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论《史记》反映的中国古代科学思想传统 |
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时间：2009-7-24 13:44:46 来源：不详
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》引《前书》所载：“黄帝使令伦，自大夏之西，昆仑之阴，取竹之谷ｘｉè＠⑾生，其窍厚均者，断两节间而吹之，以为黄钟之管。制十二筒以听凤之鸣，其雄鸣为六，雌鸣亦六，比黄钟之音，而皆可以生之，是为律本。”《律书》载：“凡得九寸，命曰黄钟之宫”（1251页）。黄钟为律吕之首，是制定其他11个音律的基础。12律中阳为律，阴为吕。黄钟，太簇，姑洗、蕤宾，夷则、无射为六律；林钟、南吕、应钟、大吕、夹钟、中吕为六吕。《后汉书·律历志》载，古时定音律是在缇室中进行的。缇是一种没有花纹的丝织品，用缇缦绕成内外分隔三层的帐室，关闭三重相错的门户，并以牲血涂严门缝，使之成为一个不受任何气流干扰的隔音密室。室中间按十二地支的方位安放12张木案，于上各放一根外高内低，一端封闭一端开口的微微倾斜律管，每个律管内安放一点由初生芦苇杆内的簿膜烧成的轻灰。做实验的人在缇室中心吹笛或拨弦以顺次发出12个音律，由于声波波长频率不同，便会分别与12根律管中具有相同频率的振动空气柱发生共鸣现象。如果管内长度刚好与四分之一声波波长相等，就会形成驻波，产生共鸣。驻波中有合振幅趋于极大的波腹，也有合振幅为零的波节。气至灰动，在波腹处轻灰被吹散，在波节处则轻灰积聚。如果管内斜面上有按波节的轻灰聚集，则表明已发生共振或共鸣。12根律管中，黄钟在子位，长9寸，孔径3分，围9分，其余各律管长度渐短，围数不变。
度者，定黄钟9寸之长为90黍之长，1黍为1分，10分为寸，10 寸为尺，10尺为丈，10丈为引。
量者，以黄钟管的容积定为1龠，合龠为合，10合为升，10 升为斗，10斗为斛。
衡（平）权（重）者，1龠容1200黍，重定为12铢，24铢为两， 16两为斤，30斤为钧，4钧为石。
黄钟律管经翻造作为标准量器发至全国。中央度量衡检查各地度量衡是否符合标准，就是将中央制定的黄钟律管与地方造的律管相比较，如有共鸣现象出现，才算合格，否则作废以至绳之以法。这套声共振实验方法，不仅用于统一度量衡，也用于各种乐器定标准音及气候的测定。因为律管发生共振共鸣与室温、湿度有关，只有声管之气与律管之气相“候”，才有应律共鸣发生。这表明我国古代很早就发现并利用一定音律与一定空气柱发生共鸣的物理现象，创造性地构建了世界上最古老的声共振物理实验室[5]， 从而发明了以音律定计量单位的技术原理和标准量器，解决定音律、定通用度量衡的基准。这是世界上最早的声共振实验技术和计量技术，也是人类社会推行度量衡的标准化、通用化和系列化的初期形式，在科学技术史上占有重要地位。《后汉书·律历志》的详细记载也表明，同律度量衡的科学技术思想与方法产生于黄帝时代，历代沿袭和改进，至汉代才以文字详细记载下来，已成为一种传统的技术和制度。
3.2 数纪运筹的思想与方法
我国是世界上最早使用十进制的国家之一。《周本纪》云，“若国亡不过十年，数之纪也。”（146页）这里的“纪”指数以十为进制。中国古代的数起于一，终于十，十则变，故曰纪。虽然《史记》中已涉及数纪概念，但没有展开论述。然而据考古发现，中国十进制运算法起源很早，《史记》关于数纪的记述，提供了与考古发现联系的线索。19世纪末，河南安阳小屯发掘的大批商代（前14—前11世纪）龟甲和兽骨中包含的数字，如记载俘敌或杀敌的数目，就是用十进制构成记数的概念体系和表达方式。而周代（前11—前3 世纪）的青铜器铸刻及货币上的铭文也有很多类似甲骨文的数字或记法，但数字记法已有所演变[6]。
中国古代虽应用十进制记数法，但计算过程不是应用记数文字来运算，而是应用“算筹（或ｓｕàｎ＠⑿）”作为计算工具来进行计算。“筹”是一些小竹棍，用于摆成不同形式以示不同数目，然后进行计算。《道德经》上已有“善计不用筹策”的论述，说明十进制用筹作为运算工具已有悠久历史。
中国古代文字是直行书写，自右至左，但算筹记数和运算方式则是排成横列，自左至右，与现行十进制位值体系记数法相同。即同一个算筹，当处于数列的不同位置时，表示的数的意义不同，即体现位值的不同。数的积累逢十而进位，这是中国古代发明的位值制记数法。而在其他文明古国中，虽也应用十进制，但记法复杂。古埃及的十进制，数逢十即用新符号记数。古希腊与古罗马的十进制也都极烦琐，虽是十进制，但缺乏数字的位值成分，不能表示出一个数字符号的位值，这一点，古埃及、古希腊、古罗马都一样。现代阿拉伯数字起源于印度，但印度的数码体系中，也没有进位记法，10与10的倍数，都用独立符号表示，每个符号都独立代表一个数，均不体现位值制位值成分的意义。按照李约瑟的估计，“在西方后来所习见的‘印度数字’的背后，位值制早已在中国存在了两千年。”[7]可见中国的十进制的位值制更具有独创性，也远早于其他国家。其不足之处是不能象笔算那样在算筹运算上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 下一页 |
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