物理实验与古代物理学的发展
物理学的发展经历了从萌芽时期（古代物理学时期）到经典物理学时期再到现代物理学时期的发展阶段。在古代，亦即大约公元前七八世纪后，中国和希腊形成了东西方两个科技发展中心，科学已经以经验科学的形态从生产劳动中分化出来。但物理学还只是“自然哲学”的重要组成部分，人们主要是靠对自然现象和生产、生活很不充分的观察，以及简单粗糙的实验，直觉地、笼统地去把握物理现象的一般特性，物理学基本上还处在对现象的描述、经验的简单总结和思辨性的猜测阶段，实验的巨大作用还没有被充分认识到。
尽管如此，在古代物理学发展的漫长历程中，不论是在中国还是在外国，有许多人曾做过许多实验或进行观测，对实验现象作过各种解释或总结，也提出过种种理论，还制造出了不少仪器，他们对古代物理的发展起了积极的推动作用。在西方，古巴比伦人曾用“日晷”和水钟计时，还发明了梁式天平；古希腊人泰勒斯最早记录了摩擦过的琥珀会吸引轻小物体，天然的磁石具有吸铁的性质；阿里斯托芬曾有过用玻璃点火熔化石蜡的记录；欧几里德曾有过用凹面镜聚集太阳光试验的记述。阿拉伯人阿勒·哈增曾做过圆柱面镜、球面镜、锥面镜的反射和折射实验，他还用一根带有五个秤盘的奇妙杠杆，测定在空气中和在水中物体的重量，发现空气也有重量和阿基米德定律在空气中同样适用，等等。这里，特别要提出的是古希腊阿基米德（公元前约287—前212）和托勒密（约90—168）的实验。
阿基米德对杠杆进行了实验和研究，总结出杠杆定律，即二重物平衡时所处的距离与重量成反比。他还发明了阿基米德螺旋提水器，并用滑轮做了许多实验。杠杆定律的发现和应用在当时引起了轰动。阿基米德的另一个重要贡献是做了浮力实验，建立了浮力定律。他在《论浮体》一书中指出：“浸入液体的物体所失去的重量，就等于它排开的液体的重量。”这也是一个从实验总结为理论的定量实验。托勒密曾用如图1－1所示的装置对光的折射进行了实验研究。在一个圆盘的中心S处装了两把可以旋转的尺子，将圆盘的一半竖直插入水中，转动两把尺子以便确定入射线和折射线的位置，从而测出入射角和折射角。用这样的方法托勒密测得了从空气射入水中的光线的一系列对应值。如：
在力学实验方面，据《墨经》所载，墨家就研究过圆球的随遇平衡问题，已初步认识了简单几何体的重心问题。半坡村出土的欹器（尖底双耳瓶）也说明了古人早就注意到了重心的作用。对于测定固体比重的方法，《考工记》中就记载了用水浮法来进行定性的估测。对于液体比重的测定，最迟到东汉就已测出“水一升重十三两”（《后汉书·礼仪志》）。原始的液体比重计早在唐代《西阳杂俎》中就已有记载：莲子放在水中一定下沉，放在制盐用的咸卤中则能浮着。到元代陈椿（《熬波图咏》）把莲子放在4种浓度不同的卤水中浸泡，形成4种比重不同的莲子，然后将它们同时放入同一种卤水中，视其浮起来的数目多少来推断卤水比重的大小。这与现代的浮子式比重计原理基本相同。《考工记》中“舆人为车”就记载了水平仪的雏型。到了北魏，水平仪已被配置在较精密的仪器上，如用铁铸成的浑天仪底板上设有“十字水平”，以校准仪器水平。对于浮力的认识，《墨经》中已指出物体所受的浮力是因为水被物体排开的关系。
晋代的《苻子》就已记载了利用水浮法称重的实例。《宋史·方技传》记载了利用浮力起重——打捞铁牛的实例。对于简单机械，早在春秋时期就已有了使用权衡——天平与杆秤的记载。《墨经》中记载了墨家实验研究杠杆原理的做法：天平横梁的一臂加重物，另一臂必需加砝码，两者必须等重才能平衡；杆秤的提纽到重物的一臂比较短，提纽到秤锤一臂比较长，如果两边等重，秤锤一边必下落。到了周代史佚发明了杠杆和滑车的混合体——辘轳。
尽管如此，在古代物理学发展的漫长历程中，不论是在中国还是在外国，有许多人曾做过许多实验或进行观测，对实验现象作过各种解释或总结，也提出过种种理论，还制造出了不少仪器，他们对古代物理的发展起了积极的推动作用。在西方，古巴比伦人曾用“日晷”和水钟计时，还发明了梁式天平；古希腊人泰勒斯最早记录了摩擦过的琥珀会吸引轻小物体，天然的磁石具有吸铁的性质；阿里斯托芬曾有过用玻璃点火熔化石蜡的记录；欧几里德曾有过用凹面镜聚集太阳光试验的记述。阿拉伯人阿勒·哈增曾做过圆柱面镜、球面镜、锥面镜的反射和折射实验，他还用一根带有五个秤盘的奇妙杠杆，测定在空气中和在水中物体的重量，发现空气也有重量和阿基米德定律在空气中同样适用，等等。这里，特别要提出的是古希腊阿基米德（公元前约287—前212）和托勒密（约90—168）的实验。
阿基米德对杠杆进行了实验和研究，总结出杠杆定律，即二重物平衡时所处的距离与重量成反比。他还发明了阿基米德螺旋提水器，并用滑轮做了许多实验。杠杆定律的发现和应用在当时引起了轰动。阿基米德的另一个重要贡献是做了浮力实验，建立了浮力定律。他在《论浮体》一书中指出：“浸入液体的物体所失去的重量，就等于它排开的液体的重量。”这也是一个从实验总结为理论的定量实验。托勒密曾用如图1－1所示的装置对光的折射进行了实验研究。在一个圆盘的中心S处装了两把可以旋转的尺子，将圆盘的一半竖直插入水中，转动两把尺子以便确定入射线和折射线的位置，从而测出入射角和折射角。用这样的方法托勒密测得了从空气射入水中的光线的一系列对应值。如：
在力学实验方面，据《墨经》所载，墨家就研究过圆球的随遇平衡问题，已初步认识了简单几何体的重心问题。半坡村出土的欹器（尖底双耳瓶）也说明了古人早就注意到了重心的作用。对于测定固体比重的方法，《考工记》中就记载了用水浮法来进行定性的估测。对于液体比重的测定，最迟到东汉就已测出“水一升重十三两”（《后汉书·礼仪志》）。原始的液体比重计早在唐代《西阳杂俎》中就已有记载：莲子放在水中一定下沉，放在制盐用的咸卤中则能浮着。到元代陈椿（《熬波图咏》）把莲子放在4种浓度不同的卤水中浸泡，形成4种比重不同的莲子，然后将它们同时放入同一种卤水中，视其浮起来的数目多少来推断卤水比重的大小。这与现代的浮子式比重计原理基本相同。《考工记》中“舆人为车”就记载了水平仪的雏型。到了北魏，水平仪已被配置在较精密的仪器上，如用铁铸成的浑天仪底板上设有“十字水平”，以校准仪器水平。对于浮力的认识，《墨经》中已指出物体所受的浮力是因为水被物体排开的关系。
晋代的《苻子》就已记载了利用水浮法称重的实例。《宋史·方技传》记载了利用浮力起重——打捞铁牛的实例。对于简单机械，早在春秋时期就已有了使用权衡——天平与杆秤的记载。《墨经》中记载了墨家实验研究杠杆原理的做法：天平横梁的一臂加重物，另一臂必需加砝码，两者必须等重才能平衡；杆秤的提纽到重物的一臂比较短，提纽到秤锤一臂比较长，如果两边等重，秤锤一边必下落。到了周代史佚发明了杠杆和滑车的混合体——辘轳。
引力常数的测定
物理实验与古代物理学的教育新鲜事