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墨子从结构和时空角度对科学对象的论述为进一步从物质原因方面认识大千世界的各种现象准备了一个正确的前提。
（二）墨子论科学任务
面对变幻莫测的自然现象和各种生产实践中的科学问题，墨子认为正确地描述其然，“摹略万物之然”和探究其所以然是科学活动的基本任务。墨子肯定自然万物“有其然，有所以然也”，自然万物，自然现象的形成及变化必然存在固有的物质原因。这一认识使墨子的科学认识活动避免了宗教、政治意识的直接干涉，保持其应有的客观性和实践性。同时在理论认识的表述中保持了相应的科学性和逻辑性。
墨子对自然现象的描述是基于对自然现象的反复观察，从而能作出较为客观的记录。例如，墨子对重影这个比较复杂的几何光学现象的描述就相当正确。“景二，说在重。” 这里的景是指阴影，阴影的产生与光源有关，这里是说一个物体产生了两个阴影，这两个阴影有可能重叠，也有可能不重叠，也有可能部分重叠。这重叠的部分就是更深暗的重影。这条经文是对重影的描述。经说进一步探究了产生重影的原因，“景。二光夹一光，一光者景也。” 产生重影，首先必定存在着两个光源。其次，这两个光源发出的光线有一部分重合照到物体上。只有具备了这两个条件，才会产生重影。在光学上这重影叫做物体的本影，而两个光源不重叠的地方所形成的阴影，暗度就较重影为浅，在光学上叫做半影。墨子从重影现象的描述到对其产生原因的分析，完成了对重影这一比较复杂的几何光学现象的研究。下面，我们用图示的方法将墨子的认识表达出来。
又如对小孔成像的描述和原因的分析。应该说，小孔成像在实际生活中并不象重影现象那样容易观察到，它所需要的条件，从某种意义上是要人为加以控制的，因而可以说小孔成像的描述是对一种实验现象的记录。“景到，在午有端与景长，说在端。” 这里景是指一种像影，“到”是倒，“端”是点，即隔屏中的一个小孔，“午”意是指交错。这条经清晰地描述了小孔成倒像的条件和现象。光线穿过小孔才能成倒像，而且像影是有一定长度的。
经说进一步从端——小孔这个成像的基本条件分析、论证了小孔之所以能成倒像的理由。“景。光之入照若射，下者之入也高，高者之入也下。足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景于下。在远近有端与于光，故景库内也。” 小孔是成倒像的条件。由于光线照射是直线进行，“光之入照若射”，这样从物体高端射入的光线到达成影屏壁的下部，而从物体低端射入的光线则到达成影屏壁的上部，物体的真实状况和成影屏壁上的影像正好颠倒。对人来说，人足遮下光，故成像在上，人头遮上光，故成像在下。墨子分析了小孔成倒像的原因有两条，一是隔屏上透光的小孔，二是光的直线进行。“在远近有端与于光，故景库内也”，“库，易也。” 内是指隔屏里面的成影屏壁，库是指颠倒、变换，由于光线穿过小孔，从而使物体在隔屏里面成影屏影上成倒像。下面，我们用图示的方法将墨子关于小孔成倒像的认识表达出来。
又如关于杠杆原理的认识，墨子指出：“衡。加重于其一旁，必缶。”“奥而必击，说在得。” 衡是指中国称。这段经和经说描述了称东西时的平衡状态和不平衡状态。造成这两种状态的表象原因，是两边的重量或相等或不相等。这种称衡现象，在当时的生产、生活中是常见的。称衡，汲水的桔槔都是很常见的用具。墨子进一步从杠杆原理的角度，说明了称衡现象的原因。“权重相若也，相衡，则本短标长。两加焉，重相若，则标必下，标得权也。” 称和桔槔一样，都有一个支撑点，称两端离支撑点的距离长短不一，短的一边是本，长的一边叫标。权是称陀，权在标这部分移动，本端系重物，如果以系绳处为支撑点，两边平衡的话，是因为本短标长。这是一个力矩平衡问题，而不是等臂的天平重量平衡。我们用A1代表权（称舵），B2代表权离系绳（支撑点）的距离，A2代表重物，B2代表重物离系绳（支撑点）的距离。如A1。B1 ＝A2。B2 （这里A1＜A2，B1＞B2）则称的两端平衡，这是可用小称陀称大重量物体的根据。如果权与重物处各加一相同重量的重物a ，则由于（A1＋a ）。B1（A2＋a ）。B2，所以标必下。墨子用杠杆原理（力矩平衡）完满地解释了称衡平衡的现象及其可称重的道理。下面，我们用图示将墨子关于力矩平衡的认识表示出来。
上面例举了三个例子，具体说明了墨子对科学活动的任务的认识。墨子认为，首先应该将在科学实践和生产实践中观察到的各种自然现象或实验现象正确地描述出来，然后分析这些现象可能发生的各种变化，从中寻找出一些规律性的东西出来。用一定的理论形式将这些规律性的东西明确地表述出来，或用已有的理论认识确定地解释这些现象，从而达到了既知其然，又知其所以然的科学认识活动的目的。在理论形式上达到既和感性实践活动相容，又在逻辑结构上达到前后一贯和比较完整的要求。
（三）墨子科学思想的基本特征和发展趋向
墨子科学思想的基本特征主要表现为：重经验的实证精神，重逻辑分析的理性态度和重实用的科技价值观。
墨子强调科学认识活动从实际出发，即从可观察到的自然出发进行观察、描述、分析、论证和探究。例如墨子对有限时空和无限时空的认识。墨子相当直观描述了感性实践所感觉到的时空现象，“久，弥异时也。宇，弥异所也。”“久。古今旦暮。宇。东西家南北。” 这里墨子用古、今、早、晚来描述时间，用家为中心确定东西南北的方位来描述空间。这种时空概念具有相当的感性色彩。墨子从这感性可观察，可把握的有限时空进一步理解时空的无限性，“久有穷无穷”， “穷。或不容尺有穷，莫不容尺无穷也。” 也就是说抽象的无穷时空概念在感性的有穷时空中得到了理解和把握。墨子从物体运动与时空的相关性来考察时空，也是从感性实践来把握抽象时空变化的一个途径。
墨子的科学认识活动和当时的生产技术实践相结合，使墨子的科学认识活动具有强烈的实践特征。例如，墨子对光学、力学现象的研究就是和当时铜镜的制作及简单机械的使用相联系。其次，墨子强调在科技活动中实践、创造要比“述而不作”有益的多。墨子认为，只有创造才是真正的君子之道。“古者羿作弓，羿作甲，奚仲作车，巧垂作舟。然则今之鲍函车匠，皆君子也，而羿、伃、奚仲皆小人邪？且其所循人必或作之，然则其所循皆小人道也？”墨子十分强调人的实践对科学认识真伪判别的决定性作用。墨子认为一个科学命题、科学判断的正确与否，应该通过实践，接受事实的检验。“瞽不知自墨者，非以其名也，以其取也。” 单从理论上，以“名”来说明，并不能确证是否是真知，只有经过“取”的实践，才能证明其正确。
墨子在科学认识活动中的理性态度主要体现在形成理论知识的方法和理论知识结构这两个方面。
墨子在形成理论知识过程中一般遵循了从感性认识上升到理性认识的基本规律。墨子重视感官范围内的客观事实，认为各种经验事实正是在可感觉的客观事实的基础上形成的，“惟以五路智”。 这里五路是指感觉形成的五条通道：耳、目、口、鼻、肤。墨子已经认识到要注意提高感觉的客观性，尽可能避免错觉，从而可避错误的认识和结论。为了提高感觉的客观性，墨子提出了几个方法。第一，墨子强调科学认识活动的对象应是在感官所能感觉的范围内，“闻之见之，则必以为有，莫闻莫见，则必以为无”。 这样，把一些臆想的客体排除在认识活动之外，使认识真伪的可检验性，取决于经验层次上的可观察性。“自古以及今，生命以来者，亦尝见命之物，闻命之声乎？则未尝有也。” 第二，墨子提出“察百姓耳目之实”， 以此作为一种判别的标准。这里孕含着感觉、观察的可重复性，可比性和可证伪性的思想。不是以一个人、少数人的感觉、观察为转移，而是以众人、大多数人的感觉、观察的共同结果为依据。众人共同感觉、观察的结果的客观性的程度当然要高些。第三，墨子提出一种简单的实验方法，虽然还是比较粗糙的，但毕竟通过人为控制的方法，观察到在一定条件下才出现的自然现象，小孔成像的记载就是一例。这种方法可以充分显露认识对象的信息，提高人感觉、观察的客观性。强调认识对象的可感觉性，可观测性，使关于对象知识的客观性、全面性、真理性有了一个比较可靠的前提。这一点对在人类早期物质和智力水平还处于比较落后、低下的阶段尤为重要。
在科学知识的构成上，墨子已经开始注意到经验层次和理论层次之间联系，注意到理论层次内部的逻辑结构。墨子从直接经验、间接经验、感性认识、理性认识之间的差别对知识作了分类。《经上》说：“知：闻、说、亲。”也就是说，墨子将知识分作三类。一类是靠直接感觉观察所得到的感性层次的经验知识，墨子称为亲知“身观焉，亲也”。 一类是通过学习、传授的途径，从别人间接得到的知识，墨子称为闻知，“传受之，闻也”。 这种闻知可以是别人的口授手教，也可以是你自己读书可得。可以是感性层次的经验知识，也可以是理性层次的理论知识。一类是在已知知识的基础上通过推理，从已知推断未知，求得新的知识，墨子称为说知，“方不，说也”。 这类知识应属理性层次，因为“以说出故”。 按照固有的因果关系，通过逻辑推理，如果前提是真，推理形式正确，则得出结论——新知识必然为真。墨子对理论知识的逻辑结构已开始注意到概念的明确性，判断推理的合理性。在客观真理作为是非真伪的前提下，墨子提出“以名举实，以辞抒意，以说出故。”概念、命题、推理作为理论构成的要素，在墨子科学理论知识的形成中，起了一种逻辑构造的作用。墨子的科学理论知识从而具有了初步的逻辑系统形态。
墨子求天下之利的功利主义使墨子的科技观带有明显的实用倾向，这种影响的存在，从一个侧面反映了墨子关于科学思想与社会思想的其他构成部分的关系。社会思想环境对认识自然的要求在一定程度上制约了科学思想的发展方向。春秋战国之际争霸战争的现实，足兵足食的现实问题使社会的知识分子不可能坐在书斋里静静地钻研、思索纯自然科学的理论问题。追求物质利益的急功近利的思想更注意工艺技术的发展。墨子认为，农、工之人的物质生产是社会存在的基础，所以十分重视工匠技艺。墨子亲自参加了各种技艺生产，注意研究工艺生产实践中的各种问题。这样，才使墨子有可能积累大量关于技艺生产的经验材料，接触关于自然问题的各种知识。墨子将是否有利于社会生产作为评价知识巧拙的标准，“利于人谓之巧，不利于人谓之拙”。 墨子关于木鹊与车辖孰巧孰拙的判别，鲜明的显示了墨子重实用的科技价值观。
墨子求天下之利的功利观促进了墨子对科技教育的重视和发展。墨子在《鲁问》篇里具体指出了教人耕者的功远大于不教人耕而独耕者。《公输》篇记载了，墨子弟子三百人掌握墨子发明的守城之器，助宋御楚，就是墨子科技教育成功的范例。《墨经》四篇，城守各篇不仅是墨子科技成就的总结，而且是墨子科技教育的结晶。
墨子主张，非攻是求天下之利，除天下之害的一个手段，所以，墨子研究了各种守城、防御的器械。例如《备城门》篇记载了对付临、鉤、梯、堙、水、穴、突、空洞、蚁傅、轒辒、轩车等十二种攻城法的守城方法及守城器械的详细制定。
墨子非乐，认为音乐无益于人的物质利益，所以不谈乐律。而对音乐的研究，正是我国古代声学产生和发展的源泉。墨子重实用的科技观限制了墨子科学研究的领域，同时，也影响了墨子理论研究的深度。
墨子的科学思想对墨子的科学活动有着很大的影响，促使墨子在几何学、力学、光学及机械制造等方面都取得了较大的成就。墨子的科学活动从经验技术入手，从直观观察向科学理论过渡，从技术实践向自觉的科学研究过渡。这种过渡主要体现在：其一正是坚持物体属性是物体所固有的，确信现象变化是客观存在的，感觉到的现象是可靠的。墨子从对重复出现的自然现象的自发性观察逐步向观察的长期性、系统性方向深入。《墨经》详细记载了在各种科学实践中所遇到的现象，并对这些现象进行了客观的分析，作了定性的说明。随着科学实践的深入，墨子的科学思想中产生了科学实验的萌芽并进行了初步的实践。这是墨子科学活动自觉化和主动化的标志。其二，从对现象的分析中，概括出一系列的科学概念，并用定义形式将这些概念精确化。进一步提炼出有一定程度严密性的经验公式和科学命题。通过科学定义、经验公式、科学命题的方式使经验知识上升为科学知识，从而在逻辑思维的基本原则和方法的基础上，构成初步的理论形态。这种科学理论形态具有内在的逻辑一致性，表明了墨子对自然规律的理解有一定的深度。其三，墨子理论认识的发展和科学实践密切相关，一些理论知识直接和生产实践相结合，使墨子的科学理论具有一定的可比性、可检验性和可证伪性，不致蜕变为一种僵化的形式框架，而具有一定的开放性和明显的实践性。
将墨子科学思想与古希腊、近代科学思想相比较可以看出，墨子以自然作为科学认识独立对象的观念，自然界存在普遍因果联系的观念和“端—体—兼”的结构层次观念为核心的科学，以及在此基础上发展起来的，主张从经验知识出发，以观察分类为手段，要求逻辑严密性的分析方法，等等思想，和古希腊、近代科学思想在本质上是类似的。
关于古希腊科学思想和近代科学思想，亚里士多德、牛顿、爱因斯坦、海森堡等都作过具体的说明。
亚里士多德曾说：“我们应从具体的整体事物进到它的构成要素，因为为感觉所易知的是整体事物。这里把整个事物之所以说成是一个整体，是因为它的内部有多样性，有它的许多构成部分。”
牛顿曾说：“自然哲学的目的在于发现自然界的结构和作用，并且尽可能把它们归结为一些普遍的法则和一般的定律——用观察和实验来建立这些法则，从而导出事物的原因和结果。”
爱因斯坦曾说：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是说：希腊哲学家发明形式逻辑体系（在欧几里得的几何学中），以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系（在文艺复兴时期）。”
海森堡曾说：“在早期的希腊哲学思想中，主要有两种思想今天还在决定着严密自然科学的道路，因而首先引起我们对它们的兴趣。这两种思想是，确信物质由最小的，不可再分的单位，即原子所构成并相信数学结构的指导力量。”
古希腊和近代科学思想的本质特征在于：其一，把自然界作为一个独立的研究客体，坚持从自然界本身的物质构成和运动来解释自然界。科学研究的各种具体对象都是由各种基元的不同组合，形成的在空间上有界和有确定位置的具有几何结构的实体，从而具有可分析性和可把握性的特征。在这种观念的指导下，科学活动不致流于玄思冥想，而是向实证分析的方向发展。其二，通过广泛的经验考察和系统的科学实验，抽象、概括出一系列反映自然界物质属性的基本概念和范畴，用严格的逻辑推理，尽可能地用数学公式定量地表述自然界的客观规律，使以和谐数学关系为特征的理性进入科学理论形成的过程。这种科学思想在指导科技实践的主要倾向，是探索物体变化的物质承担者，从基本单�