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第二章 力学 第五节 力

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力是物理学中最重要、最基本的概念。它的形成在物理学史中经过了漫长的时期,直到十七八世纪,物理学家才给出它的准确定义。

在甲骨文中,“力”字像一把尖状起土农具耒。用耒翻土,需要体力。这大概是当初造字的本意。《墨经》最早对力作出有物理意义的定义:

力,刑之所以奋也。

这里“刑”,同“形”,表示一切有生命的物体。“奋”的原意是鸟张开翅膀从田野里飞起,墨家用它描述物质的、运动的或精神的状态改变,如同现在常用词“奋飞”、“奋发”、“振奋”等含义一样。由此可见,墨家定义力,是指有形体的状态改变;如果保守某种状态就谈不上奋,也就无需用力了。《墨经》还举了一个例子,从地面上举起重物,就要发“奋”,需要用力。墨家定义力,虽然没有明确将它与加速度联系在一起,但他们从状态改变中寻找力的原因,实际上包含了加速度概念,其意义是极为深刻的。

在浩瀚的中国历史典籍中记述了各种各样的力,其中人们对惯性力和重力的认识是值得称道的。

战国初期成书的《考工记》最早记述了惯性现象。在它描述赶马车的经验时,它写道:“劝登马力,马力既竭,辀犹能一取焉。”“劝登马力”即赶马车、劝马用力,辀指小车。这句话的意思是,在驾驶马车过程中,即使马不再用力拉车了,但车还能继续往前进一小段路。

古代人不仅记述了惯性现象,而且能充分认识和利用惯性力。张衡(公元78—139年)于东汉顺帝阳嘉元年(公元132年)创制的候风地动仪就是其中之一。地动仪中的主要部件是一根倒立柱,称它为“都柱”。在其受到来自某方向的地震横波袭击时,由于惯性力的作用,它将倒向震源方向,从而带动有关方向的杠杆牙机,使龙嘴张开,铜丸掉落于地上蟾蜍口中。

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