傅竹偉

（一）時間測量趣談

1.日晷

日晷，本義是指太陽的影子.現(xiàn)代的“日晷”指的是人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器，又稱“日規(guī)”.其原理就是利用太陽的投影方向來測定并劃分時刻，通常由晷針和晷面組成.利用日晷計時的方法是人類在天文計時領(lǐng)域的重大發(fā)明，這項發(fā)明被人類沿用達(dá)幾千年之久.

2.火鐘

火鐘是利用燃燒預(yù)定的燃料的速度來計時的，預(yù)定的燃料一樣多，燃燒的速度一樣快，所用的時間就一樣長.火鐘和我們現(xiàn)代的鐘表一樣，是一種計量時間間隔的T具.但火鐘計時的精度不可能做得很高.因為火鐘的燃燒速度總是取決于燃燒條件，至于制造成完全相同的蠟燭、盤香更是不可能的事，燃料和燃燒條件兩個因素都不確定，燃燒速度也在變化，計時精度就低了.火鐘還需要人們定期看管，所以用火鐘來計時，仍然有一定的局限性，這就促使人們繼續(xù)探索更精確的計時器.

3.水鐘

水鐘在中國又叫做“刻漏”，“漏壺”.根據(jù)等時性原理滴水計時有兩種方法，一種是利用特殊容器記錄把水漏完的時間（泄水型），另一種是底部不開口的容器，記錄它用多少時間把水裝滿（受水型）.中國的水鐘，最先是泄水型，后來泄水型與受水型同時并用或兩者合一.白公元85年左右，浮子上裝有漏箭的受水型漏壺逐漸流行，甚至到處使用.

4.沙漏

沙漏也叫做沙鐘，是一種測量時間的裝置.西方沙漏由兩個玻璃球和一個狹窄的連接管道組成的.通過充滿了沙子的玻璃球從上面穿過狹窄的管道流人底部玻璃球所需要的時間來對時間進(jìn)行測量.一旦所有的沙子都已流到的底部玻璃球，該沙漏可以被顛倒以測量時間了，一般的沙漏有一個名義上的運行時間1分鐘.

5.伽利略的脈搏

1583年，伽利略在比薩教堂里注意到一盞懸燈的擺動，他利用自己的脈搏測量了懸燈的擺動.隨后用線懸銅球作模擬（單擺）實驗，確證了微小擺動的等時性以及擺長對周期的影響，由此創(chuàng)制出脈搏計用來測量短時間間隔.

（二）速度的歷史

1.人類奔跑的速度

1896年，在雅典召開的第一屆現(xiàn)代奧運會上，美國選手托馬斯·布克（ ThomasBurke）以12秒的成績獲得百米跑的冠軍.由于在此之前并沒有世界性的田徑賽事，這個成績通常被認(rèn)為是第一個百米世界紀(jì)錄.1936年，在第11屆柏林奧運會上，“黑色閃電”杰西歐文斯（ James Cleveland“Jesse”O(jiān)wens，1913～1980）以10秒整的成績刷新了百米世界紀(jì)錄，給了納粹德國和希特勒的“人種優(yōu)越論”沉重一擊.這一紀(jì)錄一直保持至1968年第19屆墨西哥奧運會.2008年8月16日的鳥巢見證了新紀(jì)錄的誕生，可是人們依然不滿意，因為博爾特在沖刺了70多米以后已經(jīng)遙遙領(lǐng)先對手，并開始自己慶祝，一邊轉(zhuǎn)頭看對手，一邊像電影里的金剛一樣雙手拍打胸口，他顯然并沒有盡全力.他的成績比第二名足足快了0. 20秒.人類究竟能跑多快？沒人能夠百分之百肯定.可以肯定的是，百米跑的極限肯定不是9.69秒.

2.動物的速度

非洲的獵豹是陸地上短跑最快的動物，時速可達(dá)110公里.它的長距離奔跑時速僅為60公里左右.它們最快的速度只能維持一分鐘，接著便得花上二十分鐘時間喘息、恢復(fù).游得最快的動物則是旗魚，游速每小時達(dá)120公里，比輪船正常航行的速度要快三四倍.如果按身體大小的比例計算，世界上相對速度最快的動物是虎甲蟲，它在1秒鐘內(nèi)的奔跑距離可達(dá)自己體長的171倍.盡管獵豹以速度著稱，但它必須跑出每小時770公里的速度才能趕上這種昆蟲.

3.交通工具的速度極限

18世紀(jì)時人類靠步行或是乘坐馬車，速度可以達(dá)到每小時6英里（約為9.6公里）左右；19世紀(jì)有了火車，人類的速度達(dá)到了每小時60英里（約為96公里）；20世紀(jì)，噴氣式飛機(jī)讓我們實現(xiàn)了600英里（約為965公里）的時速.“阿波羅10號”指揮艙當(dāng)年在返回地球時它的速度達(dá)到了每小時近2.5萬英里（約為40233公里）.

科學(xué)與社會

（一）亞里士多德

亞里士多德（Aristotle公元前384～前322），古代先哲，古希臘人，世界古代史上偉大的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家之一，堪稱希臘哲學(xué)的集大成者.他是柏拉圖的學(xué)生，亞歷山大的老師.

公元前335年，他在雅典辦了一所叫呂克昂的學(xué)校，被稱為逍遙學(xué)派.馬克思曾稱亞里士多德是古希臘哲學(xué)家中最博學(xué)的人物，恩格斯稱他是“古代的黑格爾”.

作為一位百科全書式的科學(xué)家，他幾乎對每個學(xué)科都做出了貢獻(xiàn).他的寫作涉及倫理學(xué)、形而上學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、神學(xué)、政治學(xué)、修辭學(xué)、自然科學(xué)、教育學(xué)、詩歌、風(fēng)俗，以及雅典法律.亞里士多德的著作構(gòu)建了西方哲學(xué)的第一個廣泛系統(tǒng)，包含道德、美學(xué)、邏輯和科學(xué)、政治和玄學(xué).

（二）伽利略·伽利雷

伽利略（ Galileo Galilei，1564. 02. 15 ～1642. 01.08）.意大利數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家，科學(xué)革命的先驅(qū).伽利略發(fā)明了擺針和溫度計，在科學(xué)上為人類作出過巨大貢獻(xiàn)，是近代實驗科學(xué)的奠基人之一.

歷史上他首先在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上融匯貫通了數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)三門知識，擴(kuò)大、加深并改變了人類對物質(zhì)運動和宇宙的認(rèn)識.伽利略從實驗中總結(jié)出自由落體定律、慣性定律和伽利略相對性原理等.從而推翻了亞里士多德物理學(xué)的許多臆斷，奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，反駁了托勒密的地心體系，有力地支持了哥白尼的日心學(xué)說.他以系統(tǒng)的實驗和觀察推翻了純屬思辨?zhèn)鹘y(tǒng)的自然觀，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué).因此被譽(yù)為“近代力學(xué)之父”、“現(xiàn)代科學(xué)之父”.其工作為牛頓的理論體系的建立奠定了基礎(chǔ).

伽利略對17世紀(jì)的自然科學(xué)和世界觀的發(fā)展起了重大作用.從伽利略、牛頓開始的實驗科學(xué)，是近代自然科學(xué)的開始.endprint