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《數之軌跡Ⅰ》:「學以為用」的墨子 vs. 「演繹科學」的亞里斯多德

文:洪萬生、軌跡英家銘

5.2 墨子與亞里斯多德

荀子並未深入討論如何「正名」比較恰當。Ⅰ學在先秦思想家中,為用墨子對於數學概念的墨的亞多德界說乃至於推論形式之探索,被認為投入了相當的演繹功夫,從而可能影響了後世魏晉像劉徽這樣的科學傑出數學家。因此,軌跡我們在此打算將墨子與亞里斯多德對比,Ⅰ學希望在方法論(methodology)層面上,為用考察中國與希臘(也是墨的亞多德西方世界)數學的各自特色。

5.2.1 「學以為用」的演繹墨子

中國春秋戰國的先秦正是諸子百家學說大鳴大放之榮崢時期,自然也創造了各種新思想和新知識,科學從而奠定了中國思想和文化發展的軌跡基礎。可惜,Ⅰ學先秦數學的為用(直接)文本相傳甚少,與數學相關的思想家更是少之又少,因此,我們現在很難略窺先秦數學的風貌。幸運的是,在傳世的非數學類文獻中,《墨子》關於數學的內容,特別是幾何學的知識,就值得我們參考。

《墨子》作者即是墨翟(西元前480-前350年),通稱為墨子。他是春秋末戰國初期著名思想家、政治家及軍事家。《墨子》包含有問世在前的《經上》及《經下》,以及後來補上的《經說上》及《經說下》,意在解釋經(上、下)文。這四部分統稱為《墨經》。本小節的論述,參考史家鄒大海有關墨經與數學的關連之研究成果。《墨經》中這些與數學有關的條目都與幾何有關,或許這也是墨家門徒都是工匠的見證吧。

由於墨徒都是工匠出身,他們熟悉測量技術,相當理所當然。至於我們現代人可以將他們的知識或技能背景連結到數學上,其直接證據乃是劉徽《海島算經》第一題中的「參,相直」之圖示。這句話是說「三點共線(三個點共有一條直線)」的意思。至於《墨經》版則是:「直,參也」(經上)。

有了這個連結,現代數學史家對於墨家若干有關幾何概念的認識,就有了比較可發揮的「歷史想像」空間。譬如,「宇,東西家南北」,意指「宇」充滿了各個不同的處所,包括東西南北各個方位,以及說話者所在的地方(「家」),也就是我們現在所說的東、西、中、南、北。

現在,有了空間就要有量度,所以「厚,有所大也」(《經上》)及其「厚,惟[無厚]無所大」(《經說上》),也就是用「厚」來表示物體的空間量度。還有,「端,體之無厚而最前者也」,意思是說:一個物體含有很多的構成部分,「端」是其中没有量度而處於最邊緣的部分。顯然這與我們現在對「點」的「直觀」意義頗為相近。

另外,墨家提到的「平」,很容易讓我們聯想到工匠的經驗日常,所謂「平,同高也」,是指一個東西若是平的,它各處都有相同的高度。這個說法稍加抽象化一點,那麼,「平行」概念或許就呼之欲出了。無論如何,這個實作涉及工匠的「作圖」,我們可以進一步參考「同長,以缶相盡也」(《經上》)之說,要確認兩個物件同長,那就是將它們疊合在一起,它們正好(「缶」即「正」)相盡,好比兩頭都不長不短,正好重疊。這相當於等線段作圖的概念。

還有,在利用圓規作圖時,固定的中心點就符合「中」的概念,「中,同長也」,也就是「心中,自是往相若也」,表示處於一個形體的中央的中,與其邊界點的各連線長度相同,就好比是拿一個圓規定下中心點即可畫圓。圓與圓心、圓周之關連如何重要,由下引墨家兩說可見一斑:「圜,一中同長也」及「圜,規寫(攴)[交]也」,因為中心點到圓的(圓周)邊緣每一處,都有相同的長度,還有,用圓規畫圓時,要畫一個整圈,然後要與開始處相交。

根據上述,《墨經》確實含有豐富的幾何知識和思想,其中用詞也確實有著當精準的描述,甚至他們對於許多數學家無從處理的「無限」,也有獨到之見解。比方說,經說「窮,或不容尺,有窮;莫不容尺,無窮也」,意指用尺來度量從一點向某個方向延伸的直線,如果量到某個地方,前面不能容下一尺,那麼它是有窮的,如果繼續不斷地量下去,前面總是能容下一尺,那便是無限。這個說法與現今數學家描述無限之想法,雖不中亦不遠矣。

可惜,我們仍無法找到足夠的數學文獻,說明墨子對數學知識的成熟度。也許《墨子》的撰寫背景乃是諸子百家眾聲喧嘩之時期,因而目的僅是為其墨家宣傳理念,或是由於墨家門徒有諸多工匠,必須提供他們解方(know how),以致其中涉及邏輯和抽象的概念,仍無暇系統化。縱使這些概念與今之相關幾何知識所差無幾,但因為缺乏有系統的組織,以及後世學者的不間斷闡述,而無法發展而成為成熟的學問。

上一段曾提及墨家的邏輯概念,茲簡要補充如下。一般來說,數學家必須要能在(幾何)概念之間建立邏輯連結(logical connection),才可望依據推論形式(form of reference)而將命題 / 敘述(proposition / statement)之間的關係「演繹」成「理論」,從而滿足系統化發展的進一步(智性)需求(intellectual need)。

在《墨經》中,有幾條涉及命題之間的關係。譬如,與「故」連結的「大故」與「小故」:「小故,有之不必然,無之必不然;…… 大故,有之必然」,顯然分別符合今日所謂的「必要條件」及「充分條件」。

其次,針對《經下》第一條:「止類以行之,說在同」,墨家解釋說:「彼以此其然也,說是其然也;我以此其不然也,疑是其然也。此然是必然則俱。」根據史家鄒大海的白話文解說,經文指出:吾人要按照「類」來推理,因為同類的事物具有共同的性質。經說則表示:「某人認為某類事物具有某種性質,則其中任一個體也具有這種性質;我認為某類事物不具有某種性質,則其中任一個體也不具有這種性質。只要這種性質是必然性,則類與個體應同時具有或不具有這一性質。」


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