第八十九章 种花家的墨子思想(2 / 2)

关于杠杆定理,墨子也作出了精辟的表述。他指出,称重物时秤杆之所以会平衡,原因是“本”短“标”长。

用现代的科学语言来说,“本”即为阻力臂,“标”即为动力臂,写成力学公式就是动力x动力臂(“标”)=阻力x阻力臂(“本”)。

此外,墨子还对杠杆,斜面、重心、滚动摩擦等力学问题进行了一系列的研究,这里就不一一赘述。

在光学史上,墨子是第一个进行光学实验,并对几何光学进行系统研究的科学家。

如果说墨子奠定了几何光学的基础,也不为过分,至少在种花家是这样认为的。

正如李约瑟在《中国科学技术史》物理卷中所说,墨子关于光学的研究,“比我们所知的希腊的为早”,“印度亦不能比拟”。

墨子首先探讨了光与影的关系,他细致地观察了运动物体影像的变化规律,提出了“景不徙”的命题。也就是说,运动着的物体从表观看它的影也是随着物体在运动着,其实这是一种错觉。

因为当运动着的物体位置移动后,它前一瞬间所形成的影像已经消失,其位移后所形成的影像已是新形成的,而不是原有的影像运动到新的位置。如果原有的影像不消失,那它就会永远存在于原有的位置,这是不可能的。

因此,所看到的影像的运动,只是新旧影像随着物体运动而连续不间断地生灭交替所形成的,并不是影像自身在运动。墨子的这一命题,后来为名家所继承,并由此提出了“飞鸟之影未尝动”的命题。

随之,墨子又探讨了物体的本影和副影的问题。他指出,光源如果不是点光源,由于从各点发射的光线产生重复照射,物体就会产生本影和副影。

如果光源是点光源,则只有本影出现。接着墨子又进行了小孔成像的实验。他明确指出,光是直线传播的,物体通过小孔所形成的像是倒像。

这是因为光线经过物体再穿过小孔时,由于光的直线传播,物体上方成像于下,物体下部成像于上,故所成的像为倒像。

他还探讨了影像的大小与物体的斜正、光源的远近的关系,指出物斜或光源远则影长细,物正或光源近则影短粗,如果是反射光,则影形成于物与光源之间。

特别可贵的是,墨子对平面镜、凹面镜、凸面镜等进行了相当系统的研究,得出了几何光学的一系列基本原理。

他指出,平面镜所形成的是大小相同、远近对称的像,但却左右倒换。如果是二个或多个平面镜相向而照射,则会出现重复反射,形成无数的像。

凹面镜的成像是在“中”之内形成正像,距“中”远所成像大,距“中”近所成的像小,在“中”处则像与物一样大。

在“中”之外,则形成的是倒像,近“中”像大,远“中”像小。凸面镜则只形成正像,近镜像大,远镜像小。

这里的“中”为球面镜之球心,墨子虽尚未能区分球心与焦点的差别,把球心与焦点混淆在一起,但其结论与近现代球面镜成像原理还是基本相符的。

墨子还对声音的传播进行过研究,发现井和罂有放大声音的作用,并加以巧妙地利用。

他曾教导学生说,在守城时,为了预防敌人挖地道攻城,每隔三十尺挖一井,置大罂于井中,罂口绷上薄牛皮,让听力好的人伏在罂上进行侦听,以监知敌方是否在挖地道,地道挖于何方,而作好御敌的准备。

原文是:令陶者为罂,容四十斗以上,……置井中,使聪耳者伏罂而听之,审知穴之所在,凿内迎之。尽管当时墨子还不可能明白声音共振的机理,但这个防敌方法却蕴含有丰富的科学内涵。

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