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来源：庄子研究会 时间：2019/8/13 点击：1580
《庄子》、惠施与自然科学
王振川
中国古代有没有自然科学？最近有一些文章对此是持否定态度的。他们认为,中国古代没有现代意义上的自然科学。“现代意义”,也没有说清楚是什么意思。我认为,在中国古代,在春秋战国诸子百家中,惠施的许多观点,与现代自然科学多少有些关联。或者说,在中国古代,已经有了自然科学的萌芽。只是在后来的上千年中,这种萌芽被压抑着,弯曲地生长着。
中国古代对自然科学的探讨,道家是最早开其端的。
《老子》就曾经叙述过“道生一,一生二,二生三,三生万物”的自然发展观。他研究过自然现象：“飘风不终朝,骤雨不终日”,“合抱之木,生于毫末”,“草木生也柔脆,其死也枯槁”,等等,并引申为他的哲学思想。
《庄子》中对于自然现象和自然科学的体察,研究,更是数不胜数。
关于“机械”一词,最早出现在《庄子·天地》篇中：子贡南游于楚,反于晋,过汉阴,见一丈人抱瓮灌园,子贡劝丈人用机械灌园。老人说：“有机械者必有机事。”这个“机械”是什么样的呢？“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如溢汤,其名为槔。”这个机械是用一根长木头,当中凿孔为支点,后面用大石吊着为配重,前面用一个水桶可吊入井中,水从井中提出来象抽水一样,流淌出来的水象汤水沸溢。农民称之为“槔”,一日可浸百畦,用力少而见功多。这种机械利用的是杠杆原理,在北方使用很普遍。
《庄子·天运》中也有记载：“且子独不见夫桔槔者乎？引之则俯,舍之则仰。”完全使用了“桔槔”这一词语,并将“桔槔”的使用方法也描述了。
可见早在二千三百年以前,中国人就已经普遍利用机械原理使用于生产､生活。不会迟于世界各国。
明末宋应星的《天工开物》卷上所描绘的“桔槔”,正是《庄子》中所描述的“槔”､ “桔槔” 。不过,这个记载比庄子要迟了近二千年。
《庄子》对于空谷传声､共振现象都有研究记载：
《庄子·徐无鬼》记载了一位叫鲁遽的琴师,他调好琴弦来弹奏,放一张琴在堂中,另放一张琴在室内,他弹奏堂中一张琴的宫音,室内的一张琴也就自动发出宫音；弹奏堂中一张琴的角音,室内的一张琴也就自动发出角音。可以说,古代早就有人进行了共振现象的研究。鲁遽即其中一人。
而惠施,在这方面的研究更为深入。可以说,他已经进入了自然科学研究的领域了。
《庄子·天下》篇说：“惠施多方,其书五车。”
惠施有多种方术,曾经写了五车的书。惠施的多种方术,也就是惠施对自然的考察,而他的这些考察,写成了五车书。可惜都没有流传下来。当然,那个时候的书是写在竹简上,五车书不是今天的“五卡车”的概念。“其书”,他的书,应指他撰写的书。如果五车书是他的藏书,肯定不算多,也不必提出来说他有五车藏书。所以“其书五车”当是说他的著作有五车之多。孔子打算西藏书于周,就没有说有几车书。
《汉书·艺文志》有名家《惠子》一篇,可惜的是,仅这一篇《惠子》今天也没能流传下来。关于惠子的生平活动,还有其它资料可寻,而惠子的学说,现在也只能靠《庄子》一书了。
完全属于惠施的,有“历物十事”：
至大无外,谓之大一；至小无内,谓之小一。
无厚不可积也,其大千里。天与地卑,山与泽平。日方中方睨,物方生方死。
大同而与小同异,此之谓小同异；万物毕同毕异,此之谓大同异。
南方无穷而有穷。今日适越而昔来。连环可解也。
我知天下之中央,燕之北,越之南是也。泛爱万物,天地一体也。
还有二十一个命题,是惠施与别人共同讨论的：
卵有毛。鸡三足。郢有天下。犬可以为羊。马有卵。丁子有尾。火不热。山出口。轮不碾地。目不见。指不至,至不绝。龟长于蛇。矩不方,规不可以为圆。凿不围枘。
飞鸟之景未尝动也。簇矢之疾而有不行不止之时。
狗非犬。黄马骊牛三。白狗黑。孤驹未尝有母。
一尺之捶,日取其半,万世不竭。
纵观“历物十事”和“二十一命题”,我们看到了在庄子与惠施时代的自然科学的成就。尽管这些记载是简单的,零星的,但不失为当时的重要的自然科学史料。
1､对天地与宇宙空间的认识：
“至大无外,谓之大一”：人类生存的自然界是有限的,而宇宙是无限广大的,“无极之外,复无极也”,“天地其壮乎！”南方有一个叫黄缭的人,“问天地所以不坠不陷,风雨雷霆之故。惠施不辞而应,不虑而对,遍为万物说。”
我们已经不能知道惠施是怎样“遍为万物说”的了。
但是,《庄子·天运》有文：
天其运乎？ 天体在运行吗？
地其处乎？ 大地在静止吗？
日月其争于所乎？ 日月在争夺它们的处所吗？
孰主张是？ 天体运行是由谁主宰施行的呢？
孰维纲是？ 大地是由谁维系呢？
孰居无事推而行是？ 是谁闲居无事而推着它们走呢？
意者其有机缄而不得已邪？ 或者有机关控制着它们而出于不 得已？
意者其运转而不能自止邪？ 或者它自行运转而不能停止呢？
云者为雨乎？ 云是为了降雨吗？
雨者为云乎？ 降雨是为了起云吗？
孰隆施是？ 谁将云兴起把雨降落呢？
孰居无事淫乐而劝是？ 有谁闲居无事过分求乐去助长云雨？
风起北方, 风从北方吹起,
一西一东, 或者西来或者东,
有上彷徨, 在天上回旋往来,
孰嘘吸是？ 谁呼吸而成风？
孰居无事而披拂是？ 谁闲居无事去扇动它？
敢问何故？ 请问是什么缘故？
这一段文字,与屈原的《天问》是很有相似之处的。体现了楚文学的文风,庄子是早于屈原(－343？～－278？)的。同时,又告诉了我们当时的人对天体自然的认知。这里应包含着惠施万物说的部分内容。
2､对“无限”的认识：
无限大,宇宙无限大的概念此前已有认识。无限小的认识应是惠施首创。
“无厚,不可积也,其大千里。”
“无厚”是指几何学上的面,没有厚度,只有广度。没有厚度的面,理论上讲是不能求积的,但它的面却可以无限延展到千里。这也是当今几何学上的一条原理。惠施早在二千二百年前就提出来了。
“一尺之捶,日取其半,万世不竭”。
这个命题是说物质是可以无限分割的,一尺长的捶,今天取一半,明天取其一半的一半,如此分割下去,“万世不竭”,永远取不完。
这些都是数学上的十分抽象的思维,在庄子､惠施那个时代都已明确提出来了,这些命题是与当代科学是一致的。
3､对“静止”与“变化”的认识：
“日方中方睨,物方生方死”。
日中到了,太阳影子正中了,刚到这一刻,其实太阳又已经偏西了；一个小虫子刚生出来,其实它的死的过程也已经开始了。这就是对事物的不断运动､发展变化的认识。
“飞鸟之景未尝动也。”
“簇矢之疾而有不行不止之时。”
我们今天可以用照相机对飞鸟和箭头进行高速摄影,你看那照片,可以说是“未尝动”,可以说是“不行不止”。
对某一过程可以说是运动的,但某一瞬间又是静止的。今日认识很容易,但在古代对此的认识,必须有很好的抽象思维,才可能达到。
4､对微观世界的认识：
“矩不方,规不可以为圆。”
“凿不围枘。”“轮不碾地。”
从微观世界看,矩是不方的,规也画不出理论的圆来,总是有误差的；木柄与安装木柄的孔,无论做得怎样精密,总有围不到的地方。现在叫做“包容”,绝对的包容是做不到的；理论上的轮是圆的,地面是平面,轮与地的关系是圆与切线(切面)的关系,那仅仅是一个点(或线),我们今天的理论是,点是没有体积,没有方向的,线､面也是没有体积的,那么,轮上的一个点(或线)怎么能碾地呢？所以说,轮不碾地。轮的转动,不过是切点(或切线)的位移。
理论上的方,理论上的圆,理论上的包容,实际上是无法做到的。在庄子与惠施的时代,提出这些具有高度抽象思维的问题,是难能可贵的。
5､惠施的“地圆说”是成立的：
“天圆地方”,古代对天地是如此认识的。但惠施不这样认为,他认为地球同太阳､月亮一样也是圆的。
关于古代对天体､地球的观察,有这样的一个故事：
孔子东游,见两小儿辩斗,问其故。一儿曰：“我以日始出时去人近,而日中时远也。”一儿以日初出远,而日中时近也。一儿曰：“日初出大如车盖,及日中,则如盘盂,此不为远者小而近者大乎？”一儿曰：“日初出沧沧凉凉,及其日中如探汤,此不为近者热而远者凉乎？”孔子不能决也。两小儿笑曰：“孰为汝多知乎。” (《列子·汤问》)
这个故事将“近大远小”和“近热远凉”这两个物理学概念明确地提出来了。而且是两个小孩子。
人们对太阳和月亮的观察,知道它们“如车盖”,“如盘盂”,但这两个小孩还没有提出“如圆球”。似乎还看成是平面的。但是惠施在地球上对自己的这个星球的观察,他已经猜测到地球也是圆的,且是圆球形的。
庄子､惠施生活在宋国南部的广阔的大平原上,容易观察到地球是圆的。站在平原,虽一望无际,四面是一条圆形的地平线,因此,他看出了“天与地卑,山与泽平”。平原上虽有小山,远看是不当一回事的(近大,远小)。但是当他们登上蒙山山头向四周一看,这广阔的原野看上去又广阔了许多。为什么站得高而又看得远呢？这使他们揣测到地球是圆的。
他们站在山上,向南方看去,惠施说：“南方无穷而有穷”,如果我们从这山上下去,一直向南方走,绕着这圆形的地球,最后不是还是走到了这山上来了吗？
惠施还说：“我知天下之中央,燕之北,越之南是也。”惠施说得那么肯定。地球是圆的,任何一地都可认为是天下的中央。燕之北向北走,越之南向南走,总会汇集到一地,为什么不可认为那里也是“天下之中央”呢？
我还相信惠施画过地理图或地形图。他画完之后,对他的朋友庄子说：“你看,我这地图画好了,你可以按我这地图到大梁去找我。地图上有道路､河流､大泽和山地。”惠施对庄子哈哈大笑：“山是高的,泽是低的,在这张地图上,你看：天与地卑,山与泽平。”
6､惠施等人对生物学也有较深的研究：
“卵有毛”,“鸡三足”,“犬可以为羊”,“马有卵”,“龟长于蛇”,“丁子有尾”,“狗非犬”,等等,都与生物学有关。与现代生物学相比,是幼稚的,只是一些表象上的认识。但不能因此说他们的研究丝毫没有意义。科学的发展,人们对科学的认识,总是从幼稚开始的。
鸡是有毛的,刚从鸡蛋中孵出的小鸡也是有毛的,喜蛋也是有毛的蛋,不是绝无道理的；三只脚的鸡也是有的,他们对生物物种的变异已经开始注意；马是胎生,胎有胎盘,或许是卵的一种,鸡也有软壳蛋；龟与蛇比长短,大龟,特别是海龟,也是很长大的,小海龟也长于大草蛇。这要看怎么比较,不能说绝对了,蛇一定长于龟；青蛙有尾巴,青蛙在蝌蚪时代,人人知道它有尾巴,不知长成青蛙后其实也仍然有尾椎的。猴子进化为人,人看上去没有尾巴,也仍然留有尾椎；小种犬称为狗,“我家养了两只小狗”,但是牧羊人养了两只牧羊犬,狗和犬还是有区别的；人称羊称犬习惯了,但当初称羊为犬,称犬为羊,又何尝不可呢？(这与名称定义又相关了。)
惠施等人对生物学领域的一些问题的研究,说明了人类开始注意了与我们共生于地球上的人类之外的生态状况变化及其名称,不是没有意义的。
如果说,中国人对于自然科学的研究有一个开始的话,我以为,它开始于惠施。这是《庄子》的记载所告诉我们的。这些记载虽然很简短,也可以看出当时自然科学的水平。有些直到今天,也仍然是正确的。言必称西方,言必称希腊,其实,我们自己的祖先在自然科学方面也有许多杰出的贡献。
记得中学读书时,数学老师就向我们讲过：“一尺之捶,日取其半,万世不竭”的故事,然后才开始向我们介绍数列,介绍极限,介绍无穷大,无穷小。我们的民族,在自然科学方面,并不虚无。不知现在的中学还介绍《庄子》书中的这一句话不？从《庄子·天下》篇中,我们还可以看出,在那个时代,研究､讨论自然科学的人是一群人,学术讨论的气氛也是很浓的,只可惜这种讨论并没有能继续下去,他们的研究也并不能为大多数人所理解,特别是这些十分抽象的概念。甚至连庄子这样的人(或者说《庄子·天下》的作者)也不能理解。可见,在二千三百年前,探讨自然科学,是超前了。今天的一些人又怎么来承认古代有自然科学呢？
当然我也仅在《庄子》书中找到“机械”一词,与今相同。“自然”则比比皆是,“科学”一词却渺无影踪。这,我也是承认的。
（作者系安徽省庄子研究会会员，上海市宗教学会研究员）