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科普文章

不会做木工的哲学家,不是一个好的科学家
发布时间:2016-12-26    15497   作者 | 白泽

中国人每个行当都有祖师爷,现在很多人在开工前,都还要拜一拜。比如梨园拜唐明皇,武馆拜关羽,建筑业要拜鲁班,教育界要拜孔子,甚至新兴的电信业,还有位洋祖师,叫做亚历山大·贝尔。

如果中国的科学家们进实验室前也要拜一拜的话,大概拜的就该是科圣墨子了。


丨墨子


墨子(战国时期,约公元前476-390)是有历史记载的最早的科学家之一。

从现代的观点来看,除了没学英语、不考GRE他和中国科学技术大学出来的科学家还真有点像——他懂科学,会技术,研究的是物理,被世人所知的却是哲学家身份(科大学生去欧美留学,物理博士拿的是哲学博士学位)

他来自平民家庭,在少年时期做过牧童,学过木工(好多科大学生做过家教补贴家用,也都会修电脑),心灵手巧,心里还老想着为国家和人民谋幸福。


丨墨子和公输班


《韩非子·外储说左上篇》中提到,“墨子为木鸢,三年而成,飞一日而败”。然而他却没有继续改进木鸢,后来公输班(鲁班)以竹木为鹊,在天上飞了三天都没有落下来,公输班“自以为至巧”。

墨子却对他说:“子之为鹊也,不如匠之为车辖,须臾刘三寸之木,而任五十石之重。故所为功,利于人谓之巧,不利于人谓之拙。”

墨子认为做木鸢不如做车轴,同样小小一片木头,车轴却可以担起五十石的重量,更实用。他的想法现在看来固然有一定的历史局限性,但在当时,君王贵族们喜爱的竹鹊与可以减轻劳苦大众负担的车辖,墨子更看重后者。

作为一个古代工程师,他心中想的是怎么让人民过上更好的生活,关心的是人民大众的疾苦。



止楚攻宋


后来,墨子和公输班又有过一次较量,就是著名的“止楚攻宋”

公输班为楚国发明了云梯用于攻打宋国,墨子听说后,从齐国走了十天十夜来到楚国,劝说楚王不要攻打宋国。在楚王面前,墨子将腰带和小木片作为城墙和守城器械,与公输班较量了九个回合,都胜了。公输班的攻城器械已用尽,墨子却还有许多方法和器械,他还机智的告诉想要杀人灭口的公输班,他的弟子禽滑厘等二百人,已经手持墨子发明的守城器械,在宋国的都城上等待着楚军。最终楚王放弃了攻打宋国的想法,墨子用他的聪明才智,没有使出洪荒之力就制止了战争,保住了宋国人民的安全(出自《墨子·公输》)。 这是他作为一个热爱和平的工程师的光辉事迹。



丨欧几里得


然而墨子不满足于只做工程院院士,他还想做科学院院士,于是他认真钻研,估计还做了不少实验,最终在《墨经》中留下了著名的关于 数学和物理学 原理的描述

西方的科学起源于古希腊,欧几里得(Euclid,约330-275B.C.)曾在柏拉图学园学习,柏拉图学园当时已经使用玻璃透镜作为实验工具。欧几里得在《光学》一书中提到,“我们假想光是作直线进行的,在线与线之间还留出一些空隙。光线自物体到人眼成为一个锥体,锥顶在眼睛,锥底再物体。只有这些东西,光线碰上时才会被我们看见,如果没有碰上就看不见。”


丨小孔成像原理


但欧几里得对光沿直线传播的描述还只是假设,没有实验的验证,墨子的光学八条就有理有据的多了。“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,故景障内也。”

光照向人,好像射箭一样。从下面照的往高处去,从上面照的往下面去。在人的面前放一个屏障,上面凿个小孔,让发自人身上的光线穿过小孔而成影在孔后的屏上,就可以看到倒立的人体了。 这就是小孔成像和光沿直线传播的最早的实验论述,比西方早了一百年。


丨墨子发现了小孔成像原理


1951年,钱临照先生在《物理通报》发表了《古代中国物理学的成就》,在其中的《论墨经中关于形学、力学和光学的知识》,他结合梁启超的《墨经校释》等书,怀着“老老实实,实事求是的态度”对墨子的科学发现进行详尽的逐条解释分析。

        他认为其中最重要的,莫过于墨子对光学的八条描述。《墨经》的作者(《墨子》是他的学生们根据他的言论总结而成的一本书)经过缜密的考虑,将这八条描述按照合乎科学意义的次序进行排列。其中一条就是上面提到的 光之人,煦若射”。


丨墨子和他的学生


钱老对《墨经》、对中国古代科技进行考证,并非是要为中国人争什么第一第二,他在文章开篇就说道:“久经帝国主义压迫的我们中国人,对于我们古代的科学知识有如下两种看法:

第一种人有这么一个自卑观念,以为我国今日的科学的不发达,是由于我们的祖先中没有一个像希腊的亚里士多德,或欧几里得之类的人。

另一种人,则以为古代的中国是什么都有的,什么都好的。

我们的祖先不但发明了纸、罗盘、活字印刷和火药,并且从一部两千多年前写的易经里,于天文能推演出九大行星的存在,于物理,则含孕着今日最前进的波动力学。其实第二种人和第一种人在本质上是没有分别的,这种优越感也就是自卑感的另一面暴露而已。”钱老在文中还提到, 墨子在战国时期创立的几何学、物理学等科学理论,结合当时的技术条件,可以推论是墨子和学生们通过多次实验、论证得出的结论。


墨子


在当时的历史条件下,墨子的做这些在当时看来没有用处,也并不流行的研究,应该是因为他对科学有着浓厚的兴趣吧。要多谢他哲学家的身份,使得这些知识夹杂在他的哲学著述中保留了下来。一个生活在战国时代的古人,在完全没有任何科学教育,也没有任何研究条件的情况下,却愿意去做深入的科学研究,并用实验证明自己的推断。

更重要的是

他还拥有高尚的品德与高远的志向,希望用自己钻研的技术为民众改善生活、捍卫他们的家园,而不是向贵族献媚追求仕途与荣华富贵。他的学说虽然只流传下一小部分,但相比其时代的独特性与先进性,也使之成为中华文明悠久历史中明亮的一瞬。


丨墨子号丨


钱临照先生曾经说过:“一个不懂得本民族科技史,亦不了解世界科技史的民族,将不会成为一个伟大的有作为的民族。”而一个国民们对科学没有兴趣、对科学的认识停留在表面、不愿深入学习的国家,也不能称作是有希望的国家。这也是我们创办墨子沙龙,并将首颗量子科学实验卫星命名为墨子号的原因。

我们希望通过参与墨子沙龙的活动,对科学有兴趣的大众可以“欣赏科学艺术之美,倾听科学理性声音,传承中国科学精神”。

愿科圣墨子的精神引领我们

为实现中华民族伟大复兴的中国梦而努力前行