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        力是物理學中最重要、最基本的概念。它的形成在物理學史中經過了漫長的時期,直到十七八世紀,物理學家才給出它的準確定義。

        在甲骨文中,“力”字像一把尖狀起土農具耒。用耒翻土,需要體力。這大概是當初造字的本意。《墨經》最早對力作出有物理意義的定義:

        力,刑之所以奮也。

        這里“刑”,同“形”,表示一切有生命的物體。“奮”的原意是鳥張開翅膀從田野里飛起,墨家用它描述物質的、運動的或精神的狀態改變,如同現在常用“奮飛”、“奮發”、“振奮”等含義一樣。由此可見,墨家定義力,是指有形體的狀態改變;如果保守某種狀態就談不上奮,也就無需用力了。《墨經》還舉了一個例子,從地面上舉起重物,就要發“奮”,需要用力。墨家定義力,雖然沒有明確將它與加速度聯系在一起,但他們從狀態改變中尋找力的原因,實際上包含了加速度概念,其意義是極為深刻的。

        在浩瀚的中國歷史典籍中記述了各種各樣的力,其中人們對慣性力和重力的認識是值得稱道的。

        戰國初期成書的《考工記》最早記述了慣性現象。在它描述趕馬車的經驗時,它寫道:“勸登馬力,馬力既竭,辀猶能一取焉。”“勸登馬力”即趕馬車、勸馬用力,辀指小車。這句話的意思是,在駕駛馬車過程中,即使馬不再用力拉車了,但車還能繼續往前進一小段路。

        古代人不僅記述了慣性現象,而且能充分認識和利用慣性力。張衡(公元78—139年)于東漢順帝陽嘉元年(公元132年)創制的候風地動儀就是其中之一。地動儀中的主要部件是一根倒立柱,稱它為“都柱”。在其受到來自某方向的地震橫波襲擊時,由于慣性力的作用,它將倒向震源方向,從而帶動有關方向的杠桿牙機,使龍嘴張開,銅丸掉落于地上蟾蜍口中。

        對重力現象最早作出描寫的是《墨經》。遠在2000余年前,它就指出,凡是重物,其上不提挈,其下無支撐,其旁無力牽引,則必定垂直下落。這就是說,只要物體不受到任何人為的力的作用,它必定作垂直下落運動。這正是重力對物體作用的結果。

        “合力”的概念在中國起源甚早。《墨經》曾討論過許多力合成一個力時,可以“舉之則輕”。明代茅元儀明確提出“合力”一,他寫道:

        合力者積眾弱以成強也。今夫百鈞之石,數十人舉之而不足,數人舉之而有余,其石無加損,力有合不合也。(《武備志·軍資乘·守五·堡約》)

        遺憾的是,中國傳統文化中卻很少述及力的方向,而討論分力與合力時,必須指出力的作用方向。然而,在生產實踐中,古代人有許多利用合力的經驗及創造發明。諸如眾人抬木頭,利用兩頭牛耕地的耦耕操作,戽〔hu戶〕斗的應用等。戽斗取水,兩人用力拉動斗側雙繩,盛滿水的斗就沿合力方向運動,正好構成了力的平行四邊形法則的實際圖。

        在力學中有一條法則:一個系統的內力無作用效果。饒有趣味的是,中國人發現與此有關的現象驚人地早。《韓非子·觀行》寫道:

        有鳥獲之勁,而不得人助,不能自舉。

        鳥獲,據說是秦武王寵愛的大力士,能舉千鈞之重。但他卻不能將自己舉離地面。東漢王充也說:

        力重不能自舉,需人乃舉。

        古之多力者,身能負荷千鈞,手能決角伸鉤,使之自舉,不能離地。(《論衡·效力篇》)

        似乎很可悲,一個身負千鈞重載,手能折斷牛角、拉直鐵鉤的大力士,卻不能將自己舉離地面。然而,這正是真理所在。再大力氣的人,也不能違背上述那條力學法則。因為當自身成為一個系統時,他對自己的作用力屬于內力。系統本身的力對本系統的作用效果等于零。否則,今天就不會有這樣的口頭禪來嘲諷一個人的能耐是有限的;你有再大的本事,也不能揪著自己的頭發使自己離地三寸。


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