第四节 电磁学知识

  第四节 电磁学知识

  我国远在战国秦汉时期就对静电现象和静磁现象进行观察研究,并创制了磁性指向器——司南。魏晋南北朝时期,这种观察研究仍在继续进行,并取得了一些新成果。

   关于静电现象的进一步发现

  汉以前人们已知玳瑁、琥珀等物体经过摩擦可以吸取草芥等一类轻小物体。至三国时期,人们又发现发霉以后的腐芥不被吸引。《三国志·吴书》载:“虞翻少好学,有高气。年十二,客有侯其兄者,不过翻。翻追与书曰:‘仆闻琥珀不取腐芥,磁石不受曲针。过而不存,不亦宜乎!’”①从现代科学观点看,草芥要能被琥珀吸引,必须干燥,在带静电的琥珀作用下,草芥表面也形成带相反极性的静电层,因而能被琥珀所吸引。而腐芥则含有水份,本身已成为导体,自然不能被琥珀吸引。年仅十二的虞翻,闻知琥珀不取腐芥,说明时人已经有此经验知识。

  南北朝时期,人们还通过能否拾芥的试验来判断琥珀的真伪。刘宋雷教在《雷公炮炙论》中写道,“琥珀如血色,熟于布上拭,吸得芥子者真也。”②可见此时对于琥珀拾芥现象的认识已相当普遍了。

   关于尖端放电及导电现象的记载

  汉时已发现“矛端生火”的尖端放电现象。晋代干宝的《搜神记》亦载,“晋惠帝永兴元年(304),成都王之攻长沙也,反军于邺,内外陈兵。是夜戟锋皆有火光,遥望如悬烛,就视则亡焉。其后终以败亡。”①此处的“戟锋皆有火光”等语,亦应是一种尖端放电现象。

  雷击是自古常见的现象。南北朝时期人们对雷击现象有了新的发现。《南齐书》载:“永明八年(490)四月六日,雷震会稽山阴恒山保林寺,刹上四破,电火烧塔下佛面,而窗户不异也。”②保林寺塔顶由金属为之,佛面也由金粉涂刷,这些都成为导体,当雷暴之时,高能量的雷电使塔顶及佛面形成瞬时电流,从而导致熔化,而木质窗户则不受影响。

   静磁现象的进一步认识和利用

  上文提到虞翻已知“琥珀不取腐芥,磁石不受曲针”。此处的“曲针”当是与钢(铁)针相对的由较软金属(如金、银、铜等)制成的容易弯曲的针。三国魏曹植(192—232)在他的一首诗《矫志》中说:“磁石引铁,于金不连。”此处的“金”是与铁相对提的,可见也是指铁以外的金属。这表明当时人们已用磁石对铁及其他金属做过实验,从而知道磁石只能引铁,其他金属都不能被吸引。

  雷敩还用磁石吸铁的特性来判别磁石的优劣。《雷公炮炙论》云:“夫欲验者,一斤磁石,四面只吸铁一斤者,此名延年沙;四面只吸得铁八两者,名曰续未石;四面只吸得五两已来者,号曰磁石。”③从雷敩这些说法中可以看出,他对磁石的吸铁性是做过多次实验的。

  磁石吸铁的特性还被应用于医疗上。葛洪在《肘后备急方》中说:“治小儿误吞针:用磁石如枣核大,磨令光,钻作窍,丝穿,令含,针自出。”①这种治疗小儿误吞针的方法后世多有采用。

   对静电现象和静磁现象的解释

  对于习见的静电、静磁现象,我国古人曾试图加以解释。晋郭璞在《山海经图赞》中说:“磁石吸铁,琥珀取芥,气有潜通,数亦冥会,物之相投,出乎意外。”②郭璞认为磁石和铁、琥珀和芥的这种物物相投的现象是很奇妙的。究其原因,是由于两种物体均有“气”的“潜通”的缘故。他认为这种气的潜感是物体的本性,是符合自然法则的(“数亦冥会”)。事实上,郭璞的这种观点是对先秦元气学说的发展和具体运用,这是很可贵的。此种“气”的观点一直影响着后世学术的发展。

  

  ①王嘉:《拾遗记》卷八《蜀》。

  ②《三国志·吴书第十二》卷五十七,注[1]。

  ①雷教:《雷公炮炙论·琥珀》,王兴法辑校,上海中医学院出版社1986年版,第32页。

  ②干宝:《搜神记》卷七。

  ③《南齐书》卷十九《五行志》。

  ①《雷公炮炙论·磁石》,王兴法辑校,上海中医学院出版社1986年版,第54页。

  ②葛洪:《肘后备急方》卷六。

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