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第46章 墨家独步天下的自然科学成就(3)

《经下》:“景到,在午有端与景长,说在端。”影子颠倒,在于光线交错之处有一点状小孔,同时影像与物体有一定长度(距离)。因为点状小孔极小。

《经下》:“景迎日,说在抟。”影子迎着日光,是由于日光被反转(反射)。

《经下》:“景之小大,说在地(一说柂,倾斜之意)正、远近。”影子有时大有时小,是因为物体有时斜有时正,光源有时远有时近。

《经下》:“二,临鉴而立,景到,多而若少。说在寡区。”二人正面对着一个凹面镜和一个凸面镜站立。对着凹面镜站立的,镜中的影像是倒立的;对着凸面镜站着的,镜中的影像则比原人缩小了。这是因为镜面区域小的缘故。

《经下》:“鉴位,景一小而易,一大而正,说在中之外内。”在凹面镜前,影像一是变小而改易为倒像,一是变大而成为正立。因为人体或物体一个在球面中心(弧心)之外,一个在球面中心(焦点)之内。

《经下》:“鉴团,景一。”站在凸面镜前,只有一种影像出现。

以上是《经下》中的八点光学知识介绍,《经说下》则更为具体地对此进行了说明。

《经说下》:“景,光至,景亡;若在,尽古息。”影子,光线照射到的地方,影子就不存在(光被物体遮蔽,影子就会出现),如果光线存在,就不会产生影子。

《经说下》:“景,二光夹一光,一光者景也。”影子:两个光源发出的光夹着一个物体,一个物体形成一个重影(本影),一个光源只能产生一个影子。

《经说下》:“景,光之人煦若射。下者之人也高,高者之人也下。足敝下光,故成景于上;首敝上光,故成景于下。在远近有端与于光,故景库内也。”影像:光线照射到小孔上,如同箭一样直线射入,从物体的下面射入的光线达到照壁的高处,而从物体的上面射入小孔的光线达到照壁的下面。如人足在下,遮蔽了下光所以头影映在照壁的下方。总之,由于在物体的远处或近处有一小孔,同时物体被光线直线穿过小孔,所以影像就变易倒立在里面的照壁上。

《经说下》:“景,日之光反烛人,则景在日与人之间。”影子:太阳的光线被某一个平面镜所反照到人身上,光线的方向反转照在人身上,那么人影就在太阳和人的中间了。

《经说下》:“景,木柂,景短大。木正,景长小。大小于木,则景大于木。非独小也,远近。”影子:木立柱倾斜,影子短而大。木立柱端正,影子长而小。火光比立柱小,那么影子比立柱大。不独是火光的大小如此,火光的远近也会使影子有时大有时小。

《经说下》:“临,正鉴,景寡、貌能、白黑,远近、柂正,异于光。鉴、景当俱,就去尒当俱,俱用北。鉴者之(臭)[臬]于鉴,无所不鉴。景之(臭)[臬]无数,而必过正。故同体处其体俱,然鉴分。”面对着镜面:正面对着球面镜,影像的大小、外貌形态、黑白明暗、距离的远近、斜倒或正立,都因被照射的光体(或人体、物体)不同而不同。镜子和影像当然一块存在,物体靠拢或离开一点,影像也同时一块靠拢或离开,都是背道而动(向相反的方向运动)。被照的人体或物体反射到镜子里面,就没有什么东西不能映照出来的。(把几块球面镜放在不同位置)影像又相继反射到其他镜面上而产生很多影像,但必然会超过正常样子。所以放置在同一处的物体各部分虽然同时具有影像,然而所照见的是有分别的。

《经说下》:“鉴,中之内。鉴者近中,则所鉴大,景亦大;远中,则所鉴小,景亦小。而必正。起于中,缘正而长其直也。中之外,鉴者近中,则所鉴大,景亦大;远中,则所鉴小,景亦小。而必易,合于中而长其直也。”镜子:在球面中心的焦点与镜面距离之间,被照的物体靠近焦点,所照见的物体大,影像就大;远离焦点,所照见的物体小,影像也小。但必然是正形,因为物体发出的光线从焦点开始,顺着光线的正轴线反射向镜后引长相交构成相应的像点。在球面镜中心与镜面距离以外,被照的人体或物体靠近中心,那么被照见的物体大,影像也大;远离中心,所照的物体小,成像也小。但成像一定是倒立的,因为人体或物体所发出的光线通过中心与反射到镜面的光线通过焦点向中间汇集,而线则引长相交而得到了相应的像点。

过去,人们总认为“光线直线传播”的发现应该归功于欧几里德。但欧几里德关于光线直进的记载,只是一种主观的叙述,并不是由观测实验得来。《墨经》中的记载则是从观察外界事物并对这些事物进行客观分析得来的。而且,墨子的发现比欧几里德还要早一百年。

墨家在光学领域成就辉煌。有关于平面镜、凹透镜、凸透镜成像的理论,其中最为精彩的就是小孔成像。现代的照相机、摄像机都是依据这一原理。墨子也因之被李约瑟称之为世界摄影光学之父。

3.声学方面:

“地话器”的发明。“地话器”是墨子防御工事技术中的一项突破。用空洞器具为共振器,以监测敌人围城时掘隧道与埋置炸药的位置和方向。《墨子.备穴》篇,对此事有详细的记载:“候望适人,适人为变,筑垣聚土非常者,若彭有水浊非常者,此穴土也,急堑城内穴兀土直之。穿井城内,五步一井,传城足,高地丈五尺,下地得泉三尺而止。今陶者为罂,容四十斗,以上固顺之,以薄革,置井中,使聪耳者,伏罂而听之,审知穴之所在,凿穴迎之。”此一记叙在“非攻”一章有涉及,此处不再赘述。

墨子在两千多年前所达到的科技水平和获得的科技成就,不仅令人叹为观止,还令人不可思议。以至在电视《远古阴谋论》的视频字幕上出现了这样的文字:

当时墨子的高端科学理念从哪来的呢?难道是外星人吗?其实在《墨子》里面就可以找到答案。《墨子.非攻》中记载“泰颠来宾,河出绿图,地出乘黄”,墨子在泰山顶遇到了外星人。“河出绿图”指河图,伏羲曾得河图而演八卦,由此可知河图是一种天外科技产物,像类似电脑的东西,存储了大量的先进科学技术。“地出乘黄”,据《山海经》记载,“乘黄”是一种神兽,用于坐骑。

无稽之谈的揣度也表达了对“一骑绝尘”的惊叹。

正是鉴于墨家在自然科技上的辉煌成就,以至中国社会科学院杨向奎教授发出惊人之语:“一部《墨经》无论在自然科学的哪一个方面都超过整个希腊,至少应该等于整个希腊。”全国政协原副主席、原国家科委主任宋健高度评价墨子为“唯物师祖、科圣墨翟”。

在墨家的科技探索中,有两个方面可以给后世科学家以极大的启发:一是在自然科学研究中,不是以内省的玄想或直观的推论为基础,而是非常注重实验,非常重视在实践中进行理念探讨。他们的实践范围比任何一个哲学流派和科学机构都要广泛:从天文学、数学到物理学、工程学等等都包括在内。墨家自然科学方面的成果正是在大量实验、实践基础上取得的。他们那种从实践到理念、再从理念到实践,通过证伪以求真的方法正是一种非常科学的方法。其二是他们那种分析逻辑方法可以为后世科学家提供理论上的借鉴。墨家那种依据从普遍的物质现象抽象出本质定义的方法,使他们的学说超越“形而下”而达“形而上”的高境界。

墨子的科技成果对中国后世的科学家产生了极大的影响。

科学家张衡在《请禁绝图谶疏》中,对墨家之成就有所引述。在他的科学名著《灵宪》中,对《墨经》中的“宇宙时空观”作了发挥,他认为天球之外还有空间:“宇之表无极,宙之端无穷”,这与《墨经》中“宇,弥异所也”表达的正是同一个思想。他所发明的地动仪,其采用的杠杆原理正是受《墨经》中“转射机”“牙机”的启发。

东汉时期的大数学家刘徽在《九章算术注》中,更是直接引用《墨子.号令》来注释《九章算术》的相关问题。而在《均输》一章中,刘徽由具体问题的解决而上升到理论的高度,这种科学思维方式,更是明显受到《墨经》影响。著名数学史专家梅荣照先生曾精辟地指出:“刘徽一反《九章算术》的传统,……这种从定义出发而进行的判断和推理相当精辟,其思维方法与《墨经》对命题进行判断是一脉相承的。”

宋代的大科学家沈括不仅研读过《墨子》,而且还在他的传世名著《梦溪笔谈》中直接引证过墨子的话。在科学活动中,他更是继承了墨家的科学思想。他曾直接批评过理学家邵雍的数由心生的观点,并明确反对宋儒的穷理尽性的内省学问方式。在科学研究中,他极为重视分析研究与数据的收集:为了观测北极星的运行度数,他曾用三个多月工夫,每夜用“窥管”观测,绘制了二百多幅图,才获得结论。而为了掌握四季昼夜变化的规律,他经过了十多年的观察和测量,才获得了所需的数据。正是由于亲身的实践,使他非常重视为士大夫们所不齿的劳动者的创造,他认为“技巧、器械、大小尺寸,黑黄苍赤,岂能尽出于圣人,百工、群有司、市井、田野之人,莫不预焉”。从后世的科学家身上,我们可以明显感觉到墨子精神对他们的熏陶和影响。也许正是从这一含义上,体现了“天下无人,子墨子之言犹在”。

精神可以超越肉身而永存!

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