我国古代对密度的认识和运用

在物理学中，为了显示不同物质性质的差异，引入了密度的概念(最初称为比重，即密度与水的比率)。密度(比重)的概念在中国很早就被提出并应用。《孟子》中有这样的记载:“金重于羽毛，是不是金钩加羽毛？”这意味着黄金在平时比羽毛重，指的是相同体积下黄金与羽毛的比例，而不是将一个金钩子的重量与一车羽毛的重量相比较。在测定物质密度时，中国古代制盐工人创造了世界上最早的比重计。宋代姚宽的《西Xi从化》有这样一段话:“我要监督台州、杜杜、唐焱，天天吃莲子卤。莲子被那些选择较重的人使用。漂浮着三颗莲子和四颗莲子的盐卤味道很重，其中五颗莲子尤其重。莲子漂浮时是直的。如果莲花是直的或直的，味道又差又薄。如果盐水变稀，莲花会沉入水底，油炸盐就不起作用了。这种方法在福建中部用鸡肉和桃仁进行了试验。腌过的味道很重，但是浮在上面。如果它又咸又轻，两者都会下沉，这是相似的。”中国古代制盐工人测定卤水密度的方法有两种:一种是浮莲法，即选几粒重的莲子放入卤水中，卤水中浮莲越多，咸味越重。另一种是利用鸡蛋或桃仁的起伏来确定卤水的密度。当卤水密度大，而鸡蛋或桃仁的平均密度相对较小时，鸡蛋或桃仁会浮到液面上。如果盐水很轻，其密度低于鸡蛋或桃仁的平均密度，鸡蛋或桃仁就会下沉。这两种方法与现代使用的浮子式重力计的原理是一致的。明代的陆荣在《书院杂记》中也有记载:“盐水是由三份莲子称量而成的。首先，小竹筒里装满盐水，莲子放在中间。如果它漂浮并水平下落，盐水就非常咸，可以被油炸和焚烧。如果站在表面上，略显苍白；如果他们陷入困境，负担不起，他们都会放弃。”这种与莲子结合使用的小竹筒已成为一种便携式液体比重(密度)计，其原理与现代使用的浮笔比重(密度)计相同。