登陆注册
2879200000002

第2章 古代物理学高峰:墨子的物理成就

在中国古代的科学发展史上,虽然存在很多走在科技发展前列的发明创作,但很少有注重建立科学体系,这之中也有例外,战国时期的墨子就是这样一个例外,早在先秦时期,他就创立了以几何学、物理学、光学为突出成就的一整套科学理论。墨子关于物理学的研究涉及到力学、光学、声学等分支,给出了不少物理学概念的定义,并有不少重大的发现,总结出了一些重要的物理学定理。墨学在当时影响很大,与儒家并称显学,在当时的百家争鸣时代有“非儒即墨”之称。在这个意义上,墨子可以称得上是一个科学家,墨家也是一个科学家集团。他们在数学、物理学、医学、逻辑学等方面都有杰出的贡献,在中国古代科学史上占有重要地位。

墨子姓墨名翟,生活在春秋末期战国初期的宋国,是战国时期著名的思想家、教育家、科学家,也是墨家学派的创始人,并有《墨子》一书传世。墨子自幼接受的是儒家教育,老师教他礼、乐、射、御、书、数这“六艺”,而他对后四项“射、御、书、数”尤其感兴趣,因为这几项更接近于生活的实践,能够解决日常生活中的很多问题。墨子的老师发现了他的兴趣点,也很着重培养他实践方面的能力,他经常带墨子去参观工匠们的作坊。有一次他带墨子去了染布坊,并让墨子观察布匹是怎样染成的。墨子对工匠们的劳作很感兴趣,当他看得聚精会神时,老师说:“看到了吧,这些丝绢本来都是雪白雪白的,把它们放进黑色的染料中,就变成了黑的;把它们放在了黄色的染料中,就变成了黄色的。”墨子说:“丝会跟着染料的颜色来变化,是这样的吗?”老师说:“是啊,做人的道理和染丝一模一样,所不同的是,丝是被人放进染料的,如何做人则完全是自己作出的选择。”墨子明白了老师的意思,不仅收获了科学知识,也懂得了为人之道,从此他就更加严格要求自己了。当他后来成为思想家收了门徒后,也总是严加管教门徒。

耕柱是墨子的得意门生,不过,他老是被墨子责骂。有一次,墨子责备了耕柱,耕柱觉得非常委屈,因为在许多门生之中,自己是被公认的最优秀的弟子,但又偏偏常遭到墨子指责,让他感觉很没面子。一天,耕柱愤愤不平地问墨子:“老师,难道在这么多学生当中,我竟是如此的差劲,以至于要时常遭您老人家责骂吗?”墨子听后反问道:“假设我现在要上太行山,依你看,我应该要用良马来拉车,还是用老牛来拖车?”耕柱回答说:“再笨的人也知道要用良马来拉车。”墨子又问:“那么,为什么不用老牛呢?”耕柱回答说:“理由非常简单,因为良马足以担负重任,值得驱遣。”墨子说:“你答得一点也没有错,我之所以时常责骂你,也只因为你能够担负重任,值得我一再地教导与匡正你。”对自己和弟子的严格,表现了墨子严谨的性格,而这正是在总结和发展科技思想时不可或缺的特质。

正是因为墨子严谨的性格,再加上他对科学的兴趣与钻研,墨子在科学技术上提出了很多先进的理论。

古时候的人对于自己身处的世界有着各种想象,有认为天圆地方的,也有相信神话故事,认为人是女娲创造出来的,这些理论按照后来的看法都谈不上科学的认识,而墨子的思想中却有了一些科学宇宙观的雏形。比如他认为宇宙是一个连续的整体,这个整体又分为许多部分;还有他关于时空的理论,他意识到时间和空间是不一样的,并把时间定名为“久”,把空间定名为“宇”,“久”包括古今旦暮的一切时间,“宇”包括东西中南北的一切空间,时间和空间都是连续不间断的。墨子还认为,时空既是有穷的,又是无穷的。对于整体来说,时空是无穷的,而对于部分来说,时空则是有穷的,也就是说,时空是连续无穷的,这连续无穷的时空又是由最小的单元所构成,在无穷中包含着有穷,在连续中包含着不连续的时空理论。这些理论在当时具有很强的前瞻性和抽象性,也是墨子思考深度的体现。

在时空理论的基础上,墨子建立了自己的运动论。他把时间、空间和物体运动联系在一起。他认为,在连续的统一的宇宙中,物体的运动表现为在时间中的先后差异和在空间中的位置迁移。没有时间先后和位置远近的变化,也就无所谓运动,离开时空的单纯运动是不存在的。可以说,墨子是中国历史上第一个从理性高度对待物理学的科学家,他所总结的关于时间、空间、运动的观念,与现代物理学中的理论不谋而合,这在凡事讲究实际,重具体轻抽象的古代中国是非常难能可贵的。

墨子在数学上也有许多建树,他给出了一系列数学概念的命题和定义,这些命题和定义都具有高度的抽象性和严密性。比如关于“倍”的定义,墨子说:“倍,为二也。”亦即原数加一次,或原数乘以二称为“倍”。如二尺为一尺的“倍”。关于“平”的定义。墨子说:“平,同高也。”也就是同样的高度称为“平”。这与欧几里得几何学定理“平行线间的公垂线相等”意思相同。关于“同长”的定义。墨子说:“同长,以正相尽也。”也就是说两个物体的长度相互比较,正好一一对应,完全相等,称为“同长”。关于“中”的定义。墨子说:“中,同长也。”这里的“中”指物体的对称中心,也就是物体的中心为与物体表面距离都相等的点。关于“圜”的定义。墨子说:“圜,一中同长也。”这里的“圜”即为圆,墨子指出圆可用圆规画出,也可用圆规进行检验。圆规在墨子之前早已得到广泛地应用,但给予圆以精确的定义,则是墨子的贡献。墨子关于圆的定义与欧几里得几何学中圆的定义完全一致,这既体现了数学跨越种族与文化的普遍性与抽象性,也体现了古老的东方文明在整个人类文明发展早期所作出的突出贡献。

墨子还抽象地定义了直线,他说,三点共线即为直线。三点共线为直线的定义,在后世测量物体的高度和距离方面得到广泛的应用。晋代数学家刘徽在测量学专著《海岛算经》中,就是应用三点共线来测高和测远的。汉以后弩机上的瞄准器“望山”也是据此发明的。

此外,墨子还对十进位值制进行了论述。中国早在商代就已经比较普遍地应用了十进制记数法,墨子则是对位值制概念进行总结和阐述的第一个科学家。他明确指出,在不同位数上的数码,其数值不同。例如,在相同的数位上,一小于五,而在不同的数位上,一可多于五。这是因为在同一数位上(个位、十位、百位、千位……),五包含了一,而当一处于较高的数位上时,则反过来一包含了五。十进制的发明,是中国对于世界文明的一个重大贡献。正如李约瑟在《中国科学技术史》数学卷中所说:“商代的数字系统是比古巴比伦和古埃及同一时代的字体更为先进、更为科学的,如果没有这种十进位制,就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界了。”

在物理学方面,墨子给出了力的定义,说:“力,刑(形)之所以奋也。”也就是说,力是使物体运动的原因,即使物体运动的作用叫做力。对此,他举例予以说明,说好比把重物由下向上举,就是由于有力的作用方能做到。同时,墨子指出物体在受力之时,也产生了反作用力。例如,两质量相当的物体碰撞后,两物体就会朝相反的方向运动。如果两物体的质量相差甚大,碰撞后质量大的物体虽不会动,但反作用力还是存在。接着,墨子又给出了“动”与“止”的定义。他认为“动”是由于力推送的缘故,“止”则是物体经一定时间后运动状态的结束。墨子虽没有明确指出运动状态的结束是因为存在着阻力的缘故,但他已意识到在外力消失后,物体的运动状态是不可能永远存在下去的。这些说法与后世牛顿的力学观点有许多相似之处,这也是十分有趣的现象。

墨子探讨了光与影的关系,他细致地观察了运动物体影像的变化规律,提出了“景不徙”的命题。也就是说,运动着的物体从表观看它的影也是随着物体在运动着,其实这是一种错觉。因为当运动着的物体位置移动后,它前一瞬间所形成的影像已经消失,其位移后所形成的影像已是新形成的,而不是原有的影像运动到新的位置。如果原有的影像不消失,那它就会永远存在于原有的位置,这是不可能的。因此,所看到的影像的运动,只是新旧影像随着物体运动而连续不间断地生灭交替所形成的,并不是影像自身在运动。墨子的这一命题,后来为名家所继承,并由此提出了“飞鸟之影未尝动”的命题。

小孔成像的实验在中学的物理课上老师都会进行演示,在小孔的另一端,物体呈现出倒影,大家可能不知道,关于这个理论,墨子在几千年前就给出了解释。传说有一次,墨子进行光学试验,他在堂屋朝阳的墙上开了一个小孔,让一个人对着小孔站在屋外,在阳光照射下,屋内相对的墙上出现倒立的人影。他认为物体通过小孔之所以形成倒像,是因为光线经过物体再穿过小孔时,由于光的直线传播,物体上方成像于下,物体下部成像于上,故所成的像为倒像。通过小孔成像的光学实验,墨子阐述了光的直线传播原理,这成为后代摄影技术的先声。

墨子还对声音的传播进行过研究,发现井和罂有放大声音的作用,并加以巧妙地利用。他曾教导学生说,在守城时,为了预防敌人挖地道攻城,每隔三十尺就挖一口井,并在井里放置一个绷上薄牛皮的大罐子,然后选一些听力好的人伏在罐子上进行侦听,通过听到的声音就可以知道敌方是否在挖地道,地道挖于何方,这样就能做好御敌的准备。尽管当时墨子还不可能明白声音共振的机理,但这个防敌方法却蕴含有丰富的科学内涵。

墨子不仅在科学史上的地位突出,为中国古代科技发展提供了许多极具前瞻性的抽象理论,他的哲学思想更是影响深远,他提出“非攻”、“兼爱”等思想,主张和平,反对战争,且身体力行,以一夫之力维护天下百姓之利益,成为历代墨家巨子之榜样。

同类推荐
  • 海洋馆漫游:航海家档案馆

    海洋馆漫游:航海家档案馆

    放眼全球,世界上最发达的国家都是海洋大国,经济最活跃的地区都在沿海地区。在当今国际社会,开发海洋、拓展生存和发展空间,已成为世界沿海各国的发展方向和潮流。海洋是一个富饶而未充分开发的自然资源宝库。海洋自然资源包括海域(海洋空间)资源、海洋生物资源、海洋能源、海洋矿产资源、海洋旅游资源、海水资源等。这一切都等待着我们去发现、去开采。青少年认真学习海洋知识,不仅能为未来开发海洋及早储备知识,还能海洋研究事业做出应有的贡献。
  • 必知的武器前沿

    必知的武器前沿

    军事是一个国家和民族强大和稳定的象征,在国家生活中具有举足轻重的作用。国家兴亡,匹夫有责,全面而系统地掌握军事知识,是我们每一个人光荣的责任和义务,也是我们进行国防教育的主要内容。
  • 考古发现之谜(求知探索)

    考古发现之谜(求知探索)

    从零起飞时值1870年的深秋,天气转凉,大西洋上空不时阴云密布,预示着惊涛骇浪和凄风苦雨的到来。在这种时候横渡大西洋,实非明智之举。此时,在一艘孤伶伶的船上,几位言谈举止颇为严肃的先生却有些坐立不安,他们偶尔交谈几句,更多的时候蹙眉垂首。
  • 中国人一定要知道的科学常识

    中国人一定要知道的科学常识

    自然科学的发展是一个社会进步的标志。本书从科技、交通、地理、生物、天文等方面,详细介绍了我们日常生活中不可不知的科学小常识,使您在日常生活中可以更好地运用科学知识去指导工作、安排生活,避免发生一些意想不到的麻烦,以提高生活质量。
  • 聆听自然的歌唱(我的动物朋友)

    聆听自然的歌唱(我的动物朋友)

    本书阐述了动植物在环保中的作用,环境污染会给人类生活带来的危害等内容健康、积极向上的科普知识。正是伴随人类对环境问题认识水平的不断提高,环境保护事业才得以不断深入和发展。相信这本书的出版将对增进公众环境科学知识,提高全民环境意识起到积极的促进作用。
热门推荐
  • 傻子王爷无情妃

    傻子王爷无情妃

    一只毒蝎子,彻底断送了她年轻的生命!别人只知道,那个软弱没主见的女人被迫嫁给一个痴傻呆闷的七皇子。殊不知,她早已不再是“她”!面对痴傻只会憨笑的美男,她气愤难填!你傻,本美女就医好你,谁知医好后,遭到嫌弃,却换来一纸休书,气愤之下,她恨不得与他同归于尽……
  • 让孩子受益一生的经典成语故事100篇

    让孩子受益一生的经典成语故事100篇

    成语是中华民族智慧的结晶,它们就像一颗颗璀璨的明珠,在洁瀚的历史长空中,散发出夺目的光彩。每一则成语都有一个源头,或是历史故事,或是古代寓言,无不包含着古人的智慧。可以说,它们是每一代中华人成长过程中的好朋友。为了让小朋友更健康成长,我们选编了这套成语故事。通过通俗易懂,生动的语言叙述,辅以活泼清新的插图,还在每则故事后面附上浅显的理解。在合适的地方加上与内容有关的小知识,还有妙趣横生的互动板块。深入浅出,寓教于乐,开阔小朋友的视野,启迪他们的智慧。我们还给故事加注了拼音,便于已上学的小朋友自己阅读。我们坚信,这套书会让孩子一生受益。
  • 我遇见了我

    我遇见了我

    本书字里行间充满了我对“我”的仇恨和无奈,我和“我”的斗争一直到文章结束才最后结束,“我”原来是作者用文字塑造出来的自己,这个“我”的完美就是杀人的利器。作者通过对两个人物的塑造想真正告诉读者的是“人最大的敌人就是自己。” 本书叙述的故事是矛盾的:假主角扮演着真主角,真主角到最后却不敢承认自己是真的。冒充者身在异地干着卑鄙的勾当,然而当被冒充者举起刀子,却发现冒充者已经和自己合二为一。小说赤裸裸的展现了现代人性格的两面性,对自身的矛盾进行了深刻的反省。
  • 嫡女棣王妃

    嫡女棣王妃

    “姨娘,夫人似乎断气了~”“哼!这么一碗药都下去了,难道她还能活着不成?”“那这······”一个年纪稍长的人朝着这位称作姨娘的人示意了一下自己手中的婴儿,似乎有些犹豫,“这好歹是个男孩,现在夫人已经死了,如果姨娘把他占为己有,然后得了这府中的中馈······”“嬷嬷?!”女子也不等她的话说完,就打断了她,“你记住了,我恨死了这个女人,她的儿子,只能随着她去,我就是以后自己生不出儿子,抱养别人的,也不会要她的。把他给我扔马桶里面溺了,对外就说一出生就死了!”猩红的嘴唇,吐出来的话却是格外的渗人。嬷嬷还想说什么,动了动嘴,却是一句话也没有说,转身朝着后面放着马桶的地方走去。却是没有发现旁边地上一个穿着有些破旧的衣服的小女孩此刻正瞪大了眼睛看着她们两。这是什么情况?自己不是被炸死了吗?怎么会······于此同时,脑中不断有记忆闪现出来,她们是自己的母亲和刚出生的弟弟啊?!不行,先救人。转头看见旁边谁绣花留下的针线跟剪刀,想到自己前世的身手,拿起一根绣花针就朝着那个嬷嬷飞了过去,却在半路上掉落下来,暗骂一声,这人是什么破身体。却引得那两个人听见动静看了过来。女人阴狠的盯着她,“你居然没有死?”微微眯起眼睛,自己的前身也是被她们弄死的了,看样子她们谁也不会放过,抓起旁边的剪刀就冲了过去。随着几声惨叫声,从此以后,府中府外都传遍了她的“美名”——凤家大小姐心肠歹毒,刺伤了府中无数的人,宛如一个疯子。
  • 残宠

    残宠

    红鸾星动,国之将乱。乱世繁华,谁主沉浮。当铅华洗尽,尘埃落定,睥睨天下时。远处那一抹红色的身影,是否将永远只存于记忆之中。*************楚红鸾,她是大楚国唯一的公主,深受皇宠。楚夜冥,他是大楚国最小的皇子,在深宫中任人欺负。儿时,她救下他,他像是蔓藤颤上了她,只因为她的温暖。可是慢慢长大之后,父皇的一道圣旨,他登上了皇位,她成了别人的妻子。他忽然变得暴虐,伤害她唇边的微笑,伤害她仅剩的自尊和亲情。一个白衣公子在她几乎要崩溃的时候带走了她。之后……为什么儿时的快乐渐渐转变,究竟是什么让他的心变得如此冰冷。对着曾经深爱的人,他忽然变得疯狂,变得冷血,一直不断地伤害她,究竟是什么样的真相让他变得犹如凶兽,变得不再珍惜她的快乐可是当重重迷雾解开后,他错得一塌糊涂,原来的仇恨竟然要让他陷入万劫不复。而再次相见,曾经被伤害的她已然成为……再次隆重感谢花花为偶做的视频,欢迎大家去看看啊!视频地址:&pstyle=1宣传专区:跨越时空跨越地点跨越梦想和现实我们聚在一起黎明的梦想需要从现在就开始准备如果有一天你在穿越马路的时候希望你撞到你的人是你在潇湘认识的作者那就来加入我们我们真诚地对待每一个人也更加欢迎每一个人的到来隆重推荐我们的圈子——君醉红颜阁圈子地址:http://m.pgsk.com/g/zmyl2推荐专区:◆◆◆◆推荐【君醉红颜阁】精彩好文◆◆◆◆【红鸾】薄唇醉【雪倾情】蔓妙游篱【景王妃传】瑜玥【异能异世】冥洛【独傲天下】薄唇醉【冷心弃妃】蔓妙游篱【弃妃要出嫁】瑜玥【黑道至尊女王】冷爱月【恋上恶魔情人】蔓妙游篱好友链接:【占宠】果玖傲香【女皇聘夫】北滕【弃妃招夫】清萌【绝色皇子太狂妄】可妍【夫君个个很极品】可儿【悍妻的极品夫君们】影宿【莜莜的亲亲夫君们】莜兔
  • 家庭医生实用手册(生活必备丛书)

    家庭医生实用手册(生活必备丛书)

    本书在综合国内外最新疾病发展情况和最新医疗研究成果的基础上,在有关权威专家指导下编撰而成。包括医疗常识、中医中药、营养保健、健康自助、常见病防治、现代病防治、急救护理等内容,突出了常见病和现代病的防治,特别又是现代富贵病、现代生活病、现代流行病的预防保健知识,具有很强的针对性、系统性和现代性。非常适合现代一般家庭和广大基层医疗工作者用于医疗预防保健工作。
  • 尸心不改

    尸心不改

    控尸门的欢乐二缺弟子江篱炼了一具美得人神共愤引得天雷阵阵的男尸,以为好日子开始了,结果没想到门派惨遭灭门。--情节虚构,请勿模仿
  • 长门纪事

    长门纪事

    生平最大的伟愿就是能当条米虫,过上懒猪一样的幸福生活。有一天梦想竟然成真了!她变得无比富有,不用工作,早上可以睡到自然醒,有几十个人一起伺候她,李絮和大多数打工挣月薪的女人一样,山珍海味随便吃……只是稍有一点美中不足之处:这个梦想是在遥远的西汉长安,那个历史上最著名的冷宫——长门宫里才实现滴……--情节虚构,请勿模仿
  • 和亲王妃:王爷相公别凶我

    和亲王妃:王爷相公别凶我

    师父说她要嫁人了,嫁的还不是现代人?神马意思?乖乖,就这样被说中了?人家嫁人都是风风光光的,为啥她嫁人却蹦回落后几百年的古代?什么?还要当和亲公主?不带这样玩人的吧!这个新郎官帅是有那么一点小帅,可是为虾米要在新婚之夜摆张臭脸给她看呢?这样下去还得了?他那么凶,还是有点安全保障比较好。于是乎,赵大小姐新婚之夜让那位黑面神相公签订了完全不平等条约,“第一,做妻子的做任何事情都是对的,第二,如果妻子真的做错了什么事情,务必要记住第一条的内容,第三……”嘿嘿!貌似这个不平等条约还是蛮有用滴,每当她做错了什么事情,只要拿着这份合约在王爷相公面前晃晃,总是能安全过关。
  • 嫡女良医

    嫡女良医

    豪门千金穿越成为帝都四大世家之一遥家不受宠的嫡女,亲母早逝,父亲无视,姨娘阴狠。女主身怀奇异空间,仙草灵果既能妙手回春,亦有各种妙用,且看她在贫寒小村庄如何逆境重生,乘着金鸾轿,荣华一身归帝都。掌大权踢开二房三房,成为实权大当家。开医馆,神医美名扬天下。做药膳,美食虏获男人心,且看女主如何妙手玩转古代喜得佳婿良缘。女主强男主也强。本文1V1。他初遇女主被那楚楚动人的假象所惑,之后却又在女主步步紧逼、一再激将之下服下“瘾果”受制被利用。爱恨交炽…他身份尊贵,被女主时救下性命牢记下诱人魅魂的幽香,即便连女主真容都不曾一睹也费尽心思搜寻。哪料世事无常,再次相遇时却发现她竟已被自己退婚。本文情节曲折,好事多磨,女主最终觅得真爱痴情郎,一生一世一双人!推荐新文:《邪王的全能宠妃》苏沐汐,永泽国丞相家不受宠的千“斤”盲女,出生便是个人人厌恶的瞎子、傻子、灾星。苏沐汐,修仙圣朝最强大的女修士,睿智无人能及,修为高深无人能敌,无所不能,众人景仰。一朝穿越,奇丑无比的千“斤”盲女睁开了眼,清冷深幽的眸子寒光乍现,顿时间风云变幻。眼识百宝,妙手回春,无所不能,苏沐汐翻手为云,覆手为雨。父亲突然暴毙,姐妹三人被送至贤王府,却哪料那时候的那个男人居然是他…他邪佞无情,残暴至极,却独独对她宠爱无限,溺爱无比。他位高权重,一人之下万人之上,却对她说:“能居我之上的唯有你一人!”本文男强女强,1V1,一生一世一双人!请喜欢的读者定要收藏。