科学是什么
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2 中国古代的科学

《墨经》中的物理

墨家是诸子百家中重视自然科学研究和技术探讨的唯一学派。对此梁启超在其著作《墨子校释》的自序评价说:“在吾国古籍中欲求与今世所谓科学精神相悬契者,《墨经》而已矣。”蔡元培也认为:“先秦唯墨子颇治科学。”

墨家学派的创始人墨翟(墨子),比希腊科学家第一人泰勒斯晚150年左右。墨子一身兼具科学家、技术家和工匠多重身份,其弟子也多为来自社会下层的手工业者。墨家学派和追随者都经常参加各种劳动,使得他们有条件对经验知识进行理论上的思考和总结,总结出其中的规律,有意识地开展一些科学观察和实验活动,并形成了自己的科技思想。这些思想和活动被记录在《墨经》中。

《墨经》言简意赅。全文4篇:《经上》《经说上》《经下》《经说下》,约180条。每条分《经》和《说》两部分。《经》是定义或命题,《说》为解释和描述。内容包括逻辑、几何、力学、光学等方面。首先举两例如下。

(1)定义“力”的概念

《经上》:“力,刑(形)之所以奋也。”定义“力”为“奋”(物体状态变化)的原因。

《经说上》:“力,重之谓下。举重,奋也。”进一步举例(重力)解释力是什么。

(2)定义“时间空间”

《经上》:“久,弥异时也;宇,弥异所也。”久是时间,宇是空间。

《经说上》:“久,古今旦暮;宇,东西家南北。”时间用“古今旦暮”解释,空间表明家之“东西南北”。

此外,《墨经》[图1-2-1(a)]中对浮体在水中的平衡、自由落体、运动和静止、杠杆、斜面、重心等力学概念都进行了描述和研究。

力学概念的研究显然可以帮助制造有用的机械,这才有了《韩非子·外储说》所记载的墨子做出的飞鹰飞上高空,几日不落;《墨子·公输篇》中记载的,当时制造器械的高手公输班与墨子比赛中甘拜下风的有趣故事。

墨子和他的弟子们的工作中,最具“科学”意味(非技术)的是对几何光学的研究。《墨经》中记录的光学现象,必定是墨子等人有意地进行了一些光学实验,比如小孔成像、平面镜成像、凹面镜成像、凸面镜成像等而发现的。8条《经》文,寥寥几百字,清楚地记录了各种环境下成像的过程,物体与光源之相对位置对影像大小的影响,等等,尤为重要的是,这些实验事实证明了“光线直线传播”这个物理规律,从而奠定了几何光学的理论基础。

以小孔成像为例[图1-2-1(b)]:

《经下》:“景到,在午有端与景长,说在端。”(译文:影颠倒,光线相交,焦点与影子造成,是所谓焦点的原理。)

《经说下》:“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。在远近有端,与于光,故景库内也。”(译文:影,光线照人,像剑一样直。射到下面就反射到高处,射到高处就反射到下面,因成影倒。足遮住下面的光,反射成影在上;头遮住上面的光,反射成影在下。在物的远处或近处有一小孔,物体为光的直线所射,反映于壁上,故影倒立于暗盒内。)

图1-2-1 墨经(a)与小孔成像(b)

《墨经》中探讨物体影像的这段文字颇为有趣,反映了墨子对所观测现象进行思考的科学精神。

墨子细致观察运动物体影像的变化规律,提出“景不徙”的命题。认为物体运动时,仿佛影子也在运动,这是一种错觉。墨子认为,运动物体在每一时刻产生的影子是不会移动的,物体从原来位置移动了,原有的影像便消失了。物体在新的位置和新的光照条件下,将有新的影子,但这个影像是新形成的,并非前一瞬间的影像“移动”而来。也就是说,影像自身只能“形成”,不会“运动”。

虽然《墨经》中大多数文字是基于对自然现象的反复观察而做出的客观记录,但墨家弟子显然也很重视探讨产生这些现象的原因。《经上》中有一条:“巧传则求其故。”“求其故”的意思就是揭示原因、本质和规律,这说明墨家对研究自然现象采取了一种与现代自然科学相似的方法。

当然,不同于古希腊科学家们更为重视逻辑和思辨的哲学“玩”法,墨家科技思想的核心是功利主义的,墨家研究科学的目的是:“功,利民也”“为天下兴利除害”,不是单凭好奇心和求知欲,而是一种实用和“逐利”的科学价值观。

综上所述,墨家的科学实践,首先是进行观察和实验,然后在此基础上升华到理论和思想,这与现代科学的方法是完全一致的。墨子比泰勒斯晚了约150年,但应该是当之无愧的中国古代科学家(物理学家)第一人。可惜的是墨家的科学活动未能传承下去。

墨家学派在春秋战国时期影响很大。《韩非子·显学》说:“世之显学,儒墨也。”可见当时墨家的地位并不亚于儒家。但令人遗憾的是,墨家的科学精神并未被发扬光大,之后,秦始皇统一中国,到了汉朝更是提倡独尊儒家,儒家思想占据了统治地位,多元变一元,百家争鸣成了“一言堂”,墨家及其科技思想更是屡遭排斥。从汉代开始,墨家消失,墨学断绝,《墨经》散佚。古华夏文明中的科学“种子”,尚未发芽就早逝于这片土壤之中!

古代的中医和生物研究

扁鹊是春秋时期中国医学的代表人物。与之后的华佗、张仲景、李时珍,并称中国古代四大名医。扁鹊开启了中国医学的先河,发明了望、闻、问、切四大中医诊法。

春秋时期出现了专职的医生队伍。公元前6世纪至前5世纪的秦国还有了专门的宫廷医疗机构,医学开始从巫术中分离,还逐渐形成专科。传统中医理论逐渐形成,中医著作也陆续问世。

《黄帝内经》是现存最早的中医理论著作,对后世中医学理论的奠定有深远的影响。《神农本草经》则是现存最早的中药学专著。这两部中医经典,虽然最后成书的朝代有所争论,但其中包含了不少春秋战国时期医者们的贡献,是无可非议的事实。

人体解剖学,是现代西方医学研究的基础之一,但你可能没有想到,在2500多年前的春秋时期,中国人已经开始实施尸体解剖,这使得人们对脏腑的认识有了显著的进步。扁鹊和虢中庶子的对话中已明确提到了“脏”“五脏”的概念,并有“胃肠”“三焦”“膀胱”等名称。《黄帝内经》中的《肠胃篇》,记载了当时对人体消化道各个部分,包括唇、口、舌、咽、胃、大肠、小肠的位置、长度、广度、重量、形状、递接关系等的了解。此外,《经筋篇》《骨度篇》《脉度篇》等,也都是当时实际解剖观测结果的记述,对人体骨骼、血管等均有长度、重量的详细记载,且和近代解剖学的数据相差不远。

春秋战国时期,人们对动植物也有丰富的观测和研究记录。在《诗经》以及农事历书《夏小正》等古籍著作中,可见一斑。

《诗经》中记录了2500多年前产于我国黄河流域的绝大部分动植物。其中提到的植物有143种,动物109种,共252种。从《诗经》中还可看出,虽然当时还没有关于动植物系统分类的记述,但已经有了动植物品种的概念。

农事历书《夏小正》记录每个月的星象供务农用,同时也记载了当月各种植物的生长形态、动物的活动习性等,为中国最早的生物学文献,是一部可贵的物候学重要典籍。

综上所述,中国春秋战国时期的物理、生物、医学等方面的科学发现,还有天文方面的观测记录均为世界首次。因此,当时中国科学的发达程度可以与古希腊相比较,但后来却“东西分流”,走向了完全不同的方向。古希腊的科学思想发展成为现代自然科学,这是现代人类宝贵的共同财富;古代中国产生的华夏文明,虽然延续继承至今,其中并没有科学。春秋战国时期曾经一度辉煌的科学显然已经消失而不复存在了。消失的原因是多方面的,也值得我们每个关心中国科技发展的人研究和深思。