文/令史

说到墨子,你可能知道他是墨家学派的创始人,主张”兼爱,非攻 “。你也可能知道他是战国时期著名的思想家、教育家、军事家。善造机关,长于守城。但是你不知道的是,墨子还是一个伟大的科学家。

2016年8月16日1时40分,墨子号量子科学实验卫星在酒泉用长征二号丁运载火箭成功发射升空。使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。

而之所以取名”墨子号”,正是出于对墨子这位伟大的科学家的纪念和缅怀。那么墨子有哪些科学成就呢?

 

1. 墨子的物理学成就

牛顿三大定律是力学的核心, 虽然至今只有四百多年的历史,却推动了世界科学革命的发展。但是,早在两千多年前,墨子就已经提出了”力,刑(形)之所以奋也。”这与牛顿第一定律”力是改变物体运动状态的原因”完全吻合。

除此之外,我们今天所知道的小孔成像,光线直射,光影成像和杠杆原理等一系列科学成果都是墨子最早发现并提出的,墨子将这一系列成果都记录于《墨经》一书。

书中详细记载了世界上最早的针孔成像实验,阐述了光的直线传播原理,解释了小孔成像的现象,同时阐明了平面镜、凸面镜、凹面镜成像的基本原理。还论述了杠杆平衡问题、斜面问题和浮力问题。

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”。

 

2.墨子的数学成就

几何之父欧几里得是奠定欧洲数学基础的人物,他最著名的著作《几何原本》是欧洲数学的基础,提出五大公设,欧几里得几何,被广泛的认为是历史上最成功的教科书。

和欧几里得比,墨子的数学成就丝毫不逊色。他所提出的关于倍的定义,圆的定义,正方形的定义等墨子在他之前都提出过。”倍,为二也。””圜,一中同长也。”……这些《墨经》中都有详细的记载和解释。

墨子不仅总结了点、线、面、体、圆所有的概念,还发明了十进制算法,这是中国对于世界文明的一个重大贡献。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。试想如果没有十进制,一斤不等于十两,一米不等于十分米,那么这些世界统一化的换算单位估计也不会有。

《墨经》中还有许多几何命题,如两条平行线之间的距离相等、两点确定一条直线、同圆的半径相等、矩形的四角都为直角等。

 

3.墨子的宇宙学成就

墨子认为,宇宙是一个连续的整体,个体或局部都是从这个统一的整体中分割出来的,都是这个统一整体的组成部分。

从这一连续的宇宙观出发,墨子进而建立了关于时空的理论。他把时间定名为”久”,把空间定名为”宇”,并给出了”久”和”宇”的定义,即”久”为包括古今旦暮的一切时间,”宇”为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。

墨子又进一步论述了时空有限还是无限的问题。他认为,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。他还指出,连续的时空是由时空元所组成。

他把时空元定义为”始”和”端”,”始”是时间中不可再分割的最小单位,”端”是空间中不可再分割的最小单位。这样就形成了时空是连续无穷的,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。正是在这个基础上,墨子提出了提出了运动论。

公元前221年,秦始皇统一天下,为了稳固政权,他下令裁撤诸学,墨家由此没落,墨子的科学成就也未能发扬光大。

当代著名学者杨向奎先生说:”墨子在自然学上的成就,决不低于古希腊的科学家和哲学家,甚至高于他们。他个人的成就,就等于整个希腊。”

而鉴于他对科学研究做出的伟大贡献,后人将其尊称为”科圣”。