中国古代物理学

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杠杆原理

杠杆的使用或许可以追溯到原始阶段。当原始人拾起一根棍棒与

野兽搏斗、或用它撬动一块巨石，他们实际上就是在使用杠杆。石器

时代人们所用的石刃、石斧，都以天然绳索将它们和木柄捆束在一起；

或者在石器上凿孔，装上木柄。这表明他们在实践中懂得了杠杆的经

验法则：延长力臂可以增大力量。

杠杆在中国的典型发展是秤的发明及其广泛应用。在一根杠杆上

安装吊绳作为支点，其一端挂上重物，另一端挂上砝码或秤锤，就可

以秤量物体的重量。古代人称它为“权衡”或“衡器”。“权”就是

砝码或秤锤，“衡”是指秤杆。《吕氏春秋·古乐》中记载：黄帝使伶

伦“造权衡度量。”《史记·夏本纪》记载夏禹“身为度，称以出”。

可能，中国早在

4000

多年前就有雏型的权衡器。不过，迄今为止，考

古发掘的最早的秤是在长沙附近左家公山上楚墓中的天平。它是公元

前第四到第三世纪的物品，是个等臂秤。不等臂秤可能产生于春秋时

期。古代中国人还发明了有二个支点的秤，俗称铢秤

(

图

2-1)

。使用这

种秤，变动支点而不需要换秤杆就可以秤量较重的物体。这是中国人

在衡器上的重大发明之一，也表明中国人在实践中完全掌握了阿基米

德

(

公元前

287

—前

212

年

)

杠杆原理。

图

2-1 

古代几种秤示意图

1.

楚墓中的天平与砝码；

 2.

不等臂秤；

 3.

铢秤。

《墨经》一书最早记述了秤的杠杆原理。《墨经》是战国时期以

鲁国人墨翟为首的墨家著作。墨翟和他的弟子们以刻苦耐劳、参加生