墨子——“中國科學(xué)家始祖”

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2018-01-11 青野云麓

墨子（生卒年不詳），名翟，東周春秋末期戰(zhàn)國初期宋國人，一說魯陽人，一說滕國人。墨子是宋國貴族目夷的后代，生前擔(dān)任宋國大夫。他是墨家學(xué)派的創(chuàng)始人，也是戰(zhàn)國時期著名的思想家、教育家、科學(xué)家、軍事家。

比起孔子、孟子，被稱為“科圣”、“中國科學(xué)家始祖”的墨子，尚不算廣為人知。距今2000多年的先秦時代，墨子及其所創(chuàng)立的學(xué)派墨家，與儒家并稱為“世之顯學(xué)”（《韓非子.顯學(xué)》）。

然而經(jīng)過秦火一炬及漢武帝時代的“罷黜百家，獨尊儒術(shù)”，墨子學(xué)說一朝而斬，再無余續(xù)，在其后的歷時流轉(zhuǎn)朝代更迭之中，僅留存錄于正統(tǒng)《道藏》本的《墨子》53篇。《墨子》包含神學(xué)、政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、教育學(xué)、倫理學(xué)、哲學(xué)、軍事學(xué)、邏輯學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)等跨門類多學(xué)科知識，堪稱“百科全書”，在彼時當(dāng)世乃至后世很長一段時間內(nèi)，都是絕無僅有的。盡管《墨子》散佚已多，今人通過僅存篇章，仍可一窺代表古代中國科學(xué)最高水平的墨家科技成就及其科學(xué)思想。

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1.提出宇宙論

墨子認(rèn)為，宇宙是一個連續(xù)的整體，個體或局部都是由這個統(tǒng)一的整體分出來的，都是這個統(tǒng)一整體的組成部分。換句話說，也就是整體包含著個體，整體又是由個體所構(gòu)成，整體與個體之間有著必然的有機(jī)聯(lián)系。從這一連續(xù)的宇宙觀出發(fā)，墨子進(jìn)而建立了關(guān)于時空的理論。他把時間定名為“久”，把空間定名為“宇”，并給出了“久”和“宇”的定義，即“久”為包括古今旦暮的一切時間，“宇”為包括東西中南北的一切空間，時間和空間都是連續(xù)不間斷的。

在給出了時空的定義之后，墨子又進(jìn)一步論述了時空有限還是無限的問題。他認(rèn)為，時空既是有窮的，又是無窮的。對于整體來說，時空是無窮的，而對于部分來說，時空則是有窮的。他還指出，連續(xù)的時空是由時空元所組成。他把時空元定義為“始”和“端”，“始”是時間中不可再分割的最小單位，“端”是空間中不可再分割的最小單位。這樣就形成了時空是連續(xù)無窮的，這連續(xù)無窮的時空又是由最小的單元所構(gòu)成，在無窮中包含著有窮，在連續(xù)中包含著不連續(xù)的時空理論。

在時空理論的基礎(chǔ)上，墨子建立了自己的運(yùn)動論。他把時間、空間和物體運(yùn)動統(tǒng)一起來，聯(lián)系在一起。他認(rèn)為，在連續(xù)的統(tǒng)一的宇宙中，物體的運(yùn)動表現(xiàn)為在時間中的先后差異和在空間中的位置遷移。沒有時間先后和位置遠(yuǎn)近的變化，也就無所謂運(yùn)動，離開時空的單純運(yùn)動是不存在的。

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2.數(shù)學(xué)論述

墨子是中國歷史上第一個從理性高度對待數(shù)學(xué)問題的科學(xué)家，

他給出了一系列數(shù)學(xué)概念的命題和定義，這些命題和定義都具有高度的抽象性和嚴(yán)密性。墨子所給出的數(shù)學(xué)概念主要有：

關(guān)于“倍”的定義。墨子說：“倍，為二也。”（《墨經(jīng)上》）亦即原數(shù)加一次，或原數(shù)乘以二稱為“倍”。如二尺為一尺的“倍”。關(guān)于“平”的定義。墨子說：“平，同高也?！保ā赌?jīng)上》）也就是同樣的高度稱為“平”。這與歐幾里得幾何學(xué)定理“平行線間的公垂線相等”意思相同。

關(guān)于“同長”的定義。墨子說：“同長，以正相盡也?！保ā赌?jīng)上》）也就是說兩個物體的長度相互比較，正好一一對應(yīng)，完全相等，稱為“同長”。

關(guān)于“中”的定義。墨子說：“中，同長也。”（《墨經(jīng)上》）這里的“中”指物體的對稱中心，也就是物體的中心為與物體表面距離都相等的點。

關(guān)于“圜”的定義。墨子說：“圜，一中同長也?！保ā赌?jīng)上》）這里的“圜”即為圓，墨子指出圓可用圓規(guī)畫出，也可用圓規(guī)進(jìn)行檢驗。圓規(guī)在墨子之前早已得到廣泛地應(yīng)用，但給予圓以精確的定義，則是墨子的貢獻(xiàn)。墨子關(guān)于圓的定義與歐幾里得幾何學(xué)中圓的定義完全一致。

關(guān)于正方形的定義。墨子說，四個角都為直角，四條邊長度相等的四邊形即為正方形，正方形可用直角曲尺“矩”來畫圖和檢驗。這與歐幾里得幾何學(xué)中的正方形定義也是一致的。

關(guān)于直線的定義。墨子說，三點共線即為直線。三點共線為直線的定義，在后世測量物體的高度和距離方面得到廣泛的應(yīng)用。晉代數(shù)學(xué)家劉徽在測量學(xué)專著《海島算經(jīng)》中，就是應(yīng)用三點共線來測高和測遠(yuǎn)的。漢以后弩機(jī)上的瞄準(zhǔn)器“望山”也是據(jù)此發(fā)明的。

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3.物理學(xué)研究

墨子關(guān)于物理學(xué)的研究涉及到力學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等分支，給出了不少物理學(xué)概念的定義，并有不少重大的發(fā)現(xiàn)，總結(jié)出了一些重要的物理學(xué)定理。

首先，墨子給出了力的定義，說：“力，刑（形）之所以奮也。”（《墨經(jīng)上》）也就是說，力是使物體運(yùn)動的原因，即使物體運(yùn)動的作用叫做力。對此，他舉例予以說明，說好比把重物由下向上舉，就是由于有力的作用方能做到。同時，墨子指出物體在受力之時，也產(chǎn)生了反作用力。例如，兩質(zhì)量相當(dāng)?shù)奈矬w碰撞后，兩物體就會朝相反的方向運(yùn)動。如果兩物體的質(zhì)量相差甚大，碰撞后質(zhì)量大的物體雖不會動，但反作用力還是存在。

接著，墨子又給出了“動”與“止”的定義。他認(rèn)為“動”是由于力推送的緣故，更為重要的是，他提出了“止，以久也，無久之不止，當(dāng)牛非馬也。”的觀點，意思是物體運(yùn)動的停止來自于阻力阻抗的作用，如果沒有阻力的話，物體會永遠(yuǎn)運(yùn)動下去。這樣的觀點，被認(rèn)為是牛頓慣性定律的先驅(qū)，比同時代全世界的思想超出了1000多年，也是物理學(xué)誕生和發(fā)展的標(biāo)志（亞理士多德認(rèn)為力是使物體運(yùn)動的原因，沒有力物體就不會運(yùn)動，而停止是物體的本性，這樣的觀點是符合常人觀測的結(jié)果的，卻是膚淺和錯誤的）

關(guān)于杠桿定理，墨子也作出了精辟的表述。他指出，稱重物時秤桿之所以會平衡，原因是“本”短“標(biāo)”長。用現(xiàn)代的科學(xué)語言來說，“本”即為阻力臂，“標(biāo)”即為動力臂，寫成力學(xué)公式就是動力×動力臂（“標(biāo)”）=阻力×阻力臂（“本”）。此外，墨子還對杠桿，斜面、重心、滾動摩擦等力學(xué)問題進(jìn)行了一系列的研究，這里就不一一贅述。在光學(xué)史上，墨子是第一個進(jìn)行光學(xué)實驗，并對幾何光學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)研究的科學(xué)家。如果說墨子奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，也不為過分，至少在中國是這樣。正如李約瑟在《中國科學(xué)技術(shù)史》物理卷中所說，墨子關(guān)于光學(xué)的研究，“比我們所知的希臘的為早”，“印度亦不能比擬”。

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墨子精通手工技藝，可與當(dāng)時的巧匠公輸班相比。墨子擅長防守城池，在止楚攻宋時與公輸般進(jìn)行的攻防演練中，已充分地體現(xiàn)了他在這方面的才能和造詣。他曾花費了3年的時間，精心研制出一種能夠飛行的木鳥（風(fēng)箏、紙鳶），成為我國古代風(fēng)箏的創(chuàng)始人。他又是一個制造車輛的能手，可以在不到一日的時間內(nèi)造出載重30石的車子。他所造的車子運(yùn)行迅速又省力，且經(jīng)久耐用，為當(dāng)時的人們所贊賞。

值得指出的是，墨子幾乎諳熟了當(dāng)時各種兵器、機(jī)械和工程建筑的制造技術(shù)，并有不少創(chuàng)造。在《墨子》一書中的“備城門”、“備水”、“備穴”、“備蛾“、“迎敵祠”、“雜守”等篇中，他詳細(xì)地介紹和闡述了城門的懸門結(jié)構(gòu)，城門和城內(nèi)外各種防御設(shè)施的構(gòu)造，弩、桔槔和各種攻守器械的制造工藝，以及水道和地道的構(gòu)筑技術(shù)。他所論及的這些器械和設(shè)施，對后世的軍事活動有著很大的影響。

著名西方漢學(xué)家、中國科技史學(xué)者李約瑟曾贊嘆：“墨家的科學(xué)水平，超過了整個古希臘！”須知歷史留下的不盡都是精華，淘汰的不盡都是糟粕?？梢哉f墨子學(xué)說未能成為中國傳統(tǒng)文化的主流，實乃國史上一大悲劇。

設(shè)若墨子學(xué)說能早一點為國人所重視，那么中國早一點開出“科學(xué)理性”之花，倒也未可知。