摘要:说起墨子,唤起公众记忆的可能是中学课文《公输》里的那句:“宋何罪之有?”这位主张“兼爱、非攻”的思想家与雄辩家,还展现了他作为“科技工作者”的一面,这在《公输》里也有记载:他和名满天下的能工巧匠公输盘(多数典籍认为就是鲁班)打了一场虚拟装备战,并轻松获胜。
说起墨子,唤起公众记忆的可能是中学课文《公输》里的那句:“宋何罪之有?”这位主张“兼爱、非攻”的思想家与雄辩家,还展现了他作为“科技工作者”的一面,这在《公输》里也有记载:他和名满天下的能工巧匠公输盘(多数典籍认为就是鲁班)打了一场虚拟装备战,并轻松获胜。
再认真读读《墨子》里的其他文章,就发现这位老先生确是一位文理兼修的大师,初中物理课本里不少有关力学、光学的知识点,他在2400多年前就总结过了。其中最著名的就是“墨经光学八条”。
备注:《墨子·经上》《墨子·经下》与《墨子·经说上》《墨子·经说下》四篇合称《墨经》。“墨经光学八条”记录在《墨子·经下》中,并在《墨子·经说下》中一一注解,从内容来看,《墨子·经》是墨子原话,《墨子·经说》则像是弟子们的课堂笔记。
《墨经》光学第一条说:
《墨子·经》:景不徙,说在改为。
《墨子·经说》:景,光至景亡。若在,尽古息。
解读一下:
墨子说:影子本身不移动(“景”通假“影”),如果看到影子动,那是光源或物体位置变了。
弟子们注解道:在光照得到的地方,就没有影子。如果有影子,那是因为光被物体遮挡的缘故。
第二条:
《墨子·经》:景二,说在重。
《墨子·经说》:景:二光夹一光,一光者景也。
解读一下:两个光源照射同一个物体,会形成两个影子,它们重叠的部分是本影。
第三条:
《墨子·经》:景到,在午有端与景长,说在端。
《墨子·经说》: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,故景㢓内也。
解读一下:光线就像射箭一样直线前进。所以通过小孔,屋子外面的人上部的影子会投到下部,下部的影子会投到上部,从而在屋内产生倒立的影子。
第四条:
《墨子·经》:景迎日,说在慱。
《墨子·经说》:景日之光反烛人,则景在日与人之间。
解读一下:影子投向朝阳的一面,是因为阳光被(镜子)反射了。
第五条:
《墨子·经》:景之小大,说在地正远近。
《墨子·经说》:景:木柂,景短大。木正,景长小。火小于木,则景大于木。非独小也,远近。
解读一下:物体正对光源,影子短而大;斜对光源,影子长而小。光源小于物体的话,影子就大于物体。物体与光源的距离也能改变影子大小。
第六条:
《墨子·经》:临鉴而立,景到。多而若少,说在寡区。
《墨子·经说》:临:正鉴景寡。貌能、白黑、远近、柂正、异于光。鉴景当俱,就,去亦当俱,俱用北。鉴者之臭于鉴,无所不鉴。景之臭无数而必过,正故同处,其体俱然,鉴分。
解读一下:站在镜子旁边俯视,会看到成像倒立(古代的“鉴”是盛水照影的容器,水面作为镜子是平放的)。成像完整但看不全,是因为镜面尺寸有限。随着物体和镜面的距离变化,成像也相应变远变近,镜子外的所有点都能在成像里找到对应点。
第七条:
《墨子·经》:鉴位,景一小而易,一大而正,说在中之外内。
《墨子·经说》: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。合于而长其直也。
解读一下:凹面镜能成两种像:一种倒立缩小,另一种正立放大,跟物体和焦点的位置有关。物体距离镜面远时,倒立缩小;距离镜面近时,正立放大。(注:这条漏了一种倒立放大的情况,但在当时已经难能可贵了。)
第八条:
《墨子·经》:鉴团,景一天,而必正,说在得。
《墨子·经说》:鉴:鉴者近则所鉴大,景亦大;亣远,所鉴小,景亦小,而必正。景过正故招。
解读一下:凸面镜总是成正立缩小的像,而且离镜面越远,成像越小。
读到这里,是不是感觉学生时代学过的物理学知识又浮现在眼前了呢?
光学八条是《墨经》里知名度最高的部分,其实书中接下来几段也都是干货,讨论的是杠杆平衡和提升重物的问题。
再翻翻《墨子·经上》,更有这样一些章句:
平,同高也——“平”定义为高度相等。
同长,以正相尽也——相等长度可以完全对应。
圜,一中同长也——与某个中心距离相等的所有点组成一个圆。端,体之无厚而最前者也——点没有大小,是线的尽处。力,刑(通“形”)之所以奋也——力使物体由静到动。
……
这些墨家科学成就背后体现的是善于归纳总结和思考推理的精神,经过千百年的磨砺,也终未断绝。
2016年8月,中国科学院空间中心研制的首颗量子科学实验卫星——墨子号,发射上天。它同时与两个相距超过1200公里的地面站建立光链路,进行量子纠缠分发实验。这颗科学实验卫星命名为“墨子”,隔着2400多年的时光,对这位中国科学家先贤遥致敬意。
正如量子科学实验卫星首席科学家潘建伟院士所说:“就像国外有伽利略卫星、开普勒望远镜一样,以中国古代伟大科学先贤的名字来命名全球首颗量子卫星,将提升我国的文化自信。”
以传统文化中的代表人物或标志性符号命名航天器或空间探测器,是近年来的一个常见做法。除了“墨子”号量子通信卫星,还有“嫦娥”号探月工程和“悟空”暗物质粒子探测卫星等,这种做法既是对我国悠久历史和灿烂文化的致敬,也是向世界展示中国文化软实力和科技创新能力的独特方式;不仅能够激发国人的爱国热情和文化自信,还能够吸引国际社会的目光,提升中国在国际舞台上的影响力。