墨子的科學(xué)思想是怎樣的
墨子是戰(zhàn)國時期著名的思想家、教育家、科學(xué)家、軍事家。那么你想知道這位歷史人物在科學(xué)方面的思想是怎樣的?如果你想知道，就趕緊了小編我一起來閱讀這篇文章吧!
?、?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動論。他把時間、空間和物體運動統(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，也就無所謂運動，離開時空的單純運動是不存在的。
對于物質(zhì)的本原和屬性問題，墨子也有精辟的闡述。在先秦諸子中，老子最早提出了物質(zhì)的本原是“有生于無”(《老子》第1章)，“天下萬物生于有，有生于無“(《老子》第40章)。墨子則首先起來反對老子的這一思想，提出了萬物始于“有”的主張。他指出，“無”有二種，一種是過去有過而如今沒有了，如某種滅絕的飛禽，這不能因其已不存在而否定其曾為“有”;一種是過去就從來沒有過的事物，如天塌陷的事，這是本來就不存在的“無”。本來就不存在的“無”不會生“有”，本來存在后來不存在的更不是“有”生于“無”。
由此可見，“有”是客觀存在的。接著，墨子進(jìn)而闡發(fā)了關(guān)于物質(zhì)屬性的問題。他認(rèn)為，如果沒有石頭，就不會知道石頭的堅硬和顏色，沒有日和火，就不會知道熱。也就是說，屬性不會離開物質(zhì)客體而存在，屬性是物質(zhì)客體的客觀反映。人之所以能夠感知物質(zhì)的屬性，是由于有物質(zhì)客體的客觀存在。
?、?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。”(《墨經(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。”(《墨經(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。”(《墨經(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。
此外，墨子還對十進(jìn)位值制進(jìn)行了論述。中國早在商代就已經(jīng)比較普遍地應(yīng)用了十進(jìn)制記數(shù)法，墨子則是對位值制概念進(jìn)行總結(jié)和闡述的第一個科學(xué)家。他明確指出，在不同位數(shù)上的數(shù)碼，其數(shù)值不同。例如，在相同的數(shù)位上，一小于五，而在不同的數(shù)位上，一可多于五。這是因為在同一數(shù)位上(個位、十位、百位、千位……)，五包含了一，而當(dāng)一處于較高的數(shù)位上時，則反過來一包含了五.十進(jìn)制的發(fā)明，是中國對于世界文明的一個重大貢獻(xiàn)。正如李約瑟在《中國科學(xué)技術(shù)史》數(shù)學(xué)卷中所說：“商代的數(shù)字系統(tǒng)是比古巴比倫和古埃及同一時代的字體更為先進(jìn)、更為科學(xué)的”，“如果沒有這種十進(jìn)位制，就幾乎不可能出現(xiàn)我們現(xiàn)在這個統(tǒng)一化的世界了”。
?、?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，力是使物體運動的原因，即使物體運動的作用叫做力。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)為力是使物體運動的原因，沒有力物體就不會運動，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”。
墨子首先探討了光與影的關(guān)系，他細(xì)致地觀察了運動物體影像的變化規(guī)律，提出了“景不徙”的命題。也就是說，運動著的物體從表觀看它的影也是隨著物體在運動著，其實這是一種錯覺。因為當(dāng)運動著的物體位置移動后，它前一瞬間所形成的影像已經(jīng)消失，其位移后所形成的影像已是新形成的，而不是原有的影像運動到新的位置。如果原有的影像不消失，那它就會永遠(yuǎn)存在于原有的位置，這是不可能的。因此，所看到的影像的運動，只是新舊影像隨著物體運動而連續(xù)不間斷地生滅交替所形成的，并不是影像自身在運動。墨子的這一命題，后來為名家所繼承，并由此提出了“飛鳥之影未嘗動”的命題。
隨之，墨子又探討了物體的本影和副影的問題。他指出，光源如果不是點光源，由于從各點發(fā)射的光線產(chǎn)生重復(fù)照射，物體就會產(chǎn)生本影和副影;如果光源是點光源，則只有本影出現(xiàn)。
接著，墨子又進(jìn)行了小孔成像的實驗。他明確指出，光是直線傳播的，物體通過小孔所形成的像是倒像。這是因為光線經(jīng)過物體再穿過小孔時，由于光的直線傳播，物體上方成像于下，物體下部成像于上，故所成的像為倒像。他還探討了影像的大小與物體的斜正、光源的遠(yuǎn)近的關(guān)系，指出物斜或光源遠(yuǎn)則影長細(xì)，物正或光源近則影短粗，如果是反射光，則影形成于物與光源之間。
特別可貴的是，墨子對平面鏡、凹面鏡、凸面鏡等進(jìn)行了相當(dāng)系統(tǒng)的研究，得出了幾何光學(xué)的一系列基本原理。他指出，平面鏡所形成的是大小相同、遠(yuǎn)近對稱的像，但卻左右倒換。如果是二個或多個平面鏡相向而照射，則會出現(xiàn)重復(fù)反射，形成無數(shù)的像。凹面鏡的成像是在“中”之內(nèi)形成正像，距“中”遠(yuǎn)所成像大，距“中”近所成的像小，在“中”處則像與物一樣大;在“中”之外，則形成的是倒像，近“中”像大，遠(yuǎn)“中”像小。凸面鏡則只形成正像，近鏡像大，遠(yuǎn)鏡像小。這里的“中”為球面鏡之球心，墨子雖尚未能區(qū)分球心與焦點的差別，把球心與焦點混淆在一起，但其結(jié)論與近現(xiàn)代球面鏡成像原理還是基本相符的。
墨子還對聲音的傳播進(jìn)行過研究，發(fā)現(xiàn)井和罌有放大聲音的作用，并加以巧妙地利用。他曾教導(dǎo)學(xué)生說，在守城時，為了預(yù)防敵人挖地道攻城，每隔三十尺挖一井，置大罌于井中，罌口繃上薄牛皮，讓聽力好的人伏在罌上進(jìn)行偵聽，以監(jiān)知敵方是否在挖地道，地道挖于何方，而作好御敵的準(zhǔn)備(原文是：令陶者為罌，容四十斗以上，……置井中，使聰耳者伏罌而聽之，審知穴之所在，鑿內(nèi)迎之)。盡管當(dāng)時墨子還不可能明白聲音共振的機(jī)理，但這個防敵方法卻蘊含有豐富的科學(xué)內(nèi)涵。
?、?機(jī)械制造方面
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。
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