墨子的科学成就

墨子的科学成就

墨子,姓墨名翟,春秋战国时期鲁国(今山东西南部)人。墨子是一位杰出的思想家、哲学家、社会活动家,同时也是一位杰出的科学家和发明家。

墨子出生在一个以木工为谋生手段的手工业家庭里,从小耳濡目染,加之聪明巧思,他很快就成为一名技艺高超的木工匠师和机械制造家。墨子非常好学,一方面不断汲取前人各方面的知识,另一方面通过亲身实践不断创新。这样,他很快就成长为一代学术大师。

墨子一生的活动主要是两个方面:一是广收弟子,宣扬自己的学说;一是不遗余力地反对兼并战争。由于墨子的教学方法灵活独特,深受弟子欢迎,从者很多,使墨家成为当时与儒家并称的显学。墨子的政治主张是舍己利人,建立一个平等、安定、人人安居乐业的“尚同”社会。

《墨经》是先秦诸子百家著作里最具科学价值的一部。它原来是《墨子》一书中的四篇,即《经上》、《经下》、《经说上》、《经说下》。

一般认为《经上》、《经下》两篇应是墨子自著,《经说上》、《经说下》两篇亦可能是墨子自著,即便不是,亦为墨子弟子记录师说而成。《墨经》的内容,集中反映了墨子的科学成就。

墨子的科学技术和贡献是多方面的,涉及数学领域里的几何学和算学,物理学领域的声学、力学和几何光学以及机械制造等。

首先,在数学领域。墨子给出了一系列算学和几何学概念的命题和定义,计有10余条,都载于《墨经》之中。他具体给出了“倍”、“平”、“同长”、“中”、“直线”、“正方形”等定义,其中关于“圆”的定义:“圜,一中同长也”,“圜,规写交也”。也就是说:与中心同长的线构成圆,如用圆规绕中心一周即画成圆。这与欧氏几何中圆的定义完全相同。几何学里的点、线、面、体被墨子称做“端”、“尺”、“区”、“体”。其中“端”是不占有空间的,是物体不可再分的最小单位。墨子所给的定义都是具体而准确的。虽然墨子的数学理论尚未形成一个完整的体系,但是数学概念定义的严密性和抽象性,集中反映了墨子的理性思维深度,开拓了理论数学的发展之路。仔细比较墨子的概念与欧氏几何,我们不难发现,其命题和定义基本一致,且比欧几里得理论要早100多年。

其次,在物理学领域。墨子在声学、力学和几何光学方面都有重要贡献。在声学方面,墨子对声音共振现象展开研究,发现井或罂具备放大声音的作用,并加以利用,将之作为监听敌人动向、预防攻城的工具。在力学方面,墨子给出了一些重要的定理和概念。例如他给出了力的定义:“力,形之所以奋也。”(力是使物体运动的原因),尽管是错误的,但在当时的条件下还是先进的。他也说明了反作用力和阻力的存在。墨子还对杠杆原理作了精辟表述,比阿基米德的论述要早200年。在光学方面,墨子的成就最为杰出。他是世界上第一位对几何光学进行系统研究的科学家,他研究的广度和深度也是同时代的其他科学家所不及的。其记述集中于《墨经下》和《墨经说下》,各有8条,内容涉及到了几何光学的各个方面。通过对小孔成像的实验,对平面镜、凹面镜、凸面镜成像的研究,他得出的几何光学的一系列基本原理,都堪称经典。

img1

墨子载“小孔成像”

在春秋战国时期,就科学技术成就来说,以墨子和墨家成就为最;就其广度和深度来说,与同时代的古希腊任何一个学派和任何一位科学家相比,墨家和墨子都有过之而无不及。可以这样说,在对自然界的理性认识方面,墨子登上了当时科学的最高峰。