墨子在数学方面的成就

  墨子是中国历史上第一个从理性高度对待数学问题的科学家,他给出了一系列数学概念的命题和定义,这些命题和定义都具有高度的抽象性和严密性。

  墨子所给出的数学概念主要有:

  一、关于“倍”的定义。墨子说:“倍,为二也。”(《墨经上》)亦即原数加一次,或原数乘以二称为“倍”。如二尺为一尺的“倍”。关于“平”的定义。墨子说:“平,同高也。”(《墨经上》)也就是同样的高度称为“平”。这与欧几里得几何学定理“平行线间的公垂线相等”意思相同。

  二、关于“同长”的定义。墨子说:“同长,以正相尽也。”(《墨经上》)也就是说两个物体的长度相互比较,正好一一对应,完全相等,称为“同长”。

  三、关于“中”的定义。墨子说:“中,同长也。”(《墨经上》)这里的“中”指物体的对称中心,也就是物体的中心为与物体表面距离都相等的点。

  四、关于“圜”的定义。墨子说:“圜,一中同长也。”(《墨经上》)这里的“圜”即为圆,墨子指出圆可用圆规画出,也可用圆规进行检验。圆规在墨子之前早已得到广泛地应用,但给予圆以精确的定义,则是墨子的贡献。墨子关于圆的定义与欧几里得几何学中圆的定义完全一致。

  五、关于正方形的定义。墨子说,四个角都为直角,四条边长度相等的四边形即为正方形,正方形可用直角曲尺“矩”来画图和检验。
  这与欧几里得几何学中的正方形定义也是一致的。

  六、关于直线的定义。墨子说,三点共线即为直线。三点共线为直线的定义,在后世测量物体的高度和距离方面得到广泛的应用。晋代数学家刘徽在测量学专著《海岛算经》中,就是应用三点共线来测高和测远的。汉以后弩机上的瞄准器“望山”也是据此发明的。

  此外,墨子还对十进位值制进行了论述。中国早在商代就已经比较普遍地应用了十进制记数法,墨子则是对位值制概念进行总结和阐述的第一个科学家。他明确指出,在不同位数上的数码,其数值不同。例如,在相同的数位上,一小于五,而在不同的数位上,一可多于五。这是因为在同一数位上(个位、十位、百位、千位……),五包含了一,而当一处于较高的数位上时,则反过来一包含了五.十进制的发明,是中国对于世界文明的一个重大贡献。

  正如李约瑟在《中国科学技术史》数学卷中所说:“商代的数字系统是比古巴比伦和古埃及同一时代的字体更为先进、更为科学的“,“如果没有这种十进位制,就几乎不可能出现我们现在这个统一化的世界了”。