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　　　　则淳卤矣。取其浮而直。闽人以鸡子、桃仁试之。饭豆亦可试也。”2他补充了一种用“饭豆”测试的方法。另外方以智还记述了在冶炼多种金属混合其中的矿石时由于比重的不同“重者在下浮土在上以次分焉”3。对虹吸现象的进一步认识明代人们对虹吸现象的认识已深入一步。徐光启述及“过山龙”（即虹吸管）的引水条件是“必上水高于下水则可为之至平则止”在流水中“必须上流高于下流”4。徐霞客在游历云南鸡足山时曾推断寺庙里喷泉的高度“此必别有一水其高与此并”5。方以智也认为过山龙“其来处何高则所激之高可与之比。或故使之瀑下就以筒承瀑则水激而上。上既出则流通而不止矣”6。

　　　　传入的西方力学知识明末传入我国的西方近代力学和机械学知识主要集中在邓玉函（z1576—163o）口授、王徵笔述并绘图的《远西奇器图说录最》（1627）中。该书共三卷。第一卷六十一款叙述力学基本知识与原理。包括地心引力重心各种几何图形重心的求法重心与稳定性的关系各种物体的比重浮力等。第二卷九十二款叙述各种简单机械的原理与计算包括杠杆、滑轮、螺旋、斜面等一般知识。第三卷介绍各种实用机械共五十四幅图说。该书汇总了从阿基米德到十六世纪初的西方力学和机械学知识并且其中有些内容引用了伽利略的著述1。

　　　　2《物理小识》卷七《金石类·盐》。

　　　　3《物理小识》卷七《金石类·分金炉》。

　　　　4《农政全书》卷十七《灌溉图谱》。

　　　　5《徐霞客游记》卷七上《滇游日记》。

　　　　6《物理小识》卷八《器用类·转水法》。

　　　　1参阅严敦杰：《伽利略的工作早期在中国的传布》载《科学史集刊》第七期（1964）第8—27页。第二节声学对声的认识及应用宋应星在《论气》中写道：“气本浑沦之物及夫冲之有声焉飞矢是也；界之有声焉跃鞭是也；振之有声焉弹弦是也；辟之有声焉裂缯是也；合之有声焉鼓掌是也；持物击物气随所持之物而逼及于所击之物有声焉挥椎是也。”2说明一切声现象都离不开气的因素声音的产生是因为物体的振动或急运动对空气的冲击。他还写道：“物之冲气也如其激水然。气与水同一易动之物。以石投水水面迎石之位一拳而止而其文（纹）浪以次而开至纵横寻丈而犹未歇。其荡气也亦犹是焉特微渺而不得闻耳。”1在此宋应星明确地用水波与声波相比较认为声音传播过程中空气的振动与水波的振动类似。当然他那个时代还不可能知道声波是纵波而水波是横波的差别。

　　　　方以智曾进行声波共鸣现象的观察和实验他说：“《梦溪笔谈》曰：今有琵琶以管色奏双调则琵琶有声应之以为异物。殊不知乃常理。二十八调但有声同者即应若遍二十八调而不应则是逸调也。古法一律七音共八十四调更细分之逸调至多偶见其应便以为奇耳。智（方以智）按洛钟西应即此理也。今和琴瑟者分门内外外弹仙翁则内弦亦动如定三弦子为梅花调以小纸每弦帖之旁吹笛中梅花调一字此弦之纸亦动。曹师夔鑢磬不应钟犹之茂先（张华）知铜山崩也。声音之和足感异类。岂诬也哉！”2他还记述了一种原始的隔声技术：“私铸者匿于湖（地洞）中人犹闻其锯锉之声乃以瓮为甃累而墙之其口向内则外过者不闻其声。何也？声为瓮所收也。”3与隔音消声相反在音乐演奏中常常为了增强效果而需要共鸣装置。文震亨写道：“古人有于平屋中埋一缸缸悬铜钟以琴声者然。不如层楼之下盖上有楼板则声不散；其下空旷清幽则声透彻；或于乔木、修竹、岩洞、石室之下地境清绝更为雅称耳。”4具有声学特性的建筑驰名中外的北京明代建筑物天坛其中的回音壁、三音石和圜丘具有奇妙的声学效果。“回音壁”是一道圆形的围墙高约6米半径约32。5米。围墙内有三座建筑物北面一座皇穹宇距离围墙最近处约2。5米。整个围墙整齐光滑是良好的声反射体。围墙的弧形使得当入射角小于22°时声波可被围墙连续反射而不受皇穹宇的散射。因此如果一人贴近围墙讲话而相距较远的另一人如也贴近墙壁则可听得很清楚。“三音石”是位于回音壁中心的一块石板人若站在此处击掌可听到三次甚至多达五六次回响。2《论气》气声二。

　　　　1《论气》气声七。

　　　　2《物理小识》卷一《天类·同声相应之征》。

　　　　3《物理小识》卷一《天类·隔声》。

　　　　这是因为声音等距离地传到围墙后被反射回到中心于是听到第一次回声；然后声波再次传到围墙再次被反射回来又听到第二次回声；如此往返直到声波能量衰耗殆尽。“圜丘”是一座由青石和大理石砌成的圆形平台高出地面约5米半径约11。5米。平台中心略高向四周略有倾斜。除东南西北四个出入口外四周全部围有青石栏杆。人若在圜丘中央大叫一声听到的声音比平时要响亮。这是由于声波被栏杆反射到稍有倾斜的台面上再从台面上反射到人耳与原来的声音混合在一起的缘故。

　　　　朱载堉创建十二平均律朱载堉创建的“新法密率”是我国古代最杰出的科学现之一。这也是世界上次提出的十二平均律的数理理论为现代键盘乐器（如钢琴等）的创制奠定了基础。

　　　　朱载堉的“新法密率”理论及其计算方法在他的《律历融通》、《律学新说》和《律吕精义》等书中均有阐述。“新法密率”的主要科学贡献：一是创造了以弦律为主的十二平均律；二是采用“异径管律”的方法提出了解决管口校正的新途径。

　　　　朱载堉把八度分成十二个半音运用等比生律使得任何相邻两律间的频率比都相等从而获得各律音高间隔的等程性成功地解决了旋宫转调的问题。其用数学公式可表示为式中表示在一个八度音程中十二个半音的任意一个音的弦长。这样新法密率实际上就是以为比例因子的十二平均律。

　　　　ttnnn＋1212=5946=2t12；；〃〃朱载堉在明十二平均律的同时还提出“异径管律”。这就是以管定律时各律管的内径须随律管长度而异。他利用这种不同管径的特点来达到缩小空气柱与管长不一致的问题。他研究得出在一个八度音程中按音高次序排列的十二个律管的管径构成了以为比率的等比数列。用数学公式可表示为2412422ddnn＋=。第三节光学传统的光学研究及记载关于针孔成像和面镜成像的问题方以智1的研究和记述基本上与宋代沈括的研究和记述类似。

　　　　关于色散现象李时珍1、方以智等均有观察与记述。方以智指出：“凡宝石面凸则光成一条有数棱者则必有一面五色。如峨嵋放光石六面也；水晶压纸三面也；烧料三面水晶亦五色；峡日射飞泉成五色；人于回墙间向日喷水亦成五色。故知虹■之彩、星月之晕、五色之云皆同此理。”2他列举了数种晶体的色散及虹霓现象等认为这些自然界的普遍现象有着相同的道理。可以说这是对我国古代色散知识的一个总结性记录。

　　　　至于透光镜在郎瑛的《七修类稿》中记载：“映日则背花俱见。凡突处其影皆空。”3方以智对此亦有研究：“世有日中见镜背盘龙入室则隐者人不解其故以为异宝。此假作者先以精铜少剂铸镜凿龙或花其背复熔倍锡之铜剂填之磨使平又以铅盖其面日中照之则龙文尽出。博物如沈存中（沈括）犹讶透光之奇。吾衍（吾丘衍）始明之。”4对于透光镜的铸造方法方以智与元代吾丘衍的见解相似。

　　　　传入的西方光学知识明末西方近代光学知识开始传入我国。如利玛窦曾用三棱镜表演色散现象。阳玛诺（emmanue1diaz1574—1659）在《天问略》（1615）中最早提到光学望远镜他说：“近世西洋精于历法一名士务测日月星辰奥理而衰其目力尫赢则造创一巧器以助之。”此处“精于历法一名士”实指伽利略他于16o9年制望远镜并用以观测月面、金星、土星、木星、星团、银河等天体。汤若望（damsnetbe111592—1666）所著《远镜说》（1626）是在我国最早介绍望远镜的专著。该书先列举了利用望远镜仰观月亮、金星、太阳、木星、土星和宿天诸星及直视远处山川江河、树林村落、海上行舟和室中诸远物的情形然后介绍了伽利略望远镜的结构和用法在天文观测及战争中的功用还介绍了眼镜、凸透镜和凹透镜的制造、使用及成像原理光的折射现象凸透镜与凹透镜组合使用的成像原理、造法、用法及注意事项等。总之该书从功效、原理、结构和使用等方面介绍伽利略式望远镜并附有光路图（尽管是错误的）及整架望远镜的外形图。估计望远镜实物当在此前后传入我国。

　　　　明末薄钰曾成功地把“千里镜”（望远镜）应用于战争观察敌方所1《物理小识》卷八《器用类·阳燧倒影》。

　　　　1《本草纲目》卷八《金石部·玉类》。

　　　　2《物理小识》卷八《器用类·阳燧倒影》。

　　　　3《七修类稿》续稿卷七《奇谑类》。

　　　　4《物理小识》卷八《器用类·镜背纹》。


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　　　　在和炮弹落点1。明代已有关于眼镜传入我国的记载见于郎瑛的《七修类稿》卷六《事物类》及张宁的《方洲杂录》。它们主要是远视眼镜由6路经甘肃、陕西或海路从广东输入因稀少而昂贵被视为珍品。

　　　　1参阅《吴县志》卷七五下《列传·艺术二》。

　　　　第四节电和磁指南针和罗盘广泛应用于航海明代的造船航海技术是较先进的。十五世纪初郑和率领船队七次航海下西洋。航海罗盘的使用是远航成功的重要技术保证之一。随同郑和远航的巩珍曾记载当时航海“皆斫木为盘书刻干支浮针于水指向行舟”1。可见当时普遍使用罗盘指示航行。“至嘉靖间遇倭夷之乱始传倭中法以针入盘中贴纸方位其上不拘何方子午必向南北谓之旱罗经”2。“近年吴、越、闽、广屡遭倭变倭船尾率用旱针盘以辨海道。获之仿其制天下人始多旱针盘。但其针用磁石煮制气过不灵不若水针盘之细密也”3。说明自明中叶开始从日本传入有支轴指南针的旱罗经应用于航海。在张燮的《东西洋考》卷九“西洋针路篇”和“东洋针路篇”中就分别叙述了从南中国海至南洋和从澎湖至菲律宾、婆罗洲及台湾等地所应采取的针位方向。

　　　　摩擦起电现象张居正曾记载他亲身经历的现象：“凡貂裘及绮丽之服皆有光。余每于冬月盛寒时衣上常有火光振之进炸有声如花火之状。人以为皮裘丽服温暖外为寒气所逼故搏击而有光理或当尔。”1冬季空气干燥皮毛丝绸容易摩擦产生静电。与张居正几乎同时都邛也记载了：“吴绫为裳暗室中力持曳以手摩之良久火星星出。”2但是在那个时代对电的本质尚无了解。

　　　　1《西洋番国志》自序。

　　　　2李豫亨：《青鸟绪言》。

　　　　3李豫亨：《推篷寤语》。

　　　　1《张文忠公全集》文集第十一。

　　　　2《三余赘笔》“吴绫出火”。

　　　　第五十八章化学第一节《道藏》中的炼丹术著作中国古代炼丹家在长期的和大量的炼丹实践中取得了许多重要的化学成就。他们的工作多记录在历代的炼丹著作里并辑入《道藏》以传世。可惜