导语：“天地莫之能损也”：我国古人是怎样理解“物质守恒”的思想？

自然界生机勃勃，不断进行着新陈代谢。人们也不断在消耗着一些物质，但总不会发现物质的竭尽。这些问题引起了人们的思索。在唯心主义者看来，简单得很，“那是上帝为了我们人类，不断创造出来的呀！ ”陈词濫调，无济于事。科学的任务是认真研究它，给它以正确的回答。物理学告诉我们，自然界的各种变化过程中，物质既不消灭，也不创生，其量总是守恒的，这叫做物质守恒原理。这种思想，在我国也是“古已有之”。

一、古人对“物质守恒”的解释

战国时期的《墨经》里有两条记载包含着这种原理，其一条说：“可无也，有之而不可去，说在尝然”。意思是说，原来没有的，就没有，已经有的，也不可能消灭，因为它是曾经有过的。这一条《经说》也解释说： “已给则当给，不可无也”。就是说，已经存在的应当存在下去，不可能消灭。这都定性地说明了物质的不可无故消灭。

另一条还从数量关系去说明“偏去，莫加少，说在故”。意思是，某种物质被减去一点，但从总体来说，没有增加也没有减少，因为合起来还是一样多少。这一条《说》，还从反面解释说“俱一，无变”，意思是几部分物质合成一起，总量也是没有变化的。

这两条《墨经》明显地包含着物质守恒的原理。这种思想在别的书里，也有不少记载。差不多时期的《管子》一书里也说到：“天地莫之能损也”。说出了物质不灭的思想。

晋代的《列子》中更进了一步，说“物损于彼者盈于此”，“成于此者亏于彼”。意思是，在变化过程中，这里的物质多了，那里必然少了；这里少了，那里必然多了。

这是从数量关系上说明了物质守恒。其实，凡是对世界持唯物认识的人，往往是承认物质守恒的。“元气论”，认定物质实体都是“气”的“聚”，而“气”绝不会生灭，所以张载就明确指出：“本体不为之损益”，即指出物质并不会消灭或创生。

明代王夫之说得最有趣，他说：如果物质可以消灭，到哪里去了呢？说它产生，又何从而来呢？宇宙哪有这么大的储藏来供它不断地消耗呢？这也有力地论证了物质守恒的思想。

二、王廷相的物质守恒实验

对物质守恒思想，从定性的思维到数量关系的说明，是一个进步，后来更能通过一个具体的变化过程，甚至一个实验来阐明，这又是一个大的进步。

明代王廷相（1474-1544），在这方面迈出了可喜的一步。他首先指出“气虽无形可见，都是实有之物，口可以吸而入，手可以摇而得”。他指出，即使是无形的“气”，虽“有聚散”，但“无灭息”。

王廷相还举海水为例，说“水”可凝结为冰，冰可溶解为水；冰可以有，也可以无，但把海水和冰加在一起，其总量是不会变化的。这对物质守恒思想是一个具体的说明。

三、王夫之列举的事例

在这方面发挥得最好的，要算是王夫之了。当时经济发展，手工业生产技术有了显著的进步，人们对物质的变化有更多的感性知识，王夫之又特别留心于实地调查了解，深入到手工业作坊，考察劳动人民的实践活动。尤其是制墨、烧汞等化学工艺过程，给了王夫之很多启发，使得他能够更加充实与发挥物质守恒的理论。

王夫之列举燃烧、汽化、升华三种物质变化事例，来论证“生非创有，死非消灭”的思想。下面就基他所列举的事实：

（1）“车薪之火，一烈已尽，而为焰、为烟、为烬；木者仍归本，水者仍归水，土者仍归土，特希微而人不见耳。”这是说一车子柴，烧掉了即化为火焰、烟尘、灰烬，这时并非不存在了，只是成了“希微”，为人们不见而已。

王夫之还举出，如果让松油在旷野燃烧，好像全不见踪影了；如果密闭着燃烧，就变成黑色的烟墨。这可以更明白地证明，燃烧的过程，物质仍然是不灭的。烟、焰、爆也不可凭空创生。

（2） “一甑之炊，湿热之气，蓬蓬勃勃，必有所归。若盒盖严密，则郁而不散。”这是以烧水为例：水受热沸腾汽化，似乎不见了，那一定有所去向，并非消失，如果盖得严密，那蒸气就跑不掉了。以此说明，水的汽化并非水的消灭。

（3） “汞见火则飞，不知何往，而究归于地。覆盖其上，遂成朱粉。”这是说水银受热升华，变为水银蒸气而飞散了，好像不知哪里去了，实际上是仍回归到大地。如果在炼汞的器皿上加上一个盖，水银蒸气就会附着在盖子上，成为红色粉末状的氧化汞。这就说明了汞的升华，也不是汞的消失。朱粉的形成也不是物质的创生。

正由于王夫之有丰富生动的感性知识作基础，才使得他能够形成比之前人更加深刻的物质守恒思想。他不但有一个“天地本无起灭”的总的概念，而且能够具体指出，有形的实物，不过是“气”聚集而成，且为人们所能觉察到，此时“非幻成也”;有形的实物不见了，那只是“气”“散”，而为入们所不能觉察，此时却“非消灭也”。作为物质的气”始终是存在着的，所以他说： “凡虚空者皆气也，聚则显，显则人谓之‘有’。散则隐，隐则人谓之‘无。’”如此说来，世界上的物质，只有形态的转换，而不会有量的生灭。也就是说，总的量必是守恒的，所以他说：“聚于此者散于彼，散于此者聚于彼。”

总之，物质守恒的思想，在我国起源很早，而到了王夫之的时候，可以说已初步成型。他的著作确实是我国古代物质理论发展史上的一个里程碑。王夫之堪称为古代一位有贡献的物理学家。

参考资料：

《墨经》《管子》《列子》

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