古代物理的智慧光芒(上篇)

世界物理學的發展過程可以大致分為古代物理、近代物理和現代物理三個段落，公元15世紀以前的歷史，屬于古代物理，公元前6世紀以后，中國和古希臘分別形成東、西兩個科學文明發展中心，那時社會生產力水平低下，人類為了生存和發展，在生產勞動和日常生活中，努力通過觀察和直覺認識大自然，不斷進行經驗總結，得到的結論往往是經驗性的，粗糙的，這是物理科學的萌芽階段，但是，古代物理仍然充滿了人類智慧的光芒，不僅有力地促進了當時社會經濟的發展，改善了民生。而且對現代科學技術的發展也是啟迪良多。

對世界物質本原的認識

萬千世界究竟是由什么構成的?這是人類亙古的話題，公元前四五世紀，古希臘學者留基伯和他的學生德膜克利特認為，宇宙萬物都是由原子構成的；原子是最小的物質微粒：原子之間存在空虛，原子在空虛中永遠運動著；原子的數量、形式和排列的不同，形成了豐富多彩的各樣物質，幾乎同時，我國戰國時期的著名學者墨翟提出“端”是物質的始原，《墨經》第六十二條說：“端，體之無序(厚)而最前者也，”即“端”就是組成物質的一種極小(無厚)的、最原始的微粒(最前者)，而且是不可分割的，他認為不同的“端”交互配合形成了各種物質，請看，東、西方古代樸素的原子論真是異曲同工!直到19世紀。英國科學家道耳頓才以實驗為基礎建立了科學原子論，并逐漸形成現代基本粒子理論，認識到原子也是有內部結構的，原子由電子和原子核組成，原子核由質子和中子等更小的粒子組成。

萬物是如何產生與發展的

世間萬物是如何產生的?它們將如何發展變化?這也是人類最關心的問題，我國春秋時期的思想家老子在《道德經》中有一段名言：“道生一，一生二，二生三，三生萬物，萬物負陰而抱陽，沖氣以為和，”說明世界萬物都來源于道，道通過天氣陽和地氣陰相結合生成的和氣形成了萬物，道究竟是什么?老子說：“道沖，而用之或不盈……湛兮似或存，吾不知誰之子，象帝之先，”(《道德經》第四章)意思是說大道本空，像真空一樣，但是它有巨大的能量，作用起來沒有窮盡，它幽隱清湛，恍恍惚惚，沒有形狀，但確實是存在的；我不知道它是誰的兒子，好像出現在天帝之前，20世紀40年代，伽莫夫等科學家提出了大爆炸宇宙學，認為宇宙開始于一個原始奇點。那時宇宙沒有任何粒子，只有時間、空間和真空場。而且有無限高的溫度和密度，之后，宇宙發生一次爆炸，引起數目驚人的粒子產生，隨著時間推移，宇宙溫度降低，不斷膨脹，宇宙粒子逐漸演變成光子和各種原子，歷經130多億年，才形成今天之宇宙，大爆炸宇宙學和老子的道德經何其相似!

對力和運動的認識

對物體運動和力的分析，東、西方學者都在努力探索，古希臘學者亞里士多德認為物體不受外力作用時將靜止在“天然位置”上，勻速運動是物體受恒力作用的結果，加速運動則是物體趨向“天然位置”的傾向加強或阻力減小的表現，他提出了“第一推動者”概念，認為“它是永恒的，先于其他而自身不動的推動者，可以作為其他事物運動的根源”，這就為上帝的出現預留了位置，為日后科學發展設置了障礙，而我國學者墨翟在《墨經》中指出：“力，刑之所以奮也，”這里“刑”指物體，“奮”指運動，意思是說力是物體運動狀態改變的原因，顯然，這是力的正確定義，特別是墨家認為物體重量是一種力，這是人類對力最早的理性認識，

對時間、空間的認識

研究物體機械運動，必然要建立時間和空間概念，我國古代宇宙的含義就是指空間和時間，在《墨經》中稱“宙”為“久”，所以把宇宙稱為“久宇”，并提出了“久”的“有窮”、“無窮”、“有久”和“無久”概念，“有窮”指具體事物經歷的時間是有限的，而“無窮”是指自古以來流逝的時間是無窮的，“有久”是時間，“無久”指時刻，戰國學者尸佼進一步總結道：“四方上下日宇，往古今來日宙，”明確提出了四維時空觀，亞里士多德也強調，在談到運動時必須說明“什么”在運動，“在哪里”運動，“何時”運動，這就提出了物質運動和時間、空間的不可分割性，這些都說明古代人類對時空有了比較深刻的認識。