我国很早就有对共鸣现象的记载，公元前三四世纪时，在《庄子·徐无鬼》中有关于弦线共鸣的记载：西周时代，有个叫鲁遽的人，曾经将两把瑟分别放在两个房间里，将其中一瑟某弦弹一下，隔壁那具瑟上同样的弦也会发声，作者认为是音律相同之故。再将瑟乱弹一气，结果出来很多泛音，另一具瑟上的每根弦都或多或少地应声而动。鲁遽的试验可以说是世界上最早的共鸣实验。《吕氏春秋》上说“声比则应，故鼓宫则宫应，鼓角而角应”，也就是说，音调相同就可以发生共鸣。西汉董仲舒对共鸣的解释更进了一步，已粗略地阐明了共鸣的物理过程，认为物体之所以“自鸣”，必有“使之然”的原因——“声比则应”以及“五音经而自鸣”，你若弹官调的时候，其余属于官调的琴弦共鸣了，这是无形的声音推动的结果。晋、唐又有了消除共鸣的方法记载：晋代的张华指出，钟与铜盆共鸣时用工具改变其中之一的重量或形状，便可消除。唐代《刘宾客嘉话录》记有洛阳某僧房的磐无故自鸣，僧俱成疾，其友曹绍夔闻讯问候时发现斋钟有声馨也作声，次日取锉鑢磬数处其声遂绝。曹解释说：“此馨与钟律合，故击彼此应”。明白真相后僧人不治自愈了。北宋科学家沈括用实验揭示了共鸣的机理：他剪了一些小纸人放在弦上，每弦一个，然后开始弹奏，除了本身直接被弹奏的弦线以外，另一根与它的音律有共振关系的弦也会振动，上面的那个小纸人就频频跳跃，而其他诸弦上的纸人则安然不动，“欲知应声者，先调其弦令声和，乃剪纸人加弦上，鼓其应弦，则纸人跃，它弦不动。”沈括的实验要比西方的同类实验早几个世纪。明清之际的方以智在《物理小识》中写道：“今和琴瑟者，分门内外，外弹仙翁，内弦亦动，如定三弦子为梅花调，以小纸每弦帖之，旁吹笛中梅花调一字，此弦之纸亦动。”这是不同乐器上的共鸣，证明了发生共鸣的条件是频率相同，而与乐器的种类无关。
关于共鸣的应用，《墨子·备穴篇》中讲到：守军在城内沿城墙根约每隔6米挖一口井，深约3米。让陶工烧制坛子，每个容积在七八十升以上，塌口紧绷薄牛皮，埋人井中，派耳朵灵敏的人日夜债班，将耳朵贴在坛口上侦听。如果敌人正在挖地道进来，通过坛中的声音就能觉察。这种方法不仅能判断敌方是否在挖洞，并且根据三四个相邻的坛子的声音响度差，还可以断定声源的大致方向。无独有偶，我国古代行伍里还常以牛皮作箭筒，睡觉时兼做枕头，附地而卧，能听到数里之内人马走动的声音。倘若有敌人前来偷营劫寨，即能预先发觉。这是共鸣在军事上的又一应用。
磁石吸铁性质的认识
我们祖先是在铁矿冶炼的过程中认识了磁石吸铁的性质。《吕氏春秋·季秋纪·精通篇》说：“慈召铁，或引之也。”这是我国关于磁石吸铁的最早记载。书中还把磁石的这种特性比喻做母子相依，认为：“石，铁之母也。以有慈石，故能引其子；石之不慈者，亦不能引也。”因此，汉初以前，都是把“磁石”写成“慈石”。我国古代先民还认识到磁石只能吸引铁，而不能吸引其他物品。《淮南子·说山训》和《览冥训》中提到“慈石能引铁，及其子铜则不行也”，“而求其引瓦则难矣”。《晋书·马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带，在敌人必经的狭窄道路两旁，堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时，被牢牢吸住，不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲，磁石对他们没有什么作用，可自由行动。敌人以为神兵，不战而退。诗人曹植在诗中也用了“磁石引铁，于金不连。”的句子。宋代的陈显微和俞琰曾经作探讨，认为磁石“所以吸铁，是有它们本身内部的原因，是由铁和磁石之间内在的“气”的联系决定的（“神与气合”，“皆阴阳相感，隔碍相通之理”）。明末的刘献廷在他的《广阳杂记》一书中也认为磁石吸铁是由于它们之间具有“隔碍潜通”的特性。
南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法，他指出：优良磁石出产在南方，磁性很强，能吸引三四根铁针，使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石，能吸引十多根铁针，甚至能吸住一二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分，而且指出了测量方法，这被认为是世界上有关磁力测量的最早记载。
《水经注》里记载了秦国阿房宫前面，用磁石制成大门，防避有人进宫谋刺暗杀，如坏人暗披盔甲、暗藏兵器人宫，就会被门吸住而被发现，这说明我国劳动人民很早就利用了磁石的吸铁性了。我国古代还把磁石吸铁性应用于生产上。清朱琰著的《甸说》记有古代烧白瓷器的时候，用磁石过滤釉水中的铁屑，因为素瓷如果沾有铁屑，烧成后就会有黑斑。在制药的过程中，由于铁制的杵臼往往会有碎屑混在药里，人们也往往用磁石吸去杵头的铁屑。磁石也应用于医疗上。明代李时珍的《本草纲目》记载到宋代的人就用磁石吸铁作用来进行某种外科手术，如在眼里或口里吸取某些细小的铁质异物，到了现代，已经发展为一种专门的磁性疗法，对关节炎等疾病显示出良好的疗效。
竹蜻蜓
竹蜻蜒是公元前500年前我国的一种飞翔玩具，它以竹或木削成细长扭曲形薄片（有时候是羽毛）为螺旋桨翼片，在中间装一根小棍作立轴，用手把小棍一搓，就会向上飞快旋转而上升。其中缘由是旋转运动产生气流，旋转的翼片切入气流，产生升力，这就是直升机的原理。直升机的旋翼就像一个旋转的“竹蜻蜒”，旋转时产生升力，向上飞行。可以说，我国古代的竹蜻蜓是现代直升机的始祖。晋朝葛洪所著的《抱朴子·杂应》篇中描绘了通过旋转的竹蜻蜒垂直升空的情景和通过旋转的螺旋桨产生垂直的向上拉力，“用枣木心为飞车，以牛革结环剑以引其机……上升四十里”“飞车”就是竹蜻蜒，说它“上升四十里”不免有些夸张，但这却被认为是世界上最早的对垂直起降直升机基本原理的描述。
竹蜻蜒对世界航空发展的贡献是举世公认的。它作为玩具传到欧洲时，在中国已有两千年的历史，被西方称为“中国陀螺”，它的奇妙的垂直升空原理被欧洲人看作是一种航空器来进行研究与试验，西方的许多航空先驱者都是从竹蜻蜒中悟出了一些重要航空原理。在丹麦的哥本哈根皇家图书馆发现了一张作于公元1325年的手绘稿，画的是佛兰得古国的一位修道士手持一竹蜻蜒，用绳拉动旋翼旋转后即可产生垂直的升力升入空中。西方某些人将它说成是世界上第一架带动力的模型飞机，事实上却比我们勤劳、智慧的祖先所创造的竹蜻蜒，晚了1000多年。
利用浮力进行水下打捞
北宋时期打捞沉没在黄河中的铁牛，这在我国和世界上是最早的采用了利用浮力进行水下打捞的技术。
我国史书记载，黄河经过的山西蒲州有一座蒲津浮桥，两侧各铸4头铁牛，每尊重达8万斤左右，作为固定锚地，用铁链串连船只连成浮桥。宋朝年间，泛滥的黄河将铁牛冲陷在河底。洪水退了，浮桥得重修，可是笨重的铁牛陷在河底的淤泥里，没有哪个大力士能把它们一只一只捞起来。北宋治平三年（1066年），河北真定（今河北正定县）一位名叫怀丙的和尚应征负责打捞，他先让人潜到水底，摸清了8只铁牛沉在哪儿，然后派人驾驶两艘装满泥沙石块的大船停泊于铁牛沉没处，把两只船并排拴得紧紧的，用结实的木料搭个架子，跨在两只船上。又让人带了很粗的绳子潜到水底，把绳子的一头牢牢地拴住铁牛，绳子的另一头绑在两只大船之间的架子上后，把船上的泥沙都铲到黄河里去。船里的泥沙慢慢地减少，船身慢慢地向上浮，拴住铁牛的绳子越绷越紧。船靠着水的浮力，把铁牛从淤泥里一点儿一点儿地向上拔，船上的泥沙铲光了，铁牛也离开了河底，然后让水手们使劲把船划到岸边，再让许多人一齐用力，把水里的铁牛拖上了岸。就这样，8只笨重的铁牛全被拖了回来。
怀丙和尚的方法现在看起来很普通，但在当时却是了不起的创见，实际上现代起重浮艇采用的也是完全相同的方法，所以怀丙可以称得上是现代起重浮艇的鼻祖。
指南鱼、指南针
我国古代人民很早就掌握了人工磁化的方法，并制成人工磁体——指南鱼、指南针等。
北宋时，曾公亮在《武经总要》中载有制作和使用指南鱼的方法：“用薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼型，置炭火中烧之，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时，置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化，即把烧红的铁片放置在子午线的方向上，烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的。蘸入水中，可把这种排列较快地固定下来，而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。这种磁化法完全是凭经验得来的，但是它是磁学和地磁学发展的重要一环，比欧洲同样磁化方法的使用早了四百多年。
北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”按沈括的说法，当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针，就能使针带上磁性。从现在的观点来看，这是一种利用天然磁石的磁场作用，使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向，从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单，而且磁化效果比地磁法好。摩擦法的发明不但是世界最早的，而且为有实用价值的磁指向器的出现创造了条件。直到19世纪现代电磁铁出现以前，几乎所有的指南针都是采用这种人工磁化法制成的。北宋时期的指南针已发展成一种更加简便、更有实用价值的指向仪器，以后各种名目繁多的磁性指向仪器，就都是以这种磁针为主体，只是磁针的形状和装置法有所变化罢了。
上述两种人工磁化技术，是我国和世界上有文字记载的最早的人工磁化技术，在磁学和地磁学的发展史上是一个飞跃。它们的发明，尤其是利用天然磁石摩擦钢针显示磁性的方法，对指南针的应用和发展起了巨大的作用，直到19世纪现代电磁体出现以前，几乎所有的指南针都是采用这种方法制成的。
地磁偏角的发现
现在人们已经知道，地球的两个磁极和地理的南北极只是接近，并不重合。磁针指向的是地球磁极而不是地理的南北极，这样磁针指的就不是正南、正北方向而略有偏差，这个角度就叫磁偏角。不同地点的磁偏角不相同。我国最早发现了地磁偏角的存在，它的发现使指南针的指向更加准确。
北宋司天监杨维德于仁宗庆历元年（1041年）撰成的相墓书《茔原总录》说：“客主的取，宜匡四正以无差。当取丙午针，于其正处，中而格之，取方直之正也。”之所以“取丙午针”，就是由于磁针存在偏角的缘故。也就是说当磁针处于“丙午”方向时，方向盘的“午”才是地理的正南向。有人认为这是至今所发现的有关磁偏角的最早文献记载。成书于北宋的《武经总要》在谈到用地磁法制造指南针时，就注意利用了磁倾角。北宋人沈括在其著作《梦溪笔谈》中记载了在用指南针定向时，磁针常向东偏，不指正南的现象：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”指出了磁偏角的存在和在不断变化的现象。稍后一些的寇宗奭在其《本草衍义》中收录了沈括的话，但他去掉“微”字，而保留“常”字，写成“常偏东”、“常指南”、“常偏丙位”等等，足见沈、寇二人对“常”字不是随便用的。从后来的地磁学发展知道，磁偏角是随地点的变化而变化的，而同一地点的磁偏角大小又随时间的推移而不断改变。这些变化是由于地磁极不断变动所致。沈括在《梦溪笔谈》里之所以记为“常微偏东”，可能是由于他观察磁针指南是在一个比较长的时间里，同时也由于他观察磁针是在各个不同的地点上，因此，他所得到的各个偏角值大小不一样，多数是偏东的，但是也不完全是这样。到了南宋，磁偏角因地而异的情况有了更明确的记载，并且被应用到堪舆罗盘上，如曾三异在《同话录》中说：“天地南北之正，当用子午。或谓今江南地偏，难用子午之正，故以丙壬参之。”这就是说，在地磁子午线和地理子午线一致的地方，用子午正针就可以了；而在我国东部沿海一带，地磁子午线和地理子午线有一夹角，就要参用丙壬缝针。到元明清时期，堪舆罗盘也都设有缝针，而且不同时期、不同地域所制的罗经盘的缝针方位也都不一致。这可以看成是我国古代关于偏角因时、因地而变化，的原始记录。
欧洲人首次发现磁偏角随地点变化是在哥伦布由西班牙航往美洲的途中，而发现同一地点的磁偏角随时间变化是在1634年，比我国晚了数百年。
《梦溪笔谈》
《梦溪笔谈》由北宋沈括（1031~1095年）所著，以笔记文学体裁的形式记录了他一生的所见所闻和研究。全书总计30卷，分成17类，609条，10多万字，内容涉及自然科学和社会科学的各个领域，其中许多科学成就达到了当时世界的最高水平。
在磁学方面，沈括最早记载了人工磁化的一种简便方法，即“以磁石磨针锋”造指南针。他还被公认为是世界历史上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，即磁针所指“常微偏东，不全南也”，西方的这一发现要比沈括的发现晚400年。
在光学方面，为说明光是沿直线传播的这一性质，沈括在纸窗上开了一个小孔，使窗外的飞鸟和楼塔的影子成像于室内的纸屏上面进行实验，指出了物、孔、像三者之间的直线关系。此外，沈括还运用光的直线传播原理形象地说明了月相的变化规律和日月食的成因，对凹面镜成像、凹凸镜的放大和缩小作用作了通俗生动的论述。
在声学方面，他最早做了共振的实验：剪了一个纸人放在少宫或少商弦上，弹动宫弦或商弦时，在相应的少宫或少商弦上的纸人就会跳动起来，而弹其他弦时，纸人则不动。用两只琴（或瑟），将纸人放在一只琴的弦上，弹动另一只琴时，相应的弦上的纸人就会跳动。在西方，直到15世纪，意大利人才开始做共振实验。
在天文历法方面，沈括积极主张改革历法，提出了采用阳历的设想。800年后，这种历法被采用，就是现在通用的太阳历，当今世界，大多数国家都采用了他所预言的历法。沈括还主张使用与农业生产关系密切的十二气历。这种历法更符合天文实际，有利于农事的安排，比现行的公历——格列高里历还要合理。
在地理、地质方面，他利用流水侵蚀的学说和对海陆变迁的科学解释，提出了华北平原成因的理论。他根据在延安发现的竹根化石的事实，推测古今气候的变化。他提出石油可以用来照明和制墨，并预言石油他日必将大行于天下，而“石油”一词更是他首先使用的。