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古老的墨家动力学思想

作者:主编 时间:2022年12月31日 阅读:169 评论:0

战国时代,诸子百家所关注的重点虽然不在纯科学方面,但某些学派如墨家在物理学方面依然取得了令人信服的成就,尤其在动力学和静力学方面,墨家的成就远远超过了古希腊的同期水平。

动力学要解决的是力与运动之间的关系问题,首先需要解释何谓运动。《墨经》说: “动,域徙也。”这句话可解释为“机械运动就是空间位置的改变”。经文中又将转动定义为“偏际徙”,“偏”就是轴线以外的部分,“际”为边界,这样,转动就可解释为除轴线以外所有地方都动,而轴不动,这种运动正是“户枢不会被虫蛀”的原因。墨家还对车轮的运动作了一些描述,实际上涉及了滚动的问题。这样,几种常见的运动在《墨经》中都得到了描述。动力学的另一个基本概念是“力”,《墨经》认为: “力,形之所以奋。”“形”就是物体,“奋”字的原意是鸟张大翅膀从田野中飞起,这里有一个变速过程,所以“奋”可以视为变速运动。

古希腊力学家乃至伽利略、牛顿等近代力学家均对与重力有关的运动极其重视,墨家也十分重视重力现象。他们已认识到重量对于物体的普遍性,并猜测到物体的重量与物体的运动有密切关系。《墨经》认为:重是向下的,需有一个上举力,重物才可能向上运动(“重之谓下。举重,奋也”)。又进一步解释道:上举必须有力,而下落可以无力(“挈,有力也。引,无力也”)。这里需说明一下,墨家不将“重”视为“力”,他们的“力”是从人或动物的体力、力气概念中引申出来的;力对物而言是外加的,而重无需外加,所以不是“力”。把“力”与“重”分割开来显然不当,但在没有地心引力概念的时代,这种分割似乎又是很自然的。

墨家还可能认识到了惯性的存在。《墨经》中说: “止,以久也”,“无久,之不止”。许多人认为,这里的“久”不应像通常那样译为“时间”,其原意应为“拒”,即阻力。从《墨经》的上下文看,此说有一定道理。墨家认为,若无阻力,则物体的运动恒动不止(“无久,之不止”),这个道理就像“牛不是马”一样明白。有一支箭从柱旁飞过,由于没有受到阻抗,它就不会停止。这里墨家以箭为例来说明“无久,之不止”是发人深醒的。箭从柱旁飞过,时间上是有延续性的。如将“久”解释为时间,那么经文中的“无久”又如何解释呢?墨家还探讨了一种更为复杂的情况,就是有阻力而物体依旧向前运动(“有久,之不止”)的情况:人要过桥时受到某种阻力,但仍能继续向前,这就像“马不是马”一样难以理解(而事实上,人是以自己的体力克服了阻力而前进的)。箭过柱子旁,是物体不受力的情况,人过桥是物体兼受阻力和动力的情况,两者看似不同,前者极易理解,后者就像马不是马一样难以理解,但在墨家看来,两者却没什么差别,都可以保持原有运动状态(“之不止”)。显而易见,墨家对惯性及力的关系是有初步认识的。

比墨家晚一些的古希腊学者亚里士多德认为,没有外加力时,运动就会停止,或者物体将向它的“自然位置”回复。亚氏将力看作运动的原因,而墨家则将力看作“奋”的原因,两种认识显然有高下之分。当然,墨家对“动”与“力”的关系的认识虽然深刻,却不宜将其“现代化”。有人将经中某些条文解释为“作用力与反作用力同时并存,且方向相反”,甚至有人将“力,形之所以奋” 中的各个概念,分别等同于牛顿力学中的F(力),m(质量)和a(加速度),这类说法恐怕有拔高之嫌。

《墨经》中的力学记载

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