科学与技术、社会

傅竹伟

（一）时间测量趣谈

1.日晷

日晷，本义是指太阳的影子.现代的“日晷”指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，又称“日规”.其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻，通常由晷针和晷面组成.利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类沿用达几千年之久.

2.火钟

火钟是利用燃烧预定的燃料的速度来计时的，预定的燃料一样多，燃烧的速度一样快，所用的时间就一样长.火钟和我们现代的钟表一样，是一种计量时间间隔的T具.但火钟计时的精度不可能做得很高.因为火钟的燃烧速度总是取决于燃烧条件，至于制造成完全相同的蜡烛、盘香更是不可能的事，燃料和燃烧条件两个因素都不确定，燃烧速度也在变化，计时精度就低了.火钟还需要人们定期看管，所以用火钟来计时，仍然有一定的局限性，这就促使人们继续探索更精确的计时器.

3.水钟

水钟在中国又叫做“刻漏”，“漏壶”.根据等时性原理滴水计时有两种方法，一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间（泄水型），另一种是底部不开口的容器，记录它用多少时间把水装满（受水型）.中国的水钟，最先是泄水型，后来泄水型与受水型同时并用或两者合一.白公元85年左右，浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行，甚至到处使用.

4.沙漏

沙漏也叫做沙钟，是一种测量时间的装置.西方沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成的.通过充满了沙子的玻璃球从上面穿过狭窄的管道流人底部玻璃球所需要的时间来对时间进行测量.一旦所有的沙子都已流到的底部玻璃球，该沙漏可以被颠倒以测量时间了，一般的沙漏有一个名义上的运行时间1分钟.

5.伽利略的脉搏

1583年，伽利略在比萨教堂里注意到一盏悬灯的摆动，他利用自己的脉搏测量了悬灯的摆动.随后用线悬铜球作模拟（单摆）实验，确证了微小摆动的等时性以及摆长对周期的影响，由此创制出脉搏计用来测量短时间间隔.

（二）速度的历史

1.人类奔跑的速度

1896年，在雅典召开的第一届现代奥运会上，美国选手托马斯·布克（ ThomasBurke）以12秒的成绩获得百米跑的冠军.由于在此之前并没有世界性的田径赛事，这个成绩通常被认为是第一个百米世界纪录.1936年，在第11届柏林奥运会上，“黑色闪电”杰西欧文斯（ James Cleveland“Jesse”Owens，1913～1980）以10秒整的成绩刷新了百米世界纪录，给了纳粹德国和希特勒的“人种优越论”沉重一击.这一纪录一直保持至1968年第19届墨西哥奥运会.2008年8月16日的鸟巢见证了新纪录的诞生，可是人们依然不满意，因为博尔特在冲刺了70多米以后已经遥遥领先对手，并开始自己庆祝，一边转头看对手，一边像电影里的金刚一样双手拍打胸口，他显然并没有尽全力.他的成绩比第二名足足快了0. 20秒.人类究竟能跑多快？没人能够百分之百肯定.可以肯定的是，百米跑的极限肯定不是9.69秒.

2.动物的速度

非洲的猎豹是陆地上短跑最快的动物，时速可达110公里.它的长距离奔跑时速仅为60公里左右.它们最快的速度只能维持一分钟，接着便得花上二十分钟时间喘息、恢复.游得最快的动物则是旗鱼，游速每小时达120公里，比轮船正常航行的速度要快三四倍.如果按身体大小的比例计算，世界上相对速度最快的动物是虎甲虫，它在1秒钟内的奔跑距离可达自己体长的171倍.尽管猎豹以速度著称，但它必须跑出每小时770公里的速度才能赶上这种昆虫.

3.交通工具的速度极限

18世纪时人类靠步行或是乘坐马车，速度可以达到每小时6英里（约为9.6公里）左右；19世纪有了火车，人类的速度达到了每小时60英里（约为96公里）；20世纪，喷气式飞机让我们实现了600英里（约为965公里）的时速.“阿波罗10号”指挥舱当年在返回地球时它的速度达到了每小时近2.5万英里（约为40233公里）.

科学与社会

（一）亚里士多德

亚里士多德（Aristotle公元前384～前322），古代先哲，古希腊人，世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一，堪称希腊哲学的集大成者.他是柏拉图的学生，亚历山大的老师.

公元前335年，他在雅典办了一所叫吕克昂的学校，被称为逍遥学派.马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物，恩格斯称他是“古代的黑格尔”.

作为一位百科全书式的科学家，他几乎对每个学科都做出了贡献.他的写作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，以及雅典法律.亚里士多德的著作构建了西方哲学的第一个广泛系统，包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学.

（二）伽利略·伽利雷

伽利略（ Galileo Galilei，1564. 02. 15 ～1642. 01.08）.意大利数学家、物理学家、天文学家，科学革命的先驱.伽利略发明了摆针和温度计，在科学上为人类作出过巨大贡献，是近代实验科学的奠基人之一.

历史上他首先在科学实验的基础上融汇贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识.伽利略从实验中总结出自由落体定律、惯性定律和伽利略相对性原理等.从而推翻了亚里士多德物理学的许多臆断，奠定了经典力学的基础，反驳了托勒密的地心体系，有力地支持了哥白尼的日心学说.他以系统的实验和观察推翻了纯属思辨传统的自然观，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学.因此被誉为“近代力学之父”、“现代科学之父”.其工作为牛顿的理论体系的建立奠定了基础.

伽利略对17世纪的自然科学和世界观的发展起了重大作用.从伽利略、牛顿开始的实验科学，是近代自然科学的开始.endprint