《考工記》中的物理知識
正文
《考工記》亦稱《周禮·冬官考工記》，中國先秦時期的手工藝專著，部分地反映了當時中國所達到的科學技術和工藝水平；作者不詳，戰國時期已經流傳。郭沫若認為它是春秋末年齊國的官書，學術界有不同意見，有的主張戰國成書說。《考工記》可能不是一時一人之作，在流傳中有所增益。《考工記》開首敘述“百工之事”的由來和特點，列舉攻木、攻金、攻皮、設色、刮磨和摶埴等 6類的30個工種，包括了當時官方管理的手工業主要部分。由於原書一度散佚，西漢重新問世後，著錄見於《漢書·藝文志》的《周官經六篇》，已有闕文又經過整理，以致各工種條文詳略不等,敘述次序有所更動；有6個工種僅存名目，且衍出“輈人為輈”條。所以今本《考工記》約7100字，實際上記述了25個工種的具體內容。書中所闡述的科學道理含有力學、聲學和熱學等方面的物理知識。
《考工記》介紹了木製馬車的總體設計，並在“輪人”、“輿人”和“輈人”條中，詳細記述了木車的四種主要部件輪、蓋、輿和轅。文中提出為了車行輕快,車輪要“微至（圓）”，輪徑不能過小等有利於減小摩擦力的要求。文中列舉了直轅牛車上坡費力且車不穩，上下坡時均不利於牛駕車等缺點，表明對當時車在斜面上的受力情形已有所認識。文中又指出曲轅馬車的種種優點，以至“馬力既竭，輈猶能一取焉”，這是對慣性認識的最早記載。“輪人”條記述了“”(規)、“萭”、“水”、“縣”、“量”和“權”六種檢驗車輪製作質量的方法，其中“水之，以眡(視)其平沈(沉)之均”一法，體現了浮力知識的套用。“矢人”條討論了箭乾強度對箭飛行軌道的影響，正確指出箭乾“前弱則俛(低)，後弱則翔，中弱則紆（曲），中強則揚”；文中記載了箭羽的設定方法及箭羽對箭在飛行中的穩定作用，分析了箭羽大小不當的後果；字裡行間反映出已涉及到空氣動力的知識。《考工記》中還有不少技術經驗總結的內容與工程力學的知識有關。例如：堤防和糧倉牆壁的設計，機械部件如輪輻和鑿孔之間的配合，弓體和其他多種兵器的形制設計和結構特點等等。“匠人”條記載了溝洫水利設施的情形，就一些渠系水力學問題作了經驗性的綜述。
《考工記》“鳧氏”條是世界上關於制鐘技術最早的論述,詳細敘述了編鐘的形制和各部分尺度比值,說明了鐘壁厚薄、鐘口形狀、鍾柄長短等對發聲的影響，記載了“鍾大而短，則其聲疾而短聞；鍾小而長，則其聲舒而遠聞”這兩種不同的聲學效果。“人”條介紹了幾種鼓的形制，記述了鼓形“大而短”及“小而長”的不同聲學效果。“磬氏”條敘述了編磬的形制，並指出若音調太高,則磨其旁；若音調過低,則磨其端。這種調音方法反映出當時人們對音調與振動體長短、寬窄、厚薄之間關係的定性認識。
《考工記》“氏”條說：“凡鑄金之狀，金(銅)與錫；黑濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭，青白次之；青白之氣竭，青氣次之。然後可鑄也”，描述了冶鑄青銅時觀察火候的方法。“輪人”和“弓人”條記載處理木材的火烤法與熱學知識有關。
《考工記》中的物理知識《考工記》集中國先秦物理知識在工藝技術上套用之大成，對後世的手工藝製作以及度量衡、建築等有較大影響。
參考書目
〔清〕戴震：《考工記圖》,商務印書館,上海，1955。
