大师的足迹:从泰勒斯到桑格(公元前624—公元2013年)
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9 墨子(约公元前476—公元前390年)

“墨”一定守成规吗?

墨子,名翟,春秋末期、战国初期宋国人,是宋国贵族目夷的后代。他是墨家学派的创始人,也是战国时期著名的思想家、教育家、科学家和军事家。

墨子创立了墨家学说,墨家在先秦时期影响很大,与儒家并称“显学”,以兼爱为核心,以节用、尚贤为支点。墨子在战国时期创立了以几何学、物理学、光学为突出成就的一整套科学理论。其弟子根据墨子生平事迹的史料,收集其语录,完成了《墨子》一书。

墨子的先祖是殷商王室,他是宋国君主宋襄公的哥哥目夷的后代,目夷生前是宋襄公的大司马,后来他的后代因故从贵族降为平民。后简略为墨姓。

约公元前476年(春秋末年周敬王四十年),墨氏喜添贵子。虽然其先祖是贵族,但墨子却是中国历史上唯一一个农民出身的哲学家。

墨子穿着草鞋,步行天下,开始在各地游学。墨子曾师从于儒者,学习孔子的儒学,称道尧、舜、禹,学习《诗》《书》《春秋》等儒家典籍。但墨子批评儒者对待天帝、鬼神和命运的不正确态度,以及久丧厚葬和奢靡礼乐,认为儒家所讲的都是些华而不实的废话,“故背周道而行夏政”。从墨子对儒家的攻讦中可以看出,两者在爱的问题上似乎没有什么抵触。而且墨子构建兼爱体系使用的术语或概念,基本上是儒者惯用的词汇,如孝、慈、仁、义等,表明墨子基本上认同、认可儒家的价值理念,只是在具体走向上以不同的诠释构建起自己的理论体系。

墨子最终舍掉了儒学,另立新说,在各地讲学,以激烈的言辞抨击儒家和各诸侯国的暴政。大批的手工业者和下层士人开始追随墨子,逐步形成了自己的墨家学派,成为儒家的主要反对派。墨家是一个宣扬仁政的学派。在代表新型地主阶级利益的法家崛起以前,墨家是先秦时期和儒家相对立的最大的一个学派,并列为“显学”。在当时的百家争鸣中,有“非儒即墨”之称。

在《墨子·鲁问》中,墨子提出了墨家的十大主张,即“兼爱”“非攻”“尚贤”“尚同”“尊天”“事鬼”“非乐”“非命”“节用”“节葬”。他认为,要根据不同国家的情况,有针对性地选择十大主张中最适合的方案。如“国家昏乱”,就选用“尚贤”“尚同”;国家贫弱,就选用“节用”“节葬”等。

在墨子晚年,儒家、墨家齐名。墨子死后,墨家弟子仍“充满天下”“不可胜数”,故战国时期虽有诸子百家,但“儒墨显学”则是百家之首。墨子死后,墨家分裂为相里氏之墨、相夫氏之墨和邓陵氏之墨三个学派。《庄子·天下》所说的相里勤的弟子,邓陵子的弟子苦获、己齿,即这三派中的两派都传习《墨子》,但有所不同,互相都攻击对方是“别墨”。在今存的《墨子》中,每篇都有上、中、下三篇,大约就是墨家分裂为三派的证据。墨家学派到秦惠王时,有集中于秦的趋势。因此,从第四代矩子时起,墨学的中心已经转移到了秦国。

墨子是中国历史上第一个从理性高度对待数学问题的人,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。

墨子所给出的数学概念主要有:

关于“倍”的定义。墨子说:“倍,为二也。”(《墨经·上》)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。”(《墨经·上》)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。”(《墨经·上》)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。”(《墨经·上》)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“圆”的定义。墨子说:“圜,一中同长也。”(《墨经·上》)这里的“圜”即圆,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。

关于正方形的定义。墨子说,四个角都为直角、四条边长度相等的四边形即正方形,正方形可用直角曲尺“矩”来画图和检验。这与欧几里得几何学中的正方形定义也是一致的。

关于直线的定义。墨子说,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人。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同时代古巴比伦和古埃及的更为先进、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”。

墨子关于物理学的研究涉及力学、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。

首先,墨子给出了力的定义,说:“力,刑(形)之所以奋也。”(《墨经·上》)也就是说,力是使物体运动的原因,即使物体运动的作用叫作力。对此,他举例予以说明,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,但反作用力仍存在。

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,更为重要的是,他提出了“止,以久也,无久之不止,当牛非马也”的观点,意思是物体运动的停止来自于阻力阻抗的作用,如果没有阻力,物体会永远运动下去。这样的观点,被认为是牛顿惯性定律的先驱,比同时代全世界的思想超出了1000多年,也是物理学诞生和发展的标志。(亚里士多德认为力是使物体运动的原因,没有力物体就不会运动,而停止是物体的本性,这样的观点符合常人观测的结果,却是肤浅和错误的。)

关于杠杆定理,墨子也作出了精辟的表述。他指出,称重物时秤杆之所以会平衡,原因是“本”短“标”长。用现代的科学语言来说,“本”即阻力臂,“标”即动力臂,写成力学公式就是动力×动力臂(“标”)=阻力×阻力臂(“本”)。

此外,墨子还对斜面、重心、滚动摩擦等力学问题进行了一系列的研究,这里就不一一赘述。

在光学史上,墨子是第一个进行光学实验,并对几何光学进行系统研究的科学家。如果说墨子奠定了几何光学的基础,也不为过,至少在中国是这样。正如李约瑟在《中国科学技术史·物理卷》中所说,墨子关于光学的研究,“比我们所知的希腊的为早”“印度亦不能比拟”。

墨子首先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随着物体在运动着,这其实是一种错觉。因为当运动着的物体的位置移动后,它前一瞬间所形成的影像已经消失,其移位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,人们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。

随后,墨子又探讨了物体的本影和副影的问题。他指出,光源如果不是点光源,由于从各点发射的光线产生重复照射,物体就会产生本影和副影;如果光源是点光源,则只有本影出现。

接着,墨子又进行了小孔成像的实验。他明确指出,光是直线传播的,物体通过小孔所形成的像是倒像。这是因为光线经过物体再穿过小孔时,由于光的直线传播,物体上部成像于下,物体下部成像于上,故所成的像为倒像。他还探讨了影像的大小与物体的斜正、光源的远近的关系,指出物斜或光源远则影长细,物正或光源近则影短粗;如果是反射光,则影形成于物与光源之间。

特别可贵的是,墨子对平面镜、凹面镜、凸面镜等进行了相当系统的研究,得出了几何光学的一系列基本原理。他指出,平面镜所形成的是大小相同、远近对称的像,但却左右倒换。如果是两个或多个平面镜相向照射,则会出现重复反射,形成无数的像。凹面镜的成像是在“中”之内形成正像,距“中”远所成的像大,距“中”近所成的像小,在“中”处则像与物一样大;在“中”之外,则形成的是倒像。凸面镜则只形成正像,“近镜像大,远镜像小”。这里的“中”为球面镜之球心,墨子虽尚未能区分球心与焦点的差别,把球心与焦点混淆在一起,但其结论与近现代球面镜成像原理还是基本相符的。

墨子还对声音的传播进行过研究,他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(1尺=33.3厘米)挖一井,置大罂于井中,罂口绷上薄牛皮,让听力好的人伏在罂上进行侦听,以监知敌方是否在挖地道,地道挖于何方,而做好御敌的准备(令陶者为罂,容四十斗以上,……置井中,使聪耳者伏罂而听之,审知穴之所在,凿穴迎之)。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丰富的科学内涵。

墨子精通手工技艺,可与当时的巧匠公输班相比。墨子擅长防守城池,在止楚攻宋时与公输班进行的攻防演练中,充分体现了他在这方面的才能和造诣。他曾花费3年时间,精心研制出一种能够飞行的木鸟(风筝),成为我国古代风筝的创始人。他还是一个制造车辆的能手,可以在不到一日的时间内造出载重30石(1石=60千克)的车子。他所造的车子运行迅速又省力,且经久耐用,为当时的人们所赞赏。

墨家对中国产生了深远的影响,但是到了汉代,墨家就完全消亡了。为什么墨家消亡得如此之快?关于这个问题,答案分歧很大,还需要进一步研究。从墨家内部来分析其原因,在方法论上是可取的。墨家与儒、法、道等家不同之处在于,它是由墨者组成的带有宗教色彩的集团,有严格的纪律,能赴汤蹈火,视死如归。这些,作为一般人是难以办到的。另外,是否还和“墨守成规”有关呢?