-----精选段落-----
第五章科学技术的萌芽
战国时期墨家的几何学知识,可与著称于世的古希腊几何学相媲美。《墨经》对许多概念的界定非常确切,如定义平(平行)、中(对称)、圜(圆)、方(矩)、端(点)、秪(切点)、次(二维)、厚(三维)。它的立论也十分精辟,书中说到“穷,或有前,不容尺也”。意思是如果直线是有限长的,那么用尺测量,肯定可以超出这条直线,这也就是著名的“阿基米德公理”。墨家几何学比古希腊几何学早约年,可以说是世界上最早的几何学系统。
伴随着数学的发展,当时的人已经能够将数学知识熟练地运用于社会生产生活的各个方面。《左传》记载,各国诸侯为周王动工筑城前,士弥牟对王城的长宽高、土石方以及人工、材料,甚至各国劳动力的往返里程和所需干粮的数量,都计算得精确周到,足见当时的数学知识已经非常丰富。
这时期在实用数学知识不断积累的基础上,墨家、名家和其他学派总结和概括出许多精妙的数学思想。《墨经》记载大量关于数学名词的定义,包含着丰富的数理知识和严密的逻辑推理,还给出“有穷”和“无穷”的概念。据《庄子》记载,惠施、公孙龙等名家辩者强调抽象的数学思想,比如“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。他们还提出“矩不方,规不可以为圆”的观点,认为实际画出来的方或圆与它的几何定义是有区别的,即经过抽象以后的名词概念与其原来的实体是有所不同的。这些命题是相当可贵的数学思想,但这种重视抽象性和逻辑严密性的新思想后世未能得到良好的继承和发展。
4.物理学知识的丰富
物理学是研究物质基本结构和运动规律的科学,它是人类长期的生产实践和观察探讨的产物。到春秋战国时期,中国古代的先民已经积累下丰富的经验性物理知识,内容涉及力、热、声、光、磁、运动、时空、物质结构等诸多方面。
力学
力学知识与人类生产生活的联系密切,是最古老的学科之一。春秋战国时期,中国古代力学开始形成,表现出两种发展趋势。其一是以《考工记》为代表的实用力学知识的积累。本书可能成书于春秋末期,是现存的关于中国国古代手工业技术规范的书籍。书中记述许多手工业的工艺制作与设施,以及大量工程技术知识。其中包含的力学知识主要有关于惯性、滚动摩擦、物体的浮沉、箭的结构与飞行关系的记载,还记述有力的测量、斜面受力分析、材料和施工的某些科学知识。
其二是以《墨经》为代表的理性力学的萌芽。《墨经》中的软科学知识已不全是实际生产知识的总结和记述,而是对力学现象进行粗浅的概括,进行简单的推理论证。比如时空观念、运动学知识、力的概念、力系平衡的论述以及简单机械原理等。
随着力学知识的进步,利用力学原理制造的简单机械和工具逐渐得到普遍应用,以提高劳动效率。杠杆是中国出现最早和应用最广的简单机械。传说神农氏“斫木为耜,揉木为耒”,耒耜的使用便是杠杆知识的应用。春秋战国时期常用的杠杆工具是汲水用的桔槔和作为衡器的天平或者杆秤。
桔槔的形制是在井旁或渠边的高柱上,横支长木,长木前端用长绳悬下空桶,后端捆绑重物。将前端绳索往下拉,水桶即可打水,再把手松开,由于后重前轻,水便被提上来。这样就比完全靠人力提水容易得多。衡器是称量物体重量的器具,传说帝舜时代就已发明。衡器有等臂秤(天平)和不等臂秤两种,它所依据的原理是两边力矩相等而达平衡的杠杆原理。《墨经》条说:“(衡),加重于一旁,必捶(垂),权重相若也。相衡,则本短标长,两相加焉,重相若,则标必下,标得权也。”这是墨家探讨杠杆平衡关系的实验总结,比古希腊的阿基米德发现杠杆定律要早多年,只是没有阿基米德杠杆定理那样完整和定量化。据《墨经》条记载,当时“斜面”(其变相的形式为轮轴和辘轳)也都得到广泛的应用。《墨经》条有句谜语式的话:“举之则轻,废之则重,非有力也。”这正是对杠杆、斜面等简单机械省力效应的形象表述。
光学
春秋战国时期,中国对光的直线传播、发射和直射等规律的认识已经较为全面,这集中反映在《墨经》的光学条文中。