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    墨子:世界光學第一人

    2016年8月16日1時40分,中國把世界上第一顆量子科學實驗衛星——“墨子號”送上太空,消息一出,舉世稱羨?!澳犹枴贝砹宋覈谌蛄孔油ㄐ趴萍碱I域的頂尖地位。那么,中國何以會用“墨子”這一先秦思想家的名號來命名量子衛星呢?量子的概念,最早源自現代科學對光的認識,而人類歷史上有記載的第一位系統研究光學的學者正是墨子。墨子不僅是中國先秦時期著名的思想家,也是中國早期最重要的科學家,同時還是中國軍事史上第一位鉆研軍事科技、利用科學原理研發大量重型武器的技術專家。墨子是中國人民偉大創造精神在歷史上的杰出人物代表,用他的名號來命名大國重器量子衛星,確實恰如其分。

    世界光學第一人

    墨子生于春秋戰國之交,是先秦時期唯一 一位勞動者出身的思想家。雖然身為“孤竹君(商朝孤竹國國君的稱號)之后”,但墨子從小家境清貧,他當過牧童,青年時躬耕力作,后來又成為一名技術高超的手工業勞動者。這些早期經歷深刻影響了墨子,他在情感上貼近勞動人民,其學說充滿了同情百姓疾苦的救世精神。他苦于當時社會饑者不得食、寒者不得衣、勞者不得息的悲慘狀況,試圖通過自身努力改善百姓的苦難生活。在對利國利民之道的探索中,墨子敏銳地認識到科技能提高生產水平,更有利的生產工具能帶來更高的生產效率,于是便用心鉆研科學技術。他研發出桔槔用于打水,又設計出轆轤、滑車等器械用于工程運輸,給百姓的生產生活帶來極大便利。墨子既有利國利民的志向,又有豐富淵博的文化知識,還有在長期手工勞動中積累的寶貴經驗,正是這些因素驅動著墨子在科學領域不懈探索。

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    人類歷史上第一位進行光學實驗的先驅正是墨子?!赌印分杏涗浟诉@一次寶貴的光學實驗——小孔成像實驗,并對其原理作出科學解釋:在屋子向光的墻面上開一小孔,屋內保持黑暗,屋外一人于小孔前方迎光而立。此時,光線射入,透過小孔,在屋內對應的墻面上形成一個人影。此影頭下足上,恰恰是倒立著的!為什么會發生這種情況呢?墨子對此解釋道:“景光之人煦若射,下者之人也高,高者之人也下。足蔽下光,故成景于上;首蔽上光,故成景于下。在遠近有端與于光,故景庫內也?!彼翡J地認識到光波的運動猶如射箭,射到足部的光穿過小孔射向高處,因而成影在上;射到頭部的光穿過小孔射向低處,因而成影在下,這樣就投射出了倒立的人影。由此,墨子推斷出光波沿直線運動的定律。

    不僅如此,墨子還發現了令人驚嘆的《墨子》光學八條?!赌印饭鈱W八條是現代科學家依據《墨子·經下》與《墨子·經說下》篇中記載的光學知識所整理出來的光學系統理論。墨子既論證了光、物、影的關系,又論證了鏡、物、像的關系,對于更復雜的凹面鏡、凸面鏡等成像原理也作了精確的判定。不但科學解釋了種種光學現象,定義了“光”“影”“射”“像”“中”等一系列抽象概念,而且通過設計和操作嚴謹的科學實驗進行實踐論證,其方法、觀點與現代幾何光學一致,體現出高超的科學水平與嚴謹專業的研究態度。中國科學院外籍院士、科技史學家李約瑟認為,墨子的光學體系“比我們所知的希臘的為早”,“印度亦不能比”。墨子的光學體系研究比古希臘歐幾里得的光學早了大約一百年,達到了彼時全球的頂尖水平。

    軍事科技先行者

    據《元和姓纂》記載,墨子是宋國人?!赌印芬粫哂忻黠@的宋國方言特點,這也是墨子宋人說的有力證據。墨子救宋拒楚的故事,體現了墨子為救家國舍生忘死的壯烈情懷。

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    據《墨子·公輸》記載,楚國憑借當時研制出的攻城武器云梯,欲以侵宋。墨子聽到消息后,孤身步行十晝夜赴郢都勸阻楚王。見楚王倚仗云梯利器,對宋國志在必得,墨子便“解帶為城,以牒為械”,與楚方演示作戰。楚方多次發動云梯進攻,都被墨子用高超的武器與戰術輕松擊敗。楚王由是頓生殺機,意欲殺死墨子。面對死亡,墨子毫不畏懼,毅然亮出自己不懼赴死、誓保家國的底牌:“然臣之弟子禽滑釐等三百人,已持臣守圉之器,在宋城上而待楚寇矣。雖殺臣,不能絕也?!背趼劥?,只好垂頭喪氣地放棄了侵宋的打算。

    墨子救國,靠的不僅是一腔舍生忘死、愛國愛民的大無畏精神,更靠一身既能軍工研發、又能指揮作戰的好本事,還靠成功培養出了能持“守圉之器”、拒寇殺敵的三百弟子。墨子是中國軍事史上著力研究軍事科技的專家。他所研發出來的軍事利器,在《墨子》中專門論述作戰的十一篇文章里有詳細的記錄。

    其中,連弩車就是這樣一種當時具有最大威力的重型武器。連弩車的設計在《墨子·備高臨》篇中有細致的記錄:把大量弩弓連接起來,裝置在雙軸三輪的戰車上,車上裝有瞄準儀,并裝有“屈伸”裝置,可以調整射擊的方位,這便是連弩車。連弩車采用轆轤、輪軸等大量機械裝置來控制發射,機關一發,箭落如雨。一次射出的尾部系有繩索的、用于登城的十尺長箭多達60支,射出的用于殺敵的小箭以千百計。此外,《墨子·備城門》中還記錄了擲車和轉射機的設計。這兩種武器都是拋擲型軍械,擲車投重巨大、威力無窮;轉射機輕便靈活、可連續發射,能夠對敵方形成壓倒性攻勢。精良的軍備與巧妙的戰術相結合,往往能起到事半功倍的效果。墨子建議在城門處設置偽裝吊橋,以機械制動。具體做法是,在城門三十尺外深挖一條壕溝,溝上布置吊橋,吊橋上的木板實際上是由機械控制的活動板,板上鋪設泥土,平時可通車馬。戰時由小支部隊前去誘敵,一旦敵人涌上吊橋,當即發動機關,橋板立刻傾覆,將敵軍拋入深溝,可擒可殺。

    墨子的軍工設計是一個遍布空中、地上、地下的全方位系統。為防止敵人挖通坑道攻入城內,墨子發明了精妙的罌聽設備。罌就是一種大陶罐,腹大口小,上蒙薄皮。將罌放置在關鍵戰地遍布的井洞中,由耳朵靈敏的人時時伏在罌口聽測。由于聲波共振,一旦敵人挖掘坑道,罌便可將地下的聲音放大,我軍根據罌口發出的聲音便可判斷出挖道的位置,從而先手御敵。

    此外,墨子還是中國最早使用軍事符號學以傳遞秘密訊號的專家?!赌印るs守》篇、《墨子·號令》篇中便記有亭燧的設計。在城外的郊野,每隔一定間距便建起指揮作戰的高臺,臺下深挖壕溝并設置偽裝吊橋,臺上建起數丈高的守望監測亭,備好鼓灶及舉火的滑車。若有敵情,則點火燃煙為號。同時用特制的戰鼓敲出特殊的節奏,傳遞敵方多寡與行進方向的信息。此外,還使用樹表、舉幟、吹角等傳遞指揮作戰的訊號。墨子充分利用各種視聽符號來傳達戰斗信息,可視作中國軍事符號學的先驅。與同期偉大的軍事家孫子相比,孫子長于戰術指揮,而墨子則在軍事科技的研究上獨樹一幟。

    在早年長期的辛勤勞作中,墨子積累起了一腔愛民深情,正是這些喚起了他研究科技以推動生產、保家衛國的強烈愿望。而嚴謹、理性、執著的求知精神與刻苦、務實、篤行的實踐探索又促成了他在科學研究上的成功。今天,我們國家的科技、軍事實力已經大大增強,“墨子號”的升空向世界證明了我國在航天科技領域的領先地位。星河燦爛,長空浩渺,如果兩千年前的墨子能看見當今中華盛世的巨大成就,想必也一定會倍感欣喜和自豪。

    源自于:光行天下

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