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- 第九十章物理学
第一节力学
对大气压力（压强）的进一步认识及更广泛应用
宋代时，俞琰曾谈到：“予幼时有道人见教，则剧烧片纸纳空瓶，急覆于银盆水中，水皆涌入瓶，而银盆铿然有声，盖火气使之然也。又依法放于壮夫腹上，挈之不坠。”①把燃烧的纸片投入瓶里，会使瓶里的一部分空气排出瓶外，瓶内的压力由此减小，形成负压。这时如将瓶子放入水中，大气压力就会使水涌入瓶内。若用类似的方法，则大气压力会使瓶子紧压在人腹部，现在人们熟知的拔火罐，其原理就是如此。
应用大气压强制作虹吸管和唧筒，当时人也有许多记载。如：宋代曾公亮的兵书《武经总要》记述：“凡水泉有峻山阻隔者，取大竹去节，雄雌相合，油灰黄蜡固缝，勿令气泄，推竹首插水中五尺，于竹末烧松桦薪或干草，使火气自竹内潜通水所，则水自（竹）中逆上。”①这与唐代杜佑在《通典》中所述的方法相似。在《武经总要》中曾公亮还记述用于灭火的唧筒：“唧筒，用长竹，下开窍，以絮裹水杆，自窍唧水。”②利用裹了絮的水杆的往复运动，把水吸上来。这种唧筒实际上是后世活塞泵的前身。苏轼在《东坡志林》中也记载了这种设备：“蜀去海远，取盐于井。……自庆历、皇祐以来，蜀始创筒井，用圜刃凿如碗大，深者数十丈。以巨竹去节，牝牡相衔为井，以隔横入淡水，则咸泉自上。又以竹之差小者，出入井中为筒，无底而窍其上，悬熟皮数寸，出入水中，气自呼吸而启闭之，一筒致水数斗。凡筒井皆用机械，利之所在，人无不知。”③可知唧筒已广泛应用于四川的井盐开采。
对液体性质的深入认识
这一时期对浮力的原理及应用有了更深的认识。《宋史》记载僧人怀丙打捞铁牛的故事，就是借浮力起重的典型事例。“河中府浮梁，用铁牛八维之，一牛且数万斤。后水暴涨绝梁，牵牛没于河，募能出之者。怀丙以二大舟实土夹牛维之，用大木为权衡状钩牛，徐去其土，舟浮牛出。”④怀丙的方法，当为今人所使用的浮箱打捞法之肇始。
表面张力是液体的一个重要特性，实质上是分子力的一种表现。汉代时，人们对表面张力现象已有所认识。到了宋代，人们将此现象应用于桐油质量的检验：“验真桐油之法，以细篾一头作圈子，入油蘸。若真者，则如鼓面鞔圈子上；掺有伪，则不著圈上矣。”①因存在表面张力的缘故，纯净的桐油可附着在细竹篾圈上形成一薄膜，而有杂质的桐油就不能形成薄膜。周密在
①俞琰：《席上腐谈》卷上。①《武经总要》前集卷6“寻水泉法”。②《武经总要》前集卷16“守城”。③苏轼：《东坡志林》卷4“井河·筒井用水鞴法”。④《宋史》卷462《僧怀丙传》。①张世南：《游宦纪闻》卷2。
《齐东野语》中还记载了一种以少许净水调开熊胆以去除眼球表面尘土的方法：“熊胆善辟尘。试之之法，以净水一器，尘幂其上，投胆粟许，则凝尘豁然而开。以之治目障翳，极验。”这是由于熊胆溶于水后，在水面形成薄膜，膜的表面张力会将水面尘埃推开，因此可用来清洗和除去眼球表面的灰尘。
对于液体浓度的测定，这时也有了较为科学的方法，这主要反映在检验盐卤的浓度方面。因为在制盐过程中，确定盐卤是否有煎煮的价值，就是根据其浓度来决定的。北宋初年，赞宁在《物类相感志》中说：“盐卤好者，以石莲投之则浮。”乐史记述了以10个莲子来测定盐卤浓度的方法：“取石连（莲）十枚，尝其厚薄，全浮者全收盐，半浮者半收盐，三簾（莲）已（以）下浮者则卤未堪。”②说明浮起的莲子数目越多，盐卤的浓度越大，制盐价值越高。南宋姚宽记述：“予监台州杜渎盐场，日以莲子试卤。择莲子重者用之。卤浮三莲四莲味重，五莲尤重。莲子取其浮而直，若二莲直，或一直一横，即味差薄；若卤更薄，即莲沉于底，而煎盐不成。闽中之法，以鸡子、桃仁试之，卤味重，则正浮在上；咸淡相半，则二物俱沉，与此相类。”③这里说到莲子在浓度不同的盐卤中呈现不同的浮沉状态，同时还记载了福建人用鸡蛋和桃仁测试盐卤浓度的方法。这一时期有关用莲子等测定盐卤浓度的记载还有许多，可以见于吴仁杰《离骚草木疏》卷1、吴曾《能改斋漫录》卷15等。