中華文化筆記13，墨家科學思想之二，墨家物理學時空觀及宇宙模型構建

3 墨家物理學時空觀及宇宙模型構建

現代物理學宇宙模型

自然物體的存在方式是以一定的時空形式來表現的。進一步，由幾何到時空，墨子把端、體、兼的概念由數學推廣到物理中。將哲學概念端、體、兼具體為端和始、體、宇和久幾個物理學概念，分別指時空最小單位、物體本身、時空本身。

連續的整體由不連續的局部構成，似乎更真實

墨子認為宇宙是一個連續的整體，個體或局部都是由這個統一的整體分出來的，都是這個統一整體的組成部分。換句話說，也就是整體包含著個體，整體又是由個體所構成，整體與個體之間有著必然的有機聯繫。從這一連續的宇宙觀出發，墨子進而建立了關於時空的理論。他把時間定名為「久」，把空間定名為「宇」，並給出了「久」和「宇」的定義：「久，彌異時也」，「說久，古今旦暮」；「宇，彌異所也」，「說宇。莫東西家南北」。時間和空間都是不可窮盡的，「宇進無近，說在敷」，「傴宇不可偏舉，字（宇）也。進行者，先敷近，後敷遠」。墨子關於時空的認識已有純粹延續性的時間概念和廣延性的空間概念，是從外延特徵上加以定義，具有可測量性的，實踐的可把握特徵。

在給出了時空的定義之後，墨子又進一步論述了時空有限還是無限的問題。他指出，連續的時空是由時空元所組成。他把時空基本單元定義為「始」和「端」，「始」是時間中不可再分割的最小單位（「始。當時也」，「說始。時或有久，或無久，始當無久」，譯文：「始」是一個時間概念。時間有流動或靜止，「始」是指時間靜止的那個瞬間剎那），「端」是空間中不可再分割的最小單位（「非半弗斫，則不動，說在端」，譯文：長度取半，到無法再取為止剩下的就是「端」）。墨子從時空的基本單元來認識有限物體的時空存在，並進一步去理解和推斷時空無限形式存在的合理性和可能性。他認為時空既是有窮的又是無窮的。對於整體來說，時空是無窮的，而對於部分來說，時空則是有窮的。這樣就形成了時空是連續無窮的，這連續無窮的時空又是由最小的單元所構成，在無窮中包含著有窮，在連續中包含著不連續的時空理論。這裡的端，其實就對應著量子力學中的普朗克長度，始則對應了普朗克時間，都不能再分割。

在《墨經》中，空間也是一個與時間密不可分的概念，並且認為時空的本質是和運動相關的。墨子認為「宇或（域）徙，說在長宇久」（《經下》），意思是空間是供物體運動的區域，而且空間變化伴隨時間的變化。「說長，宇徙而有處（久？）。宇南北，在旦有在莫，宇徙久」《經說下》，意思是關於變化，空間變化伴隨著時間的變化，從南到北的空間連續變動和從早到晚的時間連續進行是相統一的。這種認識通過運動將時間和空間整體相聯繫，讓墨子對時空的本質有了初步的認識，兩千多年後，愛因斯坦的相對論為這一直覺的樸素時空觀添上了完美的註腳。

值得注意的一點是，過去許多人認為墨子提出的「端」的概念等同於原子的概念（這種認識起源於清末），這是對墨子思想理解不夠深入，在清末受西方思想衝擊下，盲目用西方理論生搬硬套的結果。從墨子哲學體系的構建可以知道，墨子認為的「端」，從哲學上講，就是指不可分割的物質世界最小單位。而引申到物理學當中，墨子所認為的「端」是指物質空間的最小單位，我們只能說經典物理學中的「質點」概念、量子論中的普朗克長度概念與之相聯繫，而不能認為墨子提出了類似「原子」或者「質點」、「普朗克長度」之類的概念。這是因為墨子本質上是哲學家而不是物理學家，當時的物理學認識水平根本達不到這個深度，所以我們只能從自然哲學的角度去理解其在物理學領域中的探索。

另，關於墨家時空觀的幾個概念問題

普朗克長度公式

在物理學裡，質點的概念和普朗克長度的概念是完全不相同的，甚至是相反的。普朗克長度是指一個極小的長度，小於這個長度是無法度量的，也是無意義的。而這個長度和質點的概念並不同，質點是指一個具有質量但沒有體積的可以抽象出來的點，一般用於力學分析中。

我想很多理工科出身的朋友也都會有此疑惑，甚至會覺得把墨子和這兩個理論聯繫起來有些牽強附會。

這種懷疑不是沒有道理的，因為墨子本質上不是一位物理學家，而是一位哲學家，他那個時代的實踐水平和認識水平也根本達不到那個深度。

可是為什麼要把這幾個概念聯繫起來呢？這要從哲學本身說起。一般而言，一個哲學體系的提出，要涉及到幾個基本方面：世界觀、認識論、方法論，進一步如果更加完整的話，還要對自然觀和歷史觀有表述才能算完整。

就墨子的哲學而言，其世界觀的模型就是用「端、體、兼」三個概念構成的，認識論在這裡不涉及，而方法論則就是墨家特有的墨家邏輯（形式邏輯加樸素的辯證邏輯）。進一步，墨家思想還對自然觀有所表述，而這種表述就不可避免的涉及到物理學領域，這就是墨子對時空的認識。可以說墨子的時空觀是由其哲學世界觀出發，經墨家邏輯推演而出的。他對時空的基本單位的認識「端」、「始」也不能脫離其哲學世界觀中「端」的內涵，也就是說他認為兩者分別代表了空間和時間的最小不可分割單位（《墨子》原文中有明確表述，「非半弗斫，則不動，說在端」）。

圖中紅點代表了一個質點，質點可以看作物體的體積被無限次分割而收斂得到的

明白了這一點就能感受到為什麼要把墨家理論和量子論、質點理論，甚至原子論聯繫起來。因為三者的共同點都是提出了一個「最小不可分割單位」的概念（當然普朗克長度只是空間一維，而更準確的提法應該是普朗克長度空間和「端」的對應）。這是從哲學層面而言三者的共同點，並不是說墨子的「端」的概念就能和普朗克長度空間、質點或者原子的概念等同，因為墨子根本沒有類似的表述，換句話說，這三個理論都認為世界不是無限可以分割下去的，分割到最後會分割到一個最小的單位（當然質點理論與量子論又有所不同，他們的區別在於這種分割是否是有限次的，而墨子理論則並不涉及到這一點）。這也是為什麼我反對清末學者將「端」等同於西方物理學中的原子的原因：德謨克利特的原子論認為原子是物質組成最小單位，就這個意義而言，端和原子有聯繫之處，但今天物理學已經發現，原子不是最小單位，所以端的概念只能和德謨克利特的原子概念聯繫而不能和物理學中的原子概念聯繫。進一步而言，如果未來物理學發現普朗克長度也不是最小的可度量長度，那麼端的概念也不能和普朗克長度相聯繫。

可雖然如此，仍然不能掩蓋墨子的偉大。因為據我所知，墨子是唯一一位提出類似概念的中國古代哲學家。而更進一步，我們知道古希臘的德謨克利特提出了原子論，和墨子的理論類似。但是他的原子概念只是物質或者空間維度的基本單位，但墨子還提出了「始」的概念，也就是時間基本單位。這種把時間也看作可以分割為最小單位的提法，和兩千年後量子理論遙相呼應，相比於大多數人認為時間可以無限分割，這種看法不僅在古代中國絕無僅有，在全世界也極為少見。他對時間認識深度也只有後世佛家理論才能與之媲美，這才是墨子時空觀偉大之處。

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