《墨經》中的科學

對于《墨經》富含科學精神這一點，近現代學者有比較一致的看法。梁啟超在其《墨經校釋·自序》中說：“在吾國古籍中，欲求與今世所謂科學精神相懸契者，《墨經》而已矣！”

《墨經》中的科學知識，主要集中于數學、力學、光學諸方面。

《墨經》中的數學知識，充分表現了墨家高度的抽象思維能力。這里有對數學一些基本概念的定義，如對于“中”的定義，《經上》謂：“中，同長也。”《經說》上解釋道：“中，自是往相若也。”這一定義適合于各類幾何形體，非常準確。再如，“同長，以正相盡也”，這是對兩線段相等所作的定義，十分貼切。又如對于圓的定義，《經上》定義道：“圓，一中同長也。”圓只有一個圓心，從圓心起到圓周上任何一點長度都相等。這樣的定義，即使在今天看來，也無可挑剔。《墨經》的數學，主要集中于幾何方面，涉及點、線、面、方、圓等幾何概念，以及幾何體彼此間相互關系問題。此外，也涉及數學其他分支，例如《經下》提到“一少于二而多于五，說在建位”，這是對十進制的強調，在數學史上具有重要地位。

在力學方面，《墨經》中相關條目更多，涉及的內容也更廣泛。《墨經》討論了力的定義，討論了運動的分類、運動和時空的關系、物質結構、應力和應變等。對圓球的運動和它的隨遇平衡、輪軸和斜面的受力等都有扼要論述。書中記述了浮力，對物體沉浸在水中的部分和浮力的關系，有大致正確的認識。該書還探討了一些簡單機械的工作原理，反映了古人在長期實踐中，在應用簡單機械如杠桿、滑車、輪軸、桔槔、轆轤等的過程中發展起來的力學知識。在一本書中集中討論這么多的純粹力學知識，這在古籍中是不多見的。

尤為值得一提的是《墨經》中的光學知識。《墨經》中涉及光學的知識一共有八條，對這八條，錢臨照有精辟論述，他說：“這八條光學文字雖為經下八十余條中的一小部分，但八條文字的本身是經過作者縝密的考慮，把它排成一個很合乎科學意義的次序，這絕不是偶然的事。這八條中第一條是述影的定義與生成。第二條說明光與影的關系。第三條則暢光是具有直線行進的性質的，并且描寫一個針孔照相匣的實驗來說明它。第四條說光有反射的性能。第五條論光和光源的關系而定影的大小。這五條論光和物、陰影的關系。從第一條影的定義起到第五條的光、物、影三者間復雜的關系為止，物理學光學中論影的部分已完備了。從此以下就是論物和像的關系了。第六條述平面鏡中物和像的關系。第七條進而述凹球面鏡中物與像的關系。第八條則述凸球面鏡中物與像的關系。這樣光學中論像的部分也就完畢了。影論、像論有了，幾何光學的基礎打下了，首尾具備了。這樣有條理的、完整的記載，文雖前后僅八條，寥寥數百字，確乎可稱兩千多年前世界上偉大光學著作。”

除此之外，《墨經》還包括了其他一些有關科學內容，反映了我國先秦時期所達到的科學水平，是一份研究我國古代科學，特別是物理學方面的寶貴遺產。

力學是現代物理的重要分支，是研究機械運動的基礎。《墨經》中記述了豐富的力學知識。《墨經》中提出了關于機械運動的正確定義：“動，域徙也。”意思是說，機械運動的本質是物體位置的移動。這與現代機械運動的定義完全一致。《墨經》中還進一步闡述了平動、轉動和滾動等幾種不同的機械運動形式。《墨經》中對這些運動形式的定義是非常科學的，例如，在書中將平動定義為“俱止、動”，意思是說一個物體的所有部分要靜止就全部靜止，要動就全部都動。

《墨經》中關于力的定義是從人的體力概念引申出來的。書中定義：“力，刑之所以奮也。”這里“刑”就是“形”，指人的身體。“奮”的原意是鳥張開翅膀從田野飛起。這句話的意思是說，力是使人的運動發生轉移和變化的原因。

《墨經》中寫道：“刑（形）之大，其沉淺也，說在具（衡）。”就是說，形體大的物體，在水中沉下的部分淺，是因為物體重量被水的浮力平衡的緣故。這些認識說明墨家不僅定性地認識到浮力同重力的平衡關系，而且有定量的概念。這從一個側面可以看出，我國人民早在春秋戰國時代就已經認識到了浮力原理，并開始在生產中加以應用。

《墨經》中討論了杠桿平衡問題。在《墨經》中將砝碼叫作“權”，將懸掛的重物叫作“重”。支點的一邊叫作“標”（力臂），另一邊叫作“本”（重臂）。如果兩邊平衡，杠桿必然是水平的。在平衡狀態下，加重其中一邊，必將使這邊下垂。這時要想使兩邊恢復平衡，應當移動支點，使“本”縮短，“標”加長。而在“本”短“標”長的情況下，假若再在兩邊增加相等的重量，那么“標”這一端必定下垂。

《墨經》不僅清楚地敘述了種種杠桿實驗的結果，更難能可貴的是對這些實驗做了正確的解釋。例如，它解釋上面講的“標”一端下垂的實驗現象，認為是由于力臂和砝碼的聯合作用大于重臂和重物的聯合作用的緣故。這個解釋不僅考慮到力或重的多少，而且還考慮了距離和平衡的關系，雖然沒有得出明確的定量關系-->>，但是實際上提出了力學中“力矩”的概念。所以可以說，墨家已經發現了杠桿平衡原理。

在《墨經》中還記載了豐富的幾何光學知識。墨子在當時就已知道光是沿直線傳播的。墨子和他的學生做了世界上最早的“小孔成像”實驗，并對實驗結果作出了精辟的分析。在一間黑暗的小屋朝陽的墻上開一個小孔，人對著小孔站在屋外，屋里相對的墻上就會出現一個倒立的人影。為什么會這樣呢？《墨經》中寫道：“景：光之人，煦若射，下者之人也高，高者之人也下。”這句話的意思是：因為光線像射箭一樣，是直線行進的。下面的光線射到人，通過小孔，成影在上邊；上邊的光線射到人，穿過小孔，成影在下邊，就成了倒立的影。這是對光沿直線傳播的第一次科學解釋。

《墨經》中還利用光的直線傳播原理解釋了物體和投影的關系。墨家認為，光被遮擋就產生投影，物體的投影并不會跟隨物體一起移動。飛翔的鳥兒，它的影子仿佛也在飛動著，實際上并不然。墨家指出飛鳥遮住了直線前進的光線，形成了影子。一瞬間后，飛鳥移動了位置，原來光線照不到的地方，現在照到了，舊影就消失了，而在新的地方，出現了新的影子。這就是說，鳥在飛翔中，它的影子并不跟著移動，而是新舊投影不斷更新。在兩千多年前，能這樣深入細致地研究光的性質，解釋影動和不動的關系，是非常不容易的。

墨家在研究了兩個光源同時照射一個物體和成影現象以后指出：一個物體有兩種投影，是由于它受到兩個光源照射的緣故；如果只有一個光源照射一個物體，則只會產生一個投影。這些論述與現代光學中的“本影”“半影”描述非常吻合。

我國在三千多年前就出現了青銅鏡，到了戰國時期，無論在青銅鏡的制造方面還是在使用方面都積累了豐富的經驗。墨子和他的弟子對鏡子成像的原理進行了深入的研究，提出了平面鏡、凹面鏡和凸面鏡的成像理論。