世界上伟大光学专著。”英国科技史专家李约瑟在《中国科学技术史》物理卷中说,墨子关于光学的研究,“比我们所知的法国的为早”,“印度亦不能比拟”。u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子语文:标志着中国几何学的萌芽u6m物理好资源网(原物理ok网)

是无间也。”几何中的“圆”“平”“方”,法家释曰:“圆,中学同长也。”“平,同高也。”“方,竹隅三权也。”墨子对正圆形的定义与欧几里得几何学是一致的。u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子提出了“三点共线”的直线定义。几何中的“线”,法家称为“尺”,直线称为“直”:“直,相参也。”这里参就是三。三点共一线就是直,与现代几何中直线的定义完全相同。三点共线在后世检测物体的高度和距离方面得到广泛的应用。明代物理家刘徽在检测学著作《海岛算经》中,就是应用三点共线来测高和测远的。汉朝之后弩机上的瞄准器“望山”也是据此发明的。据悉,墨子还对十进位值制进行了阐述,如《经下》提到:“一多于二二少于五,说在建位。”这是对十进位值制的指出,在物理史上具有重要地位。u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子是中国历史上第一个从理智高度对待物理问题的科学家,他给出了点、线、面、方、圆一系列几何概念的命题和定义。墨子出身匠人,他在手工业生产中,使用规(圆规)、矩(直角直尺)、悬(悬线)、水(水平线)等劳动工具进行测算的过程中,发展上去几何学的概念,其理论认识已达到相当高的水平,标志着我国在战国时期就早已形成了理论几何学的萌芽。诸如:几何中的“点”,《墨经》称为“端”:“端,体之无厚而最后者也。”“端,u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子热学:发觉压强和杠杆平衡原理u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子擅于制造精美的工具,其门徒也多能工巧匠,手艺非凡。以墨子为代表的法家从人的生产生活实践中总结出热学原理,《墨经》中关于“力”的定义就是从人的体力概念引申下来的。“力,刑之所以奋也。”这里“刑”就是“形”,指人的身体;“奋”的意思是鸟伸开翅膀从田野飞起。这句话的意思是说,力是使人的运动发生转移和变化的缘由。以墨子为代表的法家发觉了压强原理。《墨经》中写道:“刑之大,其沉浅也,说在衡。”就是说,形体大的物体在水底沉下的部份浅,这是因为物体重量被水的压强平衡的缘故。这说明法家除了认识到压强同重力的平衡关系,但是有定量的概念。总结出压强原理,并开始在生产中加以应用。u6m物理好资源网(原物理ok网)

法家发觉了杠杆平衡原理,用“衡”“权”“重”“标”“本”来说明杆杆原理的作用,并借此推广制造了一些先进的工具,运用在生产、生活、军事上。《墨经》中提及墨子借助杠杆原理研发成秸槔,用于提水。法家加以改进作为筑城劳动中的起重机,地道战中的挖掘机,守城之战中杀伤敌方的冲撞机。法家还把杠杆类机械辘轳当成防御战中箭矢之车的配套设备,拿来拉开巨大的弩弓以引长箭。u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子手艺:我国唐代风筝的发明人u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子精通手工手艺,可与当时的巧匠公输班相比。他曾耗费了3年的时间,悉心研发出一种才能飞行的木鸟(风筝、纸鸢),成为我国唐代风筝的创始人。他又是制造汽车的能手,可在不到一日的时间内造出载重30石的面包车。且所造之车运行迅速又省力,经久耐用,为当时的人们所赞赏。墨子擅长逼抢城池(即所谓的“墨守”)平面镜成像的原理是光的,其弟子将他的经验总缔结《城守》二十一篇。在《墨子》一书中的“备城门”“备水”“备穴”“备蛾”“迎敌祠”“杂守”等篇中,他详尽地介绍和论述了城门的悬门结构,城门和城内外各类防御设施的构造,弩、桔槔和各类攻防器械的制造工艺平面镜成像的原理是光的,如箭矢车(《墨子·备高临》)、转射机(《墨子·备城门》)、藉车(《墨子·备城门》)。以及水道和地道的构建技术,这种器械设施对后世的军事活动有着很大的影响。u6m物理好资源网(原物理ok网)

墨子还对声音的传播进行过研究,为防御敌方攻城设计了一种粮下声源侦测装置。具体的方式是,沿瓮城根每隔一定距离挖上一口井,挖到地下水位以下约两尺为止,之后在井下放置一个容量七八十升的陶瓮,瓮口蒙上皮革,作为地下共鸣箱。让触觉灵敏的人伏在瓮口仔细听,当有敌军挖坑道攻城时,就可以按照陶瓮杂音的大小来确定敌方的方向位置,便于攻打击溃。由上可见,《墨经》可以说是一部百科全书式的科学专著,墨子是一位百科全书式的科学家。u6m物理好资源网(原物理ok网)

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