墨翟与浮力原理的分析，墨翟原理的由来

墨翟与浮力原理

1．《墨经》与浮力原理

在中国，燕昭王还不是认识浮力原理的第一人，第一个揭示浮力原理的应当是墨翟（前468～前376，见图7－4）。墨翟是战国初期的著名学者，鲁国人。他开创了墨家学派，著有《墨经》一书。《墨经》包括《经上》、《经下》和《经说上》、《经说下》四篇。《经说》是《经》的注解，是《经》的附属。《墨经》自汉武帝“罢黜百家，独尊儒术”以来就不受重视，很少有人钻研它。《墨经》本来多古字，辗转抄录，流传2 000多年，衍窜脱误之处不少。

图7－4　墨翟（墨子）

《墨经》里有两段论述浮力原理的文字。

其一：“荆之大，其沉浅，说在具。”（《墨经·经下》）。

其二：“沉，荆之貝也。则沉浅，非荆浅也，若易五之一。”（《墨经·经说下》）。

这两段文字相互关联，其中“荆”，应作“刑”，刑与形通，意思是“形体”、“物体”。“说在具”的“具”，通俱，意思是“相同”；“荆之貝也”的“貝”有误，应为“具”。

第一段文字的意思是：“物体很大，放在水中沉下去的部分很浅，道理在于物体重与它所受到的浮力相等，平衡了。”

第二段文字的意思是：“把物体放进水中，物体在水中平衡了。即使它沉下去的部分很浅，并不是它本身矮浅（而是物体所受的重力跟它所受浮力相比较的结果），如同市场上商品交易，根据比价，一件商品可以换五件别的商品一样。”

弄懂了上述《墨经》中的两段文字，就会发现墨翟对浮力原理的认识是比较深刻的。墨翟全面地观察、分析物体在水中受力的情况，既看到了物体受浮力作用的一面，又看到了物体受重力作用的另一面。浮力是竖直向上的；重力是竖直向下的。物体的沉浮就取决于这两个力的互相作用。墨翟虽然没有明确地指出“浸在液体里的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力”，但是将两段文字放在一齐整体解读，很清楚地可以看到，墨翟已经懂得浮在水面的物体浸在水中的部分（所排开的液体）和物体的关系。这跟阿基米德所建立的浮力原理完全符合。

2．墨翟原理的由来

墨翟对浮力原理能有如此深刻的认识吗？自然科学的发现总是以社会生产实践为基础的，在人类生产力水平较低的时期更是如此。从船舶制造业来看，目前已知中国有七八千年的历史（其中还有许多断代问题需要寻求考古证据）。在长江下游发现的新石器时期的河姆渡文化遗址，距今已有7 000多年，那里出土有陶舟和木桨。3 000多年前甲骨文中的“舟”字，像纵横两向构件组合而成，说明当时中国已经能造木板船，也许还发明了水密舱壁。

《左传》上记载：鲁昭公二十四（前518）年，“楚子为舟师以略吴疆”，说明春秋时期楚已有水军，能够制造战船了。在战国中期的墓葬中曾发现过游艇的遗迹，联拼船板使用了大量的铁箍。那时，中国制造的船舶结构坚固，联拼紧密，水密性很强。总之，春秋战国时期，中国的船舶制造业已经达到相当高的水平。当时人们要制造各种类型、各种用途的船舶，就必须考虑船舶的载重能力。水密舱壁的目的就是提高船舶的浮力。船舶生产需要人们研究浮力原理。

墨翟身为学者，又是匠人，擅长木工制作，曾为制止楚国攻打宋国去游说楚王，到过船舶制造业发达的江南。他对浮力原理有比较深刻的研究是毋庸置疑的。正是在墨翟揭示了浮力原理之后，浮力原理在古中国得到广泛的应用。燕昭王“以舟称豕”是应用浮力原理解决实际问题的最早记载，而曹冲称象从科学史的继承性上讲是效法燕昭王，就曹冲而言则是他智力的萌发。在他们之后还有宋代怀丙和尚使用大船凭借浮力打捞沉入河底的铁牛的故事。

墨翟大约生活在公元前480年至前397年。他死后100多年阿基米德才降生。所以，墨翟应当是世界上第一个发现浮力原理的人。根据国际惯例，我们完全可以称浮力原理为“墨翟原理”或者“墨翟定律”。