对大气压力和浮力的进一步认识
2025年09月26日
对大气压力和浮力的进一步认识
南北朝时期成书的《关尹子》载:“瓶有二窍,以水实之,倒泻,闭一则水不下,盖不升则不降;井虽千仞,汲之水上,盖不降则不升。”[8]这是一个关于大气压力的实验。所谓不升不降或不降不升之说,即是人们从实验中得出的经验知识。当瓶倒覆之时,二孔之中,只有其一孔进入空气,另一孔才可出水;若闭其一孔,即不让空气进入瓶内(不升),则另一孔的孔面就会被空气所阻,水也不会流出(不降)。井筒汲水,气从筒外降至井之水面,则水可从筒汲上;若气不降(例如井盖严密封闭,空气无由出入),则井水亦不被汲上(不升)。当时人们虽没有明确的“大气压力”的概念,但业已知道空气具有阻遏水的流动的能力,或者说具有浮托水孔中的水的能力。
魏晋时期人们还利用空气的反作用力制成飞行器具。葛洪(284—363)在《抱朴子》中说:“或用枣心木为飞车,以牛革结环,剑以引其机。或存念作五蛇六龙三牛,交罡而乘之,上升四十里,名为太清。太清之中,其气甚罡,能胜人也。师言鸢飞转高,则但直舒两翅,了不复扇摇之而自进者,渐乘罡气故也。”[9]飞车是类似竹蜻蜓之类的玩具,状如现在的电风扇,其叶片从轴心按一定方向顺次斜插,可借助空气的浮力升空。其中所谓“剑”,即是通过牛革绳以旋动轴心的拉弓。近人王振铎对此飞车作了精审的考证和复原[10]。这就是利用反作用力的原理制成的飞行器具,空气中的物体对空气施加一个向下的作用力,因受到空气的反作用力而得以上升。晋人郭璞(276—324)注《山海经》时,也谈到“飞车”。《山海经·海外西经》“奇肱之国”条下郭璞注:“其人善为机巧,以取百禽。能作飞车,从风远行。汤时得之于豫州界中,即坏之,不以示人。后十年,西风至,复作谴之。”[11]类似的文字也见于晋张华(232—300)《博物志》中[12]。