书名：中国古代物理学
丛书名：中国文化史知识丛书
丛书多卷书否：Y
ISBN：7-100-02247-9
主要责任者：戴念祖，张蔚河
责任方式：著
丛书责任者：任继俞；汤一介，焦树安，张明华
丛书责任方式：主编；副主编
出版者：商务印书馆
出版地：北京
出版日期：1997-09
装帧：简
页码：1-195
字数：88千字
开本：32
定价：11.10
作品语种：中
整书中图分类号：O4-092
辞典简介：本册工具书是中国文化史知识丛书之一，共收录44条词条。
编辑委员会
主 编：任继愈
副 主 编：汤一介 焦树安 张明华
编 委：(按姓名汉语拼音音序排列)
戴念祖 郭齐家 葛剑雄
焦树安 金宜久 卢海燕
欧阳中石 庞 朴 戚志芬
任继愈 沈心天 汤一介
王世民 王兆春 吴良镛
严汝娴 张国风 张明华
赵 靖 赵匡华 郑殿华
周 强 朱光暄
常务编委：任继愈 焦树安 张明华
张国风 郑殿华
编者献辞
中国是世界文明古国之一。古代世界曾经辉煌灿烂的文明国家，多数没有能够继续维持下去，有的中断了，有的随着文化重心的转移而转移到另外的地区。唯有中国这个国家，既古老又年轻。从原始社会到形成国家，有文字可考的历史有五千年以上。中国和中国文化屹立于世界之林，一脉相承，历久而弥新。
中国文化是个发展的、历史的范畴，具有包容性与持久性：除了时代差异外，尚有着地域与民族的差异性。它是在连绵几千年中，以华夏民族为主体的中华民族各地域文化(包括中原文化、齐鲁文化、荆楚文化、巴蜀文化、吴越文化、岭南文化、闽台文化等)和各民族文化(包括壮、满、蒙、回、藏等中国56个民族的文化)长期地、不断地交流、渗透、竞争和融合的结果。从这个意义上说，中国文化的发展是具体的、历史的，又是多地域、多民族、多层次的立体网络。中国文化是起源于上古贯穿到现在，在黄河、长江及其周围地域形成并延续至今的中华民族共同的文化、共同的社会心理与习俗的结晶。
继承中国文化遗产，并不是对中国古代文化毫无选择地一概接受，而是要继承其优良传统，摒弃其封建糟粕。
今天中国正处在向现代化迈进的新时期。了解过去的优秀文化，正是为创造未来的新文化。这对于提高民族自尊心，增强民族凝聚力，有着极为重要的意义。青少年是国家的未来，民族的希望，对他们进行传统文化的教育，既是当务之急，又是长远的目标。要让中学生和具有中等文化程度的读者掌握中国文化史的基本知识，了解中国文化辉煌的历史，继承、发扬优良传统，为建设具有中国特色的社会主义新文化打下基础，这是一件宏伟的事业，也是我们编辑这部丛书的宗旨。
对文化层次较高的成年读者以至专家来说，个人的专业知识总归有限，本丛书对于成年人也不失为一种高品位的、可信赖的文化知识读物。
本丛书的前身有110个专题，涉及历史文化的各个方面，由商务印书馆、中共中央党校出版社、天津教育出版社、山东教育出版社联合出版。现由编委会对类目重新加以调整，确定了考古、史地、思想、文化、教育、科技、军事、经济、文艺、体育十个门类，共100个专题，由商务印书馆独家出版。每个专题也由原先的五万多字扩大为八万字左右，内容更为丰富，叙述较前详备。希望这套丛书能多角度、多层次地反映中国文化的主流与特点，读者能够从中认识中国文化的基本面貌、了解中华民族的精神所系，这就是编者的最大愿望。
对于本丛书的批评及建议，我们将十分欢迎，力求使之趋于完善。
中国文化史知识丛书编辑委员会
一九九六年四月
出版说明
百册本《中国文化史知识丛书》，是由著名学者任继愈教授主编，国内百余名专家学者参加，由我国著名出版机构商务印书馆出版的面向青少年和一般读者的大型文化普及丛书。被共青团中央启动的“新世纪读书计划”列为第一批推荐书目。这套丛书，是在1991年版的基础上修订完成的。
1991版曾荣获当年中国图书奖一等奖。台湾、香港商务印书馆和日本、韩国的出版机构相继选译和出版了这套丛书，丛书的英文选译本也随后面市。
新版由原先每本5万字增加为8万字。合并了一些内容近似的图书，同时增加了一些选题，对古代难辨字还注了音，并补充了有关学科的最新研究成果。成为一套内容丰富、文字规范、装帧精美、可读性强的真正的图书精品。
丛书编委会及作者队伍强大，名家云集，他们中有著名学者，有北京大学的校长，有商务印书馆的老总，几乎都是著名大学和研究机构的学者，可以说，这套丛书，是名附其实的大专家给普读者写小书。他们认真严谨的写作态度，保证了丛书的科学性，文字表述方面做到了深入浅出，通俗易懂。
丛书是一个较为完备的关于中国古代文化的知识体系。可大致分为10个专题，分别是思想、文化、教育、科技、考古、史地、军事、经济、文艺、体育。从多角度、多层面勾勒出中华民族五千年来历史文化发展的轨迹，反映了中国文化的基本面貌和中华民族精神。特别值得一提的是，丛书加强了对中国古代科学技术成说的介绍，文理兼备，显示出编者整体上把握传统历史文化的独特视角，是一套中国传统文化知识的百科丛书。同时也是一套增长知识、陶冶情趣，进行爱国主义教育的好书。
内容简介：
本书按历史顺序，综述古代中国人在力、声、光、电磁、热等方面的发展和重要成就，由此可了解杠杆、共振、灯与镜、指南针、摩擦取火等知识的起源。本书深入浅出，饶富趣味，适于广大层面的读者，增进科学知识。
作者简介：
戴念祖，福建长汀人，1942年生。厦门大学物理系毕业。现任中国科学院自然科学史研究所研究员，兼物理学史和化学史研究室主任，中国科学技术史学会常务理事，物理学史专业委员会主任委员等职，着有《朱载堉──明代的科学和艺术巨星》、《中国力学史》、《中国声学史》；主编《原理──时代的巨着、纪念牛顿的原理出版三百周年文集》、《20世纪上半叶中国物理学家学术论文集粹》；另有译作三种，论文百余篇。
张蔚河，该作者暂无简介。
目录
第一章 中国古代物理学史概述
第一节 从远古到西周时期(公元前770年以前)
第二节 春秋战国时期(公元前770—前221年)
第三节 从秦汉到五代时期(公元前221—公元960年)
第四节 宋、元时期(公元960—1368年)
第五节 明、清时期(公元1368—1911年)
第二章 力学
第一节 杠杆原理
第二节 滑轮与辘轳
第三节 尖劈与斜面
第四节 重心与平衡
第五节 力
第六节 刻舟求剑
第七节 浮力与比重
第八节 陀螺与平衡环
第九节 弹性变形与弹性定律
第十节 横梁的学问
第十一节 大气压
第十二节 空气动力学及飞行幻想
第三章 声学
第一节 振动与波的古代观念
第二节 共振现象
第三节 共鸣器与隔声
第四节 弦与管的振动
第五节 板与壳的振动
第六节 奇妙的“鱼洗”
第七节 天坛和莺莺塔
第八节 声响捕鱼
第九节 音乐与语言机械
第四章 光学
第一节 灯和镜
第二节 《墨经》光学
第三节 沈括的光学知识
第四节 一些奇特的镜子
第五节 影戏与画牛
第六节 小儿辩日
第七节 峨眉宝光
第八节 海市蜃楼
第五章 电与磁
第一节 摩擦起电和雷电
第二节 磁石的特性
第三节 指南针
第六章 热
第一节 摩擦取火以及对热的本质的认识
第二节 热胀冷缩与物态变化
第三节 有关温度和温差的知识
第四节 与热有关的发明创造
第七章 物理世界的图景
第一节 “莫能破”
第二节 元气说的思想特点
第三节 物质世界的波动性
辅文图片
第一章 中国古代物理学史概述
中国是世界文明发达最早的国家之一，物理学在中国有悠久的历史。
第一节 从远古到西周时期(公元前770年以前)
在原始社会时期，当人们学会用火、学会制造石器时，人们就在劳动实践中播下了物理学的种子。据古籍记载，这时期的人们“刳木为舟、剡〔yan演〕木为楫”，“断木为杵、掘地为臼”，“弦木为弧、剡木为矢”，船、杵臼和弓箭的制造，可知力学中有关浮力、杠杆、弹性的知识开始萌芽。“燧人氏钻木取火”的记载，也表明人们开始懂得热学中摩擦生热的道理。
夏、商、西周时期，交通运输工具的制造，用以计量时间的壶漏的发明，贸易交换中必备的权衡器，杠杆和桔槔在生产中的应用，烧陶和冶铜中控制火候的技术，铜镜和阳燧(凹面铜镜)的铸造，各种乐器的创制，这些技术的发展为物理学知识的积累创造了条件，也为其后总结物理学理论打下了坚实的基础。
第二节 春秋战国时期(公元前770—前221年)
历史学家一般把这个时期称之为从奴隶制向封建制过渡的社会变革时代。这个时期也完成了我国从青铜时代向铁器时代的过渡。随着冶铁和铁制工具的使用、农田水利的发达、都邑建筑的兴盛，以及列国兼并战争的刺激，以《墨经》和《考工记》两书为标志，中国古代物理学开始了它的形成时期。
墨子(约公元前468—前376年)是这个时期具有唯物主义倾向的哲学家，也是我国古代最早的物理学家。墨子，名翟，鲁国人，他和他的弟子组成的墨家，是春秋战国时期物理学成就最大的学派。其代表作《墨经》一书，记载了有关力学、声学、光学等方面的知识。尤其是在光学方面，它以八条文字连续有序地记述了光、影、镜面成像的光学问题。它不仅是中国最早的几何光学著作，而且在世界古代文化史上也是一篇很难得的和较全面的光学杰作，比欧几里得光学还早百余年。
《考工记》是春秋末年齐国人的著作。它论述了当时手工业的主要工种，是一部关于我国古代手工技术规范的总汇集。尤为可贵的是，该书在记述各种手工技术的同时，还分别阐明了它们的科学道理。其中包括许多力学、声学和热学方面的物理知识，堪称为集我国古代物理学知识在工艺技术上应用的大成。例如：在叙述车和车轮的制造技术时，指出了车轮的物质均匀对称检验法；最早记述了车子运动的惯性现象；对牛车、马车上下坡的力学问题作了分析；在叙述皮革制造时，指明皮革的变形与受力有关；在叙述弓箭制造中，讲明了保持箭在疾风中一定弹道的技术问题；在叙述制钟技术时，还说明了钟壁厚薄、钟口形状、钟甬长短对发声的影响，它比欧洲同样内容的论述文字要早1500年。为《考工记》制钟技术的文字记载作证的是，1978年考古发掘出湖北随县曾侯乙编钟一套64个，其总音域跨五个八度。
此外，在这个时期，人们还发现了磁石吸铁现象，发明了最古老的磁性方向指示器，即“司南”。在《管子·地员篇》中记下了弦线音高与其长度的定量关系。
第三节 从秦汉到五代时期(公元前221—公元960年)
从秦统一六国开始，经过汉、三国、晋、南北朝、隋、唐，到五代约1200年间，古代中国有合有分，时战时和，封建制度日趋完善。随着铸铁和耕作技术的不断进步，古代物理学也有较为全面的发展。集中表现为：一、制造了不少大型的复杂的机械，如指南车、记里鼓车、水运浑仪等；二、发明了许多小型器具，如被中香炉(即常平支架)、透光镜等；三、这个时期虽然没有一本如同《墨经》、《考工记》那样较为集中地记述物理学知识的专著，但在许多历史典籍中，如刘安(公元前179—前122年)的《淮南万毕术》、《淮南子》，刘歆(公元？—23年)的《西京杂记》(一说晋代葛洪撰)，王充(公元27—约97年)的《论衡》，张华(公元232—300年)的《博物志》，南北朝成书的《关尹子》，段成式(公元803—863年)的《酉阳杂俎》，谭峭(活跃于10世纪上半叶)的《化书》等等，零散地记载了大量的物理学经验或思辨性理论，涉及了热、力、声、光、电和磁等方面的内容。
值得一提的是，在这个时期还出现了一些有关器物的专门图书。如叙述弓弩制造和弹道问题的《望远连弩射器法》；祖冲之的儿子祖暅〔geng更〕(约公元5—6世纪初)撰《称物重率术》、《权衡经》，它们阐述了密度、重心和平衡等有关力学问题；北齐信都芳撰《器准》，“聚浑天、欹器、地动、铜鸟、漏刻、候风诸巧事，并图画为器准”(《北齐书·信都芳传》)，这可能是我国历史上第一部科学仪器图著。可惜这些涉及机械制造和力学原理的书籍都已失传了。
第四节 宋、元时期(公元960—1368年)
这是中国古代物理学发展的鼎盛时期。
宋代是我国封建专制主义大发展的时期，社会经济有显著进步，尤其在农业、手工业、冶金、武器制造、纺织业、陶瓷和国内外贸易方面较前都有所发展，行会制度盛行，城市经济繁荣，纸币及汇兑流行，这一切都促使科学技术有较大的提高。元代基本上仍维持宋代水平。
宋元时代，包含了丰富的物理学内容的五本巨著相继问世，它们是：沈括(公元1031—1095年)的《梦溪笔谈》、苏颂(公元1020—1101年)的《新仪象法要》、曾公亮(公元999—1078年)的《武经总要》、李诫(公元1035—1110年)的《营造法式》、赵友钦(宋末元初人)的《革象新书》。此外，《宋史》中的“天文志·仪象”、“律历志”、“仪卫志·政和大驾”、“舆服志·指南车、记里鼓车”等篇章，都是极有价值的科学著作。
宋元时代还有许多在当时属于世界一流的有关物理学方面的发明创造。
力学方面，《宋史·舆服志》详细记载了燕肃(公元960—1040年)等人制造的指南车、记里鼓车。指南车是一种指示方向的机械车；记里鼓车是能够记录车辆运行路程长短的机械车。根据史书留下的有关记载，不仅表明古代人娴熟地掌握了有关齿轮及其匹配法则的力学知识，而且今天还可以照书本复原制造。苏颂和韩公廉等人在1092年制造了一架大型的水运仪象台，即天文钟。它是现代钟表的祖先，也表明宋代人完全掌握了控制等速运动的技术方法。李诫在《营造法式》中系统地总结了历代建筑经验，特别是提出了横梁的高与其宽之比的规律，比西方材料力学中同样的公式要早400年到600年。曾公亮在《武经总要》中记述了在两山之间引水过山，建造大型虹吸管的方法。宋僧怀丙(生卒年不详)在1066年利用类似现代起重浮艇的原理打捞沉落江中的万斤铁牛。此外，液体比重计和表面张力仪也是这一时代的发明。
热学方面，宋代人发明了火药、火柴，以及以火药为燃料而喷射推进的火箭，还发明了水套式省油灯。在煮水泡茶的生活实践中，人们还发现了水的递次沸腾现象。关于热胀冷缩的原理在实践中也得到了广泛应用。
光学方面，沈括的《梦溪笔谈》对日食、月食、雨虹的成因作了理论性总结。沈括还发现了阳燧的焦点，对凹面镜成像原理作了正确的叙述，并探讨了“透光镜”反射成像的原因和“红光验尸”的光学道理。赵友钦在《革象新书》中描述了一个大型的有关小孔成像的实验，并得出了正确的结论。他的实验室是一个三层楼房，光源是上千支蜡烛，这是中世纪时期最大型的光学实验。此外，关于色散知识也有大量记载，幻灯、影戏、以磷光物质作画等方面皆有长足的进步。
声学方面，沈括不仅在理论上阐述了编钟的形状与其发音的关系，而且还创造了以“纸人”演示共振现象的实验方法。南宋初年，赵希鹄在其著《洞天清录集》中对建筑声学作了最早的探讨，提出了设计琴室的一些标准。
电和磁学方面，指南针的发明及其在航海中的运用，地磁偏角的发现和记载，以及对雷电性质的观察研究，都是这一时期的重大成就。
第五节 明、清时期(公元1368—1911年)
这是中国科学史上一个独特的时期：一方面，中国的封建社会仍在缓慢地向前发展，其经济和生产逐渐滞后于文艺复兴后的西方，与此相适应的中国科学技术也渐渐处于落后状态；另一方面，此时的中国也曾几度有过资本主义因素的萌芽，因此也有个别的有关物理学的独创性发现。1581年，随着西方传教士入华，以传播西方科学技术作为传教手段。从此，近代物理学知识开始在我国传播。
这个时期，中国人最伟大的创造性的发现是在声学上。明代王子朱载堉〔 yu育〕 (公元1536—1611年)在世界上首次提出了十二平均律的数理理论，为现代键盘乐器(如钢琴)的创制打下了基础。方以智(公元1611—1671年)在《物理小识》中首次记述了隔声以及建造隔声房的方法，它比西方同样的理论和建筑要早约250年。另外，宋应星(公元1587—？年)著的《天工开物》等，都为中国古代物理学的发展作出了贡献。
随着西方物理学知识在中国的传播，中国人不仅开始制造“千里眼”(望远镜)、万花镜，也知道原子、X光、无线电报。中国人起初将力学译为“重学”，将物理学译为“格致学”。1900年，正式以“物理学”命名的教科书第一次在中国出版。上世纪末本世纪初，由于出国留学人员中攻读物理学的人数逐渐增多，物体内部的运动规律愈被人们所认识，科学能够转变为生产力的论断也逐渐为政府所重视。因此，中国的近代物理学也慢慢地发展起来了。
第二章 力学
力学是研究物体机械运动规律的科学。一个物体在时间、空间中的位置发生变化的运动，就叫机械运动。自然界中一切物体都在作机械运动，即使表面看来静止的桌椅、不动的教室，也时刻在随地球一起转动。力是物质间的一种相互作用，机械运动状态的变化就是这种相互作用引起的。静止的或运动的状态不变化，都意味着其中各种力的相互平衡。力学知识最早起源于对自然现象的观察和生产劳动。古代中国人以自己的劳动创造了世界上最灿烂最悠久的文明，因而在中国古代就有丰富的力学知识。
第一节 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、参加生产、勇敢善战著称。因此，他们的著作中留下了许多自然科学知识。
《墨经》将秤的支点到重物一端的距离称为“本”(今称为重臂)，将支点到权一端的距离称为“标”(今称为力臂)。书中写道：(1)当重物与权相等而衡器平衡时，如果加重物在衡器的一端，重物端必定下垂；(2)如果因为加上重物而衡器平衡，那是本短标长的缘故；(3)如果在本短标长的衡器两端加上重量相等的物体，那么标端必下垂(图2-2)。墨家在这里将杠杆平衡的各种情形都讨论了。他们既考虑了“本”与“标”相等的平衡，也考虑了“本”与“标”不相等的平衡；既注意到杠杆两端的力，也注意到力与作用点之间的距离大小。虽然他们没有给我们留下定量的数字关系，但足以将杠杆的平衡条件叙述得十分全面了。这些文字记述肯定是墨家亲身实验的结果，它比阿基米德发现杠杆原理要早约200年。
图2-2 《墨经》讨论杠杆原理
桔槔也是杠杆的一种。它是古代的取水工具。作为取水工具，一般地用它改变力的方向。作其他目的使用时，也可以改变力的大小，只要将桔槔的长臂端当作人施加力的一端即可。春秋战国时期，桔槔已成为农田灌溉的普通工具。
第二节 滑轮与辘轳
滑轮，古代人称它为“滑车”。应用一个定滑轮，可以改变力的方向；应用一组适当配合的滑轮，可以省力。至少从战国开始，滑轮在作战器械、井中提水等生产劳动中被广泛应用。传说公元前第4世纪，巧匠公输般为季康子葬母下棺，使用了滑轮。汉代画像砖和陶井模型都有滑轮装置。
山东武梁祠一汉代画像砖，描绘了人们从水中打捞铁鼎的画面(图2-3)：河岸两边各有三人前后拉着绳子，脚蹬河岸斜坡，弯腰使劲；绳子一端通过滑轮连结在铁鼎上；上下左右，众人围观。它描述的是秦始皇“泗水取鼎”(《史记·秦始皇本纪》)的故事。传说，大禹造了九个巨鼎，以便人们识别善恶。九鼎从夏传到商、周，成了最高统治者权力的象征。在周赧〔nan蝻〕王十九年(公元前296年)，秦昭王从周王室取走了九鼎，不幸途中一鼎竟然飞入泗水河。后来，秦始皇去东海觅神仙，路过此地，便命令千人入泗水河打捞宝鼎。可是，当宝鼎刚拉出水面，一条龙(在画面鼎上)冲出，咬断绳索，宝鼎又沉落河底。画面左边生动地刻划了绳子断裂一刹那，拉绳人朝天仰倒的情景。这幅画和这个故事表明那时候已普遍使用滑轮。
图2-3 汉代画像砖：泗水取鼎(摹绘)
图2-4 金墓壁画中的辘轳(摹绘)
滑轮的另一种形式是辘轳(图2-4)。将一根短圆木固定于井旁木架上，圆木上缠绕绳索。索的一端固定在圆木上，另一端悬吊木桶。转动圆木即可提水。只要绳子缠绕得当，绳索两端都可悬吊木桶。一桶提水上升，另一桶往下降落，这就可以使辘轳总是在作功。“史佚始作辘轳”(《物原》)，史佚是周代初年的史官，表明辘轳大概起源于商末周初。据曾公亮在《武经总要前集·水攻·济水府》中记载，周武王时有人以辘轳架索桥，穿越沟堑。唐代刘禹锡(公元772-842年)描写了他亲自所见的一种称为“机汲”(《刘梦得文集·机汲记》)的提水机械(图2-5)，它是将辘轳与架空索道联合并用，以便将山下流水一桶桶地提上山顶，既浇田地又省力。
图2-5 机汲
1.滑轮；2.绳索；3.供悬吊水桶的铁键。
山顶上隐约可见绞转绳索的辘轳。
现有史籍中最早讨论滑轮力学的还是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”〔qie窃〕，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮机械称为“绳制”。《墨经·经下》写道，以“绳制”举重，“挈”的力与“收”的力方向相反，但同时作用在一个共同点上。提挈重物要用力，“收”不费力。若用“绳制”提举重物，人们就可省力而轻松。在“绳制”一边，绳较长、物较重，物体就越来越往下降；在其另一边，绳较短、物较轻，物体就越来越被提举向上。如果绳子垂直，绳两端的重物相等，“绳制”就平衡不动。如果这时“绳制”不平衡，那么所提举的物体一定是在斜面上，而不是自由悬吊在空中。(图2-6)对于墨家丰富的力学知识我们不能不钦佩！
图2-6 墨家讨论滑轮的力学问题
第三节 尖劈与斜面
尖劈能以小力发大力。早在原始社会时期，人们所打磨的各种石器，如石斧、石刀、骨针、镞〔zu族〕等等，都不自觉地利用了尖劈的原理。墨家在讨论滑轮的功用、说到它省力时，就将它比喻为“锥刺”。汉代王充说：“针锥所穿，无不畅达；使针锥末方，穿物无一分之深矣。”(《论衡·状留篇》)可见墨家和王充等人清楚地知道尖劈原理的经验法则。
中国汉代发明的耕犁是对于人类的文明进步最有价值的尖劈原理的应用之一。犁的早期形式是耒耜〔leisi 磊四〕，耜指翻土的铲，相当一种尖劈。犁铧与犁鐴〔bi辟〕是翻土的主要部件。铧，以铸铁为之，多系等边三角形，两边削薄成刃，其前端交为犁锋，即尖劈。它的功用在平切土地。鐴，也以铸铁为之，形状不一，大体为一抛物形斜面，其功用在于将铧所掀起的泥土翻向某一侧面。今天，虽然犁的外形、大小、质地、发动力都有很大改进，而犁铧与犁鐴的形状及机制并没有变。
在日常生活中常应用的尖劈之一是楔子，木楔或金属楔。人们常用它加固各种器具。唐代李肇讲过这样的故事：在苏州建造重元寺时，因工匠疏忽，一柱未垫而使寺阁略有倾斜。若请木工再把寺阁扶正，费工费事又费钱。寺主为此甚为烦恼。一日，一外地僧人对寺主说：不需费大劳力，请一木匠为我作几十个木楔，可以使寺阁正直。寺主听其言，一面请木工砍木楔，一面摆酒盛宴外地僧人。饭毕，僧人怀揣楔子，手持斧头，攀梯上阁顶。只见他东一楔西一楔，几根柱子楔完之后，即告别而去。十几天后，寺阁果然正直了。(《唐国史补》卷中)
小小几个尖劈，其作用却如此巨大！
斜面的力学原理与尖劈相同。人们在推车行平地和上坡时发现用力不同。成书于春秋战国之际的《考工记·辀〔zhou周〕人》写道：“登阤〔zhi至〕者，倍任者也。”这就是说，推车上坡，要加倍费力气。当用双手举重物到一定高度与用斜面将同样的重物升到同一高度时，自然后者容易得多。《荀子·宥〔you右〕坐》写道：三尺之岸而虚车不能登也，百仞之山任负车登焉。何则？陵迟故也。
意思是说，人们不能将空车举上三尺高的垂直堤岸，却能将满载之车推上百仞高山。这是为什么？因为高山的路面坡度斜缓(“陵迟”)。这正是斜面物理功用的最好总结。
图2-7 墨家的斜面引重车
以墨翟为首的墨家学派，为了验证斜面的作用，制造了一种斜面引重车(图2-7)。该车前轮矮小，后轮高大。前后轮之间装上木板，就成为斜面。在后轮轴上系紧一绳索，通过斜板高端的滑轮将绳的另一端系在斜面重物上。这样，只要轻推车子前进，就可以将重物推到一定高度。(《墨经·经下》)这个斜面引重车，或许是当年墨家刻苦钻研的科学成就，而今天则是搬运工人的普通常识。
第四节 重心与平衡
