墨子的治国人文思想充满光辉,但他最重视科学研究和技术应用,其科技思想在当时独领风骚。英国著名学者李约瑟在《中国科学技术史》中这样评价墨家的科学技术成就:“完全信赖人类理性的墨家,明确奠定了在亚洲可以成为自然科学的基本概念的东西”。墨子的科技思想作为中国先秦时代自然辩证法的最高结晶,其主旨表现为道技统一的科学技术观,真正地一次实现了理论与实际的相结合。墨子极其重视科技方法的实际运用,其学说的落脚点和出发点都在于“为天下兴利除害”。墨子的思想极大地丰富了中国古代的科技思想,成为了中国古代科技思想的一座高峰,取得了令世人惊叹的成绩。
墨子从技术中概括科学原理,用以创造发明。墨子的创造发明,从服务于劳动人民的生产和生活出发,有实际应用价值。他发明众多民用器材,其中最著名的有:
一、发明“杆秤”
“杆秤”是墨子发明制造的权衡器具,使这种权衡器具成为中国几千年来从官府到民间的日常用具。
二、发明“桔槔”
“桔槔”是汲水工具,是当时布衣百姓从井里提水,浇灌田地的主要器材。墨子利用杠杆原理,“举之则轻,废(废:放置。)之则重,若石、羽,非有力也。”(《经说下111》用桔槔机提举重物,当举起重物时,显得轻如羽毛,而当他把重物放在地上时,却又显得重如盘石,这不能臆测他有与众不同的神力。“桔槔”就是因为利用了杠杆原理,举物时显得很轻松,举一块大石头就如同举起一支羽毛。
三、发明“滑轮”
“挈与收反,说在权。”(《经下》)“挈,长重者下,短轻者上。上者愈得,下者愈亡。绳直,权 重相若,则止矣。收,上者愈丧,下者愈得。上者权重尽,则遂 挈。”(《经说下》) 滑轮被广泛应用于农用和其它建设,可大大节省劳动力。“挈”是提升,“收” 是收取,二者用力方向相反。“权”用于起平衡作用。提升重物时,长重的“权”向下拉引,短轻的重物会向上提举。重物越来越达到顶端,“权”会越来越达到地面。“收”是从地面收取上面的重物, “权”越来 越上到顶端,下降的重物越来越达到地面。桔槔和滑轮是形态上不同的 两种工具,二者遵循的原理是相同的,即杠杆的力学原理。在应用杠杆原理以外,车梯是前后各有两个轮子的梯子,可以斜放作为梯子搬运东西,也可以作为车子牵引前行。“推之必往,说在废材。”(《经下》)这里论述的是机械中的滚杠之理。移动较重物体,在其底部垫置圆木,推起来则十分省力。
四、发明“斜面”
“倚者不可正,说在剃。”(《经下》)“剃”,楼梯,即斜面。物体沿斜面上行较垂直 (正)上升更为省力。凡重物上面不拉,下面不引,旁边不推,就垂直下落。物体在斜面上运 动,会受到斜面本身的限制。在斜面上运动的物体,不能垂直下落。放一块石头在平地上,它本身有重量,但由于受地面限制,不会垂直下落。它没有受到从旁边来的作用力。用人力牵引绳子,使车梯往前走,就像在水中拉船往前走一样省力。肩扛重物,支撑、牵引和投射都是斜面运动的例子。
五、发明“工匠技艺”
墨子还精通皮革加工、制陶、轮车等工艺。他给弟子们上课,也常用各种工匠的技艺来打比方。在《墨子》中,就列举了各种工匠的技艺,涉及“为衣”(缝纫)、“举针”(刺绣)、“禬(读guì)履”(制鞋)、“铄金”(冶金)、“为甲”(造铠甲)、“垒石”(建筑)、“车梯”(木工)等方面。
六、发明“车辆船舟”
“车以行陵陆,舟以行川谷,以通四方之利。”(《节用上》),设计和制造车辆舟船就是要增加其轻快便利,如果达不到这个目标,就得改进设计,重新制作。
七、发明“墨斗”
木匠用的墨斗,是墨子发明的。墨斗盘着细线,将浸有墨水的细线拉出,一端用钉子在木头上固定住,再根据长度固定另一端,手指一 弹,即留下一条黑色直线。这里的 “直以绳”,就是墨子在木工生产实践中总结出的画直线的方法。中国木工用墨斗画直线,从理论上接近于欧几里得几何学的思想。 一是从每一点到另一点可引一直线。 二是通过不同两点的直线必定存在。 三是通过不同两点的直线至多有一条。 四是推论:任意两个不同的点,确定唯一的通过它们的直线。墨子说得很明确: “直,参也。”(《经上》)“圆无直。”(《经说上》)“直”即直线。 “参”即第三个东西加入两个东西中间。《广雅·释言》 曰:“参,三也。”直线是有一点,恰好介于另外两点之间。在一直线上 的三点,有一点恰好介于其余两点之间。
八、发明“风筝”
《韩非子·外储说》上的记载:墨翟“斫木为鹞,三年而成,飞一日而败。”墨子研究了三年,终于用木头制成了一只木鸟,但只飞了一天就坏了。墨子制造的这只“木鹞”就是中国最早的风筝。墨子发明的风筝先传入中国周边地区,比如朝鲜、日本、缅甸、印度,再由这些国家传入阿拉伯国家及北非到地中海沿岸,最后到欧洲。英国科学史家李约瑟编写的《中国科学技术史》,认为风筝是13世纪意大利人马可·波罗从中国返回欧洲时带去的。如果按照这个说法,那么,西方出现风筝落后于中国的时间大约为1200多年。