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，从基本单位的物质微粒的排列和运动来解释物质的宏观现象，从而使普遍的因果联系具有客观的物质依据。数学的定量要求，促使实验观察的系统化和精确化。数学的抽象化，逻辑推理的严密化，有利于各门具体科学的理论化。这样，把从整体结构上认识物质世界的统一性，和谐性的抽象概念体系引入人们的思维活动。把从物质内部结构组成和运动来探索物质世界的客观规律的思维方式变为思维习惯。将逻辑、数学和科学实践结合起来，将理性认识和推理证明结合起来。这种倾向避免了科学活动流于哲学思辨，使科学活动立足于用可以度量和可以分析的因素来认识物质的运动。这有利于消除直观的粗糙性和臆测的虚幻性，使形成的科学理论具有概念的明确性，逻辑的一致性，以发展的科学实践为基础所具有的可证伪性，以及与技术实践紧密联系性。这些科学思想正是近现代科学发展的基础，也正是中国传统科学所最缺乏而应向之发展的方向。
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