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第 36 周 · 2027年9月6日2027年9月12日

墨經:光與力

第 41 篇 經下 · 第 43 篇 經說下

本週問題

「景到,在午有端」——小孔成像倒立,是因為光線在一點相交。這條結論墨者是怎麼得到的?它靠的是「原之者」(親眼看)還是「說」(推理)?如果只靠看,能不能看出光「若射」是直線?

本週實踐

本週和結對夥伴一起做一個小孔成像的暗盒,親眼看一次倒立的像,並把《經說下》那一段讀給對方聽。

導讀

本週讀《經下》和《經說下》裡的八條光學條目和幾條力學條目。這是全書最令人驚訝的部分:西元前四世紀的一組人,用最短的文字記下了影子、小孔、三種鏡子和槓桿的規律。

八條光學:「景不徙」——影子並不移動,是光變了,舊影滅、新影生;「景二」——兩個光源兩個影子;「景到,在午有端」——像倒立,因為光線在一點相交;「景迎日」——反射;「景之小大,說在地正遠近」——影子大小取決於光源的位置遠近;然後是平面鏡的像「多而若少」,凹面鏡在焦點內外分別成正立放大和倒立縮小的像,凸面鏡的像總是縮小正立。

《經說下》對小孔的解釋是全書最漂亮的一段:「光之人煦若射」——光像射箭一樣直行;「下者之人也高,高者之人也下」——腳遮住下面的光,就在上面成像;頭遮住上面的光,就在下面成像。倒像的原理,就這麼說清了。2016 年 8 月 16 日,世界第一顆量子通訊衛星命名為「墨子號」,正是紀念這一段。

力學:「力,形之所以奮也」——力是使物體運動起來的原因。「衡」那一條:「加重於其一旁,必捶」;秤錘和重物相當時,「本短標長」——重臂短、力臂長——兩邊再加同樣的重量,長臂那邊必然下沉。這是槓桿原理,比阿基米德稍早或同時。

墨門讀這些,不是為了爭「誰先發現」,而是為了看清一件事:「百姓耳目之實」這一表,認真做下去,就是實驗。

三表

光學與力學條目全部立在原之者上——親眼看到影子怎麼動、像怎麼倒。但「若射」(光走直線)這一步不是看出來的,是從倒像推出來的:只有直線傳播,腳才會在上、頭才會在下。這就是《經上》的「說」在起作用:觀察給出現象,推理給出機制。本週的問題就在這裡:一條科學結論通常同時需要「親」和「說」,而三表只明說了前者。

家庭

  • 科技堂:用鞋盒、錫紙和描圖紙做暗盒,對著窗戶看倒立的像。問:為什麼是倒的?讓孩子畫光線。
  • 科技堂:用直尺和橡皮做槓桿,找出支點在哪裡時一個硬幣能撬起兩個硬幣。念「本短標長」。
  • 講「墨子號」衛星的故事,問孩子:為什麼兩千多年前的一段話,會讓人用它給衛星起名?

墨社

  • 20 分鐘讀文 · 20 分鐘墨辯 · 10 分鐘三表回顧 · 10 分鐘職務彙報。
  • 本週墨辯改為「演示辯」:兩人用自制暗盒和槓桿做十分鐘演示,其他人提問,看能否只憑《經說下》的文字重現結論。
  • 三表回顧:以小孔成像為例,分出哪一步是「親」、哪一步是「說」,並討論墨門科技堂應該怎樣教孩子分辨這兩步。

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