《大戴礼》中的《夏小正》，是我国现存最早记载物候的专著。它成书的年代虽然在奴隶社会后期，但其中的某些认识很可能是夏代流传下来的。全书只有四百多字，但内容相当丰富。在植物物候方面，对木本和草本植物都有观察记录。如正月的物候是柳树长出了花序，梅、杏、山桃相继开花。七月的物候是芦苇长出了芦花。在动物物候方面，对鸟、兽、虫、鱼都有所注意。如正月的物候是大地回春，田鼠出来活动。野鸡鸣叫，雌雄交配。鱼儿由水底上升到近冰层的地方。农田害虫蝼蛄也叫了。《夏小正》采用的是夏历，和现在民间常用的农历月份相当。其中的正月即阳历二月。书中记载梅、杏和山桃在正月开花，又提到淮、海和 （扬子鳄）等，说明所观察的可能是淮河至长江沿海一带的物候①。

　　《周礼·考工记》中有“橘逾淮而北为积， 鹆不逾济，貉逾汶则死，此地气然也”。这是关于天然动植物的地理分布有某个界线的最早记录。橘子多分布在长江以南，淮河以北橘子很难生长。 鹆俗名八哥，多留居我国中部、南部各省平原和山林间。济就是济水，古四渎之一，地理位置由泺口以下至海，与今小清河河道略同。“ 鹆不逾济”，就是指 鹆一般只能留居在济水以南，而貉是生活在北方的毛皮兽。汶是汶水，今名大汶水，在山东西部，古汶水西流经东平县南至梁山东南入济水。貉如果越过汶河往南，就会由于不适应较暖的生活环境而死亡。二千四百多年前，《周礼·考工记》就提出天然动植物有地理分布界线的思想，是非常可贵的。

　　《管子·地员》是秦以前讲土壤分类最详细的著作。它将一般地区的土① 杜石然等六人编著：《中国科学技术史稿》上册，第74 页，科学出版社，1982 年。壤分作18 个类型，90 种。然后分别叙述它们的性状和所宜生长的植物。又按上、中、下三等，顺序评价它们的生产性能。它用来分类的依据是：土壤的颜色、质地、结构、孔隙、有机质、酸碱性和肥力，并密切结合地形、水文、植被等自然条件。它的缺点是由于受阴阳五行学说的影响，土壤分类表现得很机械，每类都是五种，有的甚至还和角、商、宫、羽、徵五音配合，以合五行。这种作法脱离实际，不是客观情况的真实反映。

　　在《管子·地数》中，还记载了通过矿苗找矿的经验：“上有丹沙者，下有黄金，上有慈石者，下有铜金；上有陵石者，下有铅、锡、赤铜；上有赭者，下有铁，此山之见荣者也。”又说：“山上有赭者，其下有铁；上有铅者，其下有银；一曰：上有铅者，其下有鉒银；上有丹沙者，其下有鉒金；上有慈石者，其下有铜金，此山之见荣者也。”这里所说的上下关系，有三种含义：第一，一个垂直的矿体或一条矿脉，山上露头中出现某种矿物，可能对下面赋存的另一种主要矿产起到指示作用，这种指示矿物在古代称之为“苗”或“引”。又某些多金属矿体（脉）的上部和下部富集的矿种有所不同，这种垂直分带现象，在古代已有所认识。第二，山上出现的某种矿物和山下出现的另一种矿物，分别产于不同的地层或岩石中。既不同属于一个矿体，成因上又没有明显的联系，属于这种情况的上下关系，仅仅是一种空间位置的相对关系。第三，山上赋存有某种原生矿床，而山下出现另一种砂矿，这种上下关系也不一定和矿床成因有联系。所以，《管子·地数》讲的找矿方法，只有一部分是通过金属矿产的共生关系寻找，其余则是通过矿产之间空间位置的相对关系来寻找①。

　　《管子·地员》还记载有植物生态方面的知识，指出在土质优劣、地势高低和水泉深浅不同的土地上，所宜生长的植物也是不同的。特别是注意到了植物垂直分布的现象。在山地，由山顶到山麓，依次有“悬泉”、“■崣”、“泉英”、“山之■”“山之侧”五个部分。“悬泉”上长的是落叶松纯林；“■崣”上长的是山柳灌丛；“泉英”上长的是山杨；“山之■”上长的是槚楸一类杂木林；“山之侧”上长的是刺榆。这些情况，与现在华北地区的山地植物分布并无差异①。

　　① 夏湘蓉、李仲均、王根元：《中国古代矿业开发史》第319 页，地质出版社，1980 年。① 夏纬瑛：《管子地员篇校释》第29 页，农业出版社，1981 年。

　　第十六章物理学物理学是研究物质运动一般规律和物质基本结构的科学，是人类在长期的生产实践和观察实验的基础上逐渐发展起来的。夏商周时期，人们已积累了大量的有关力、热、声、光、磁等方面的知识和对于运动、时空、物质结构等问题的认识，这些知识和认识构成了这一时期物理学的丰富内容。

　　第一节力学知识力学是最早发展起来的学科之一。远古至春秋战国时期已应用尖劈和杠杆原理，制造出某些器具，还利用斜面、轮轴等机械提举重物。下面着重介绍这一时期对于弹力、浮力和摩擦力的利用及对力的本性的认识。

　　由于狩猎和战争的需要，人们很早就发明了弓箭。在山西峙峪旧石器晚期遗址中发现有石镞，说明距今二万八千年前就有弓箭的发明。至春秋战国时期，弓箭的制造有了很大的发展。《考工记》详细地记载了箭的杆、矢、羽三部分的构造和比例，特别是讨论了箭的结构与飞行的关系，认为箭的结构直接影响到飞行状况及射击的准确性。若箭杆前部太软，箭就会往下俯冲；若后部太软，箭就会往上飘；中部太软则飞行纡曲；中部太硬就会向上飞扬；羽毛太多则速度慢；羽毛太少较易偏斜①。这些讨论已涉及到初步的空气动力学的内容。这个时期还发明了弩，可以把弹力积聚起来，以使发射力更强。对浮力的利用也相当早。除行舟外，对水的浮力还进行理论探讨。墨家学派认为，可以浮在水中的物体，虽其形体较大，但在水中只沉浸较浅的一部分。这是因为物体中间有空隙（“形之大，其沉浅也，说在具”）②。《考工记》也提到利用水的浮力来检验车轮制造时各部分是否平衡（“水之，以视其平，沉之均也”）③。