“科圣”墨子:他在古代中國播下科學(xué)火種
墨子是先秦時期著名的思想家。戰(zhàn)國時期,諸子百家爭鳴,天下“非儒即墨”,墨子甚至可以和孔子相提并論。實際上,墨子不僅是一位出色的思想家,還是一位出色的科學(xué)家。墨子的著作中有很多關(guān)于物理、數(shù)學(xué)、機械制造方面的論述,所以也有人認為墨子是中國科學(xué)家的鼻祖,將其尊為“科圣”。
在力學(xué)方面,墨子首先定義了力?!赌?jīng)》中說:“力,刑(形)之所以奮也”,即物體運動是因為有力的作用。這與奠定現(xiàn)代物理學(xué)中力學(xué)基礎(chǔ)的牛頓第一定律是相似的。但事實上,墨子早于牛頓2000多年就已經(jīng)總結(jié)出相似的理論。墨子的另一重要貢獻是提出了杠桿原理。早于阿基米德200多年,墨子就對杠桿平衡的原理有過深刻的詮釋。他將阻力稱為“重”,阻力臂叫“本”,施力叫“權(quán)”,施力臂叫“標”。《墨經(jīng)》說:“衡而必正,說在得”,“衡,加重于其一旁,必捶。權(quán)、重相若也相衡,則本短標長。兩加焉,重相若,則標必下,標得權(quán)也”。意思就是如果兩邊平衡,則杠桿必定是水平的,如果在其中一邊增加重量,這邊必然會下垂。權(quán)重相當(dāng),即施力和阻力相當(dāng)?shù)臅r候,才能兩邊平衡,這時必定是“本短標長”,即阻力臂短于施力臂。如果在兩邊增加相等重量,則“標”這一端必定下垂,這種情況就叫做“標得權(quán)”。
在光學(xué)方面,墨子發(fā)現(xiàn)了光沿直線傳播。他最早解釋了小孔成像的原理。在《墨經(jīng)》中,墨子這樣解釋小孔成倒像的原因:“景。光之人,煦若射,下者之人也高;高者之人也下。足蔽下光,故成景于上;首蔽上光,故成景于下。在遠近有端,與于光,故景庫內(nèi)也?!蹦拥慕忉屖?,光照射在人身上,就像射箭一樣,是呈直線的。人的頭部遮住了上面的光,成影就在下邊,人的足部遮住了下面的光,成影就在上面,所以形成了倒立的影子。墨家精心設(shè)計的這一實驗不僅解釋了小孔成倒像的原因,也指出了光沿直線傳播的原理,為我們今天光通信和量子通信的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。這也是全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星以“墨子”為名的原因。
在數(shù)學(xué)方面,墨子定義了“圓”“方”等數(shù)學(xué)概念?!赌?jīng)》說:“圓,一中同長也?!薄胺剑缢淖??!边@比奠定了歐洲數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的幾何學(xué)之父歐幾里得要早了至少100年。在機械制造方面,《墨經(jīng)》中對攻城武器、守城武器、弩等的制造方法都有詳細的描寫。這些科學(xué)成就只是墨子或者說是以墨子為代表的墨家所創(chuàng)造的科學(xué)成就中很小的一部分。
后來,以墨子為代表的墨家沒落,但其科學(xué)成就,以及在這些成就背后善于觀察、發(fā)現(xiàn),敢于嘗試、實驗,實干、勤奮的墨家精神卻一直流傳至今,成為中華民族生生不息、不斷發(fā)展的精神動力和源泉。
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