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墨子评传-第23部分
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《墨经》中关于空间方位的测定有两条相应的经文，“日中，正南也”。 “直，参也”。 《墨经》确定日中影的方向为正南北的方向。在对影的观测和反复比较中，日中的影最短，所以比较容易确定。因此，《墨经》以确定正南北方向为基础的方法比《考工记》定东西方向为基础的方法，其准确度要高。《墨经》以日中定南北，进而定东西，是以中为出发点来认识东西南北的。所以，《墨经》在定义空间的概念时指出：“宇。东西家南北。” 家即中的意思。这是墨子在空间方位测定的实践中得出的概括性认识。“直，参也。”这条经文可能是对方位测定具体方法的陈述，也可能是“日中，正南也。”这条经文的经说。伍非百曾指出，此两条应是一经一说。 如果把它们和《考工记》的有关内容联系起来考察，似乎“直，参也”是经说。现存文字过简，其后似有脱漏之嫌。《说文》云，直，“正见也”。参，三也，即、日中之影、目之视线三者在同一平面，亦即端、影端、人目三点决定一平面。目正视的方向就是正南方向。直，亦可有直立、直线、正见诸意。参，三也。东西，南北两直线方向正交于中，合两而定一中。方向直线正交，可用矩测定之，即所谓方者中矩。这是一种以日中影定正南北方向为基础，以定东西方向为参考，确定空间方位的基本方法。《墨经》关于小孔成像的记载，说明墨家已认识光是直线行进的性质。因此，“直，参也。”也可能是说，根据光直线行进的原理，利用两个表标的顶端和日出，日入之光的上边缘三者在同一直线上，来定东西的方向。这种方法和《淮南子。天文训》中所记载的方法一样。《淮南子。天文训》说：“正朝夕：先树一表示东方操一表却去前表十步，以参望日始出北廉。日直入，又树一表示东方，因西方之表，以参望日入北廉。则定东方两表之中与西方之表，则东西之正也。”对这个方法，可作简图加以说明。先立一表A 于东方，表B 在表A 西十步，移动表，从表B 的顶端观测日出之光，直到表B 、表A 的顶端和日出之光的上边缘在同一直线上，即“参望日始出北廉”，就固定表B。又立一表C 于东方，表C 和表B 的距离亦为十步，移动表C ，从表C 的顶端观测日入之光，直到表C 、表B 的顶端和日入之光的上边缘在同一直线上，即“参望日方入北廉”，固定表C。确定表A 与表C 联线的中点D。D 与B的联线就是正东西的方向。这个测定方法比《考工记》记载的方法要科学的多。
《考工记》在测定影时，已注意到“水地以县，置以县”。地要平，表标要竖直，这样测到的影对方位的准确测定才有效。《墨经》进一步研究了光、物、影之间的关系，研究了表标同光源、及地面相对位置的变化而引起杆影的变化。“景不绽，说在改为。” 表杆不动，从日出到日入，标影的位置自西向东移动。这种移动是由于光源（太阳）移动而得到的不同位置的标影，而不是标影本身的移动，说明墨子对表标同光源相对位置及成影位置关系已有认识。“景，光至景亡。若在，尽古息。” 说明了光、物、影之间的关系，影的产生是光被物遮蔽的结果。“景之小大，说在杝正远近。” 是斜的意思。同一物与成影面的正斜角度有关，即光源线与成影面的角度有关，也同光源与物的远近距离有关。《墨经》对光影关系的深入认识和测影的实践有密切的联系，并且进一步从对自然光的观测深入到对人工光源的观测，这实际上已孕育了墨子进行科学实验的萌芽，如对小孔成像的观测。
《考工记》有四处记载了水的浮力在实际生产中的作用。其一，“作舟以行水”。 其二，“揉辐必齐，平沈必均”，“水之以眡其平沈之均”。 其三，“水之，以辨其阴阳，夹其阴阳，以设其比，夹其比，以设其羽”。 其四，“改煎金锡则不耗，不耗然后权之，权之然后准之，准之然后量之，量之以为鬴”。
第一处的记载说明了对水的浮力存在的认识。第二处的记载说明了根据车轮各部分在水中浮沉的情况，判断车辐，车轮各部分质量分布是否均匀。质量分布均匀，车轮、车辐就比较坚固，在受力时，不致因为质量分布的不均匀，而易在某处破裂折断。对物体质量分布与负力之间的关系这一现象，《墨经》作了进一步的研究，得出了一个结论，“轻重而发绝，不均也。均，其绝也莫绝。” 指出物体所以受力而断，是因为物体质量分布有不均之处。头发虽细，如果质量分布处处均匀，则悬重物而不断，所谓“发引千钧，势至等也”， “引绳而绝之，其绝必有处”就是这个意思。 第三处的记载说明，通过箭杆各部分的质量之比（“夹其阴阳，以设其比”），根据箭杆各部分质量的差别，再决定装置羽毛的多少（“以设其羽”）。这样，才能避免“羽丰则迟，羽杀则趮”，达到“虽在疾风，亦弗之能惮之矣”，使箭矢保持飞行的稳定性。第四处记载说明，《考工记》已认识到同一重量的同一物质，不管其形状如何，它的体积应是一样的。“改煎金锡则不耗”是说青铜合金炼至精纯而没有杂质。权之，是说称出规定重量的青铜合金。准之，是说以水测度青铜合金的体积是符合规定。量之，是说将其浇铸为鬴。 这样制成的鬴，其容量都符合规定的标准。《考工记》记载的这个方法和阿基米德用水测定皇冠的方法是一样的，都是利用具有相同重量的同一物质，其排开水的体积应是相同的这一道理。对这一现象的认识是发现浮力定律的基础。
《墨经》对《考工记》记载的浮力现象作了进一步的分析研究。认为，“形之大，其沉浅也，说在具。” “形，沉形之衡也，则沉浅，非形浅也。若易五之一。“ 物体大，在水中下沉较浅，原因在于物体受到的水的浮力和物体本身重量相平衡。物体浸入水的那部分重量与水对这部分的浮力之比是1：5。可能从外表观测，看到一块规则物体浸入水中的部分是整块物体的1/5。 由此推测，这块物体的重量和其五分之一体积所受的浮力相等，”若易五之一“。这说明墨子已认识到物体在水中所受到的浮力和其浸入水中的那部分的体积有关，并试图以定量的方式来表达这种认识。虽然墨子没有认识到浮力与排开液体重量之间的关系，但墨子的这种认识已接近浮力定律的发现了。
《考工记》关于从火色和火温的关系来掌握青铜合金熔炼的过程，已有比较正确的经验认识。“凡铸金之状，金与锡。黑浊之气竭，黄白次之，黄白之气竭，青白次之，青白之气竭，青气吹之，然后可铸也。” 黑浊之气是青铜熔炼时，木炭、木柴燃烧的产物。黄白之气，青白之气，青气都是和合金中各种金属的焰色有关，可用金属焰色的变化来判断合金熔炼的程度，“青气次之，然后可铸也”。在合金熔炼时，连续加温，炉内温度不断升高，合金的焰色也不断变化，从墨浊之气、黄白之气，青白之气直到青气次之。焰色的变化和炉内温度的升高就有了直接的联系。《墨经》对火色和火温的关系作了进一步分析，“火热，说在炖。” 炖，杨雄的《方言》谓：“炖……赫也“。许慎的《说文》谓：”赫，火赤貌“。炖，意就是火色。从火的颜色可得知火的温度。对火温的测知，不必通过对其温度的直接感知，而是通过对火的颜色的观察即可判断。在高温熔炼时，这是经常运用的方法。《经说下》作了进一步解释：”火。谓火热也，非以火之热我有，若视日。“对高温的测定，在没有相应测定仪器的情况下，不可能直接感知其温度高低，但通过对温度辐射的光谱颜色（即火色）的观察可测知温度的高低。现代物理学已证实各种金属其熔点、发射光谱波长与谱线颜色之间的内在联系。墨子认为，对太阳光色的观测，可推断太阳是很热的。
《墨经》关于从火色测知火温的可能性的认识，是将当时冶金生产从火色测知火温的经验认识加以普遍化和深化的结果，是和当时冶金生产实践直接相联系的。
从上述的考察中，我们可以得出两点结论。其一，《墨经》和《考工记》所总结的手工业技术的经验和知识是墨子科学思想形成的来源之一。其二，墨子科学理论认识的形成和当时手工业技术实践的直接相关，体现了工匠和学者，科学理论和技术实践的结合。
三、墨子科学思想的主要内容
在具体分析墨子科学思想之前，先对科学思想这个概念作点说明，分析它的基本要素及影响它形成的几个因素。对科学思想这个概念，应从自然科学既是一个相对独立的形态，又是一个社会认识过程这两个方面加以理解。科学思想从其内容上分析，应包括以下三方面的内容。其一，对自然的普遍形式，自然万物存在的方式认识的一般观念。其二，对自然万物之间关系及其与自然现象之间关系的一般认识。其三，对认识自然的目的，其基本途径，及用什么方法来表达和确证这种认识的一般看法。从科学认识活动的角度看，就是对科学对象、科学任务、科学工具等问题的基本看法。这些构成了科学活动中的指导思想，为科学认识的思维过程提供了一个基本框架，使科学活动沿着一种规范式的方向发展。
（一）墨子论科学对象
在科学发展的早期，科学和宗教相分离的第一步就是将自然界作为科学认识的独立对象，对自然界存在方式的认识是科学发展的起点，决定了科学发展的基本倾向。
《老子》提出了：“道生一，一生二，二生三，三生万物。万物负阴而抱阳，冲气以为和。” 这是道家对自然存在方式的一个基本看法，自然万物是自然存在的，是从无到有的一个发展过程，否定了神创，但它不是从结构形式的角度来理解自然界的存在，而是以一种模糊、笼统的整体性来理解自然界的存在。道家认为“无”、气、道作为自然界的存在方式和万物的本源，是一种“其大无外，其小无内”，混沌未分的状态，天地未生，混沌一气。这种对自然及万物存在方式的认识有几个特征。其一，强调空间的无限性，忽视万物存在的几何特征，因此没有从数量和结构上说明万物的构成。
单一的气如何构成不同的万物，在中间环节及构成过程中缺乏说明，只好用诸如阴气、阳气等加定语的方式加以解决。其二，对万物的说明停留在表象和性状的说明上，因而不能深入到物体的结构分析，而局限于对物体一般表象和性状的模糊认识之中。在这种非结构性的，不确定性的道气基础上，不可能在认识对象上实现自然现象和社会现象的分离。自然科学认识活动不能面对自然，将其作为科学认识和考察的独立对象。同时，科学对象的进一步分化也很难实现。这样，科学认识的进一步深入发展是困难的。相反，道气的模糊性和笼统性，使其被人们作为一种媒介，随心所欲地用自然现象来依附、论证政治、伦理原则。理论思维容易假借这种普遍形式、通过玄学和迷信的途径走向宗教神秘主义。正是“道气”这种既不能证实，也不能证伪的特征，才使其为尔后的各式�
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