“问苍茫大地,谁主沉浮”。
这是伟人同志直面当时国内复杂的形势,对民族的生存究竟由谁来掌握而发出的感慨。
而在自然界中,最突出的沉浮现象显然是发生在水里。
一个物体放到水里是沉是浮,到底决定于什么呢?
这个谁主沉浮的问题自古以来一直有人在研究,并有不少学者竞相回答。
人类进入文明时代以后,经过较长时间的探索,终于使沉浮问题的眉目变得比较清楚了。
在二千几百年前的中国和希腊,都有学者拿出正确的答案,这就是浮力原理的发现。
从现有材料看来,世界上最早发现浮力原理的功劳,应当归于我国先秦时代着名的墨翟学派——墨家。
关于浮力原理的根本,墨家精辟地指出,整个浮体的重量与水对浮体的水下部分的浮力平衡。
一个物体放到水里,它是沉是浮,决定于它的比重。
比重大于水的物体,它的重量大于同体积的水,水的浮力小于它的重量,它放到水里就一沉到底。
而比重小于水的物体,它的重量小于同体积的水,它就浮在水面,成为浮体,水对它没入水中的部分的浮力就足以承受得了它的重量。
对于浮体来说,比重是决定它的沉浮程度的主要因素:在几何形状相同的情况下,比重越大的浮体吃水越深。
一般人往往认为体积大的浮体放到水里吃水深。
其实不尽然,对于一定比重的浮体来说,一般不是它的体积越大吃水越深,而是它的高度越大吃水越深。
将一个大体积的浮体做成扁平状,它的吃水深度仍然可以是小的。
可见吃水深度与浮体厚度有关,而与浮体总体积无关。
因此,墨家指出,体积大的浮体吃水可以是浅的,只消水的浮力将浮体的重量平衡了就行。
尽管浮体高度(厚度)越大、吃水就越深的说法是对的。
可是反过来说浮体吃水越深、它的高度就越大,却不一定对。
因为浮体高度不是影响浮体吃水深度的惟一因素。
一个浮体吃水浅,可能不是由于它的高度小,而是由于它比重小。
因此,墨家又指出:当水对浮体的浮力与浮体的重量平衡了的时候,它吃水浅并不一定意味着它的高度小。
墨家关于浮力原理的这些论述,记载在公元前5世纪—前4世纪成书的《墨经》里。
这些论述很有特点,它着重讲吃水深度与造船密切相关的。