西方力学传入中国的曲折过程

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　　如果说中国的近代力学、数学和天文学是西方人从17世纪开始送上门来的，那么这些学科在中国的传播与扎根是一个十分曲折的过程。其所以曲折，是由于皇帝在总体上对吸取外国文化的态度多变，时而开放时而关闭。

　　1、徐光启的科学活动

　　从1582年利玛窦来华到1661年清朝顺治皇帝去世，西方科学在这一段随传教活动顺利传播。其中，明末礼部尚书徐光启是一个中心人物。

　　徐光启像

　　徐光启，江苏上海徐家汇人，20岁考中秀才而后开始教书，在他31岁时有人聘他南下到广东的韶关教书，得以接触传教士并初步了解一些西方学术。1600年(万历二十八年)徐光启因事到南京，并会见了久仰大名的利玛窦神父，同时受洗礼人教。1604年(万历三十二年)徐光启43岁考中进士，之后便留京作官。恰好此时利玛窦已到北京，并在宣武门外盖了教堂，在那里传教。徐光启从此在与利玛窦交往中不断学习西方的力学、天文学和数学。

　　徐光启在吸收西学方面主要作了以下几件大事：

　　  · 由利玛窦口授，徐光启笔录，于1607年春译完了《几何原本》前六章，并于次年刊行。

　　  · 由熊三拔口授，徐光启笔录，编写成《泰西水法》一书，并于1612年刊行。书中介绍了西方的水利工程与有关的器具，还有一些简单的流体力学知识。如介绍了阿基米德的螺旋提水机。


　　  · 主持编写大型农业百科全书《农政全书》，全书共60卷，参考援引的书籍达250多种，是从古到今最全面的农学专著。其中在水利部分包括了《泰西水法》。


　　  · 主持修改历法，并编写《崇祯历书》。大胆起用西方传教士参加这项工作，如利玛窦、庞迪我、邓玉函、龙华民、汤若望、罗雅谷等。《崇祯历书》是一部长达137卷的历法丛书，其中引进了不少西方历法，如采用了第谷的观测方法，引进了球面三角学计算，把地球不再看为平面而看为球面等，使天文学一改中国传统历法、是向现代天文学迈进的第一步。为了使历法更符合观测，他经常亲自观测。据记载，在崇祯三年(1630年)的十一月二十八日的夜晚，又冷又下雪，他还是前去观象台观测，当时他已是69岁高龄的人，结果不慎失足跌伤，但是经过一段休养，他又去观测了。

　　徐光启毕生艰苦奋斗、追求科学、善于用人，在他周围有一批精通自然科学的传教士和像王徽、李之藻这样的热心吸取新科学的学者，可以说他是我国第一次大规模引进西方自然科学的组织者。徐光启是72岁(1633年)去世的。他死后，留下的是一大堆手稿，他箱子里，只有几件旧衣服和一两银子，连铺的褥子上也发现有一个破洞。他这样的官员，在中国历史上是少有的，的确可以说是一位毕生追求科学的人。

　　2、清初天文学上的一场生死斗争

　　从明末一直到1661年清朝顺治皇帝去世，是西方科学在中国传播的大好时代。顺治帝去世，守旧派抬头。西方科学技术传播受阻。这充分表现在传教士汤若望的遭遇上。

　　汤若望像

　　汤若望1618年应耶稣会的征募来华后，曾参加徐光启主持的修改历法的工作。1630年(崇祯三年)主持历局工作的徐光启，由于自己年老(68岁)，在这年他的两位得力助手李之藻、邓玉函又相继去世，所以极力推荐汤若望协助推进历法修改工作并得到皇帝的批准。

　　汤若望协助徐光启完成了《崇祯历书》137卷，其中有28卷是汤若望本人翻译的。不久，明亡，这部历书在明代没有实行，汤若望在两朝交替的兵荒马乱之际，保护了这部书的刻板未受损失。

　　清军占领北京后，汤若望制做了望远镜、日晷，绘了地图连同修改了的历书进呈新皇帝。他并且预先推算了1644年农历八月初一的日食，给出了日食初复时刻。届时，皇帝命人验证，结果按旧有大统历与回回历分别差2刻和4刻，而汤若望预言的分秒不差。这一事实使新历得到清廷的信任，并将汤若望进献的新历(即修改后的崇祯历)命名为《时宪历》颁布执行。此历后来一直使用到民国初。汤若望本人也因此得到朝廷的信赖，顺治帝封他为钦天监正，至顺治十五年对他加一品封典。年幼的顺治帝对比他年长53岁的西洋官员十分尊重，亲切地称为“玛法”(满语为可敬的爷爷)。

　　然而好景不长，1661年，顺治帝去世，年方8岁的康熙登基。清廷的守旧派抬头，辅政大臣鳌拜怂恿杨光先诬告参劾汤若望。1664年，杨光先上书《请诛邪教疏》，罗织汤若望三大罪：潜谋造反、邪说惑众、历法荒谬。杨将各省的教众诬为潜谋造反，将汤若望写的许多书诬为妖言惑众。杨并且罗列“新法十谬”指斥新历法的种种“错误”，最厉害的是提出由于新历法使吉凶时倒置，造成严重后果：使顺治的幼子荣亲王3月而疡，使荣亲王的生母董鄂妃不久死亡，接着顺治帝也染天花而亡。

　　杨光先将汤若望上纲到“谋反”与使“皇族灭亡”，别说当时汤若望已经年过古稀，由于中风而失去语言能力，即便是巧辩之士也是难于分说了。1665年4月13日，汤若望被判极刑——凌迟处死，同案犯多人下狱。4月16日，处死汤若望的公文到了皇太后之手，适逢北京发生大地展，连续5日，合都惶惧，这时辅政大臣们以为是“天象示警”，即从狱中放出3人，其余原罪待死。这时，皇太后传谕：“汤若望向为先帝所信任，礼待极隆，尔等置之死地，毋乃太过。”汤若望才被无罪释放，而同案的5位基督徒仍被处斩。1666年8月15日汤若望病逝。杨光先在此案中得胜，被任命主持钦天监。尽管他不懂天文而心虚，数次上书推辞，最后也只好硬着头皮担任了。

　　1667年14岁的康熙亲政，发现当时历法混乱，一年中竟有两个春分，不该置闰的置了闰月。于是在1668年12月26日，组织了一场御前辩论会，一方是杨光先及其助手昊明垣，另一方是原汤若望的助手南怀仁，钦天监全体参加。南怀仁比汤若望年轻so多岁，汤若望受诬时，他来华不久，汉语还不流利，无法为汤辩诬。此时他以维护科学的满腔热情，指斥杨光先历法的错误，杨不认错。康熙问有何法可判别是非，南怀仁建议双方各以其法测日影移动，于是决定次日在观象台测日影。

　　次日，有关人员齐集观象台，测量结果，与南怀仁的计算丝毫不差，连续3天，南怀仁事先划定午时日影位置，到时验得“正午日影正合所划之界”。而杨光先则支吾其词，根本就不会推算日影的移动。这次实测的胜利为新历法重新出台扫清了道路。康熙接受了南怀仁的建议，下令取消了当年历书中的闰十二月，1669年，为汤若望平反，并任命南怀仁为钦天监正。后来康熙从他那里学习了许多西方科学。而为鲁迅先生讽刺的那位主张“宁可使中夏无好历法，不可使中夏有西洋人”(《坟·看镜有感》)的杨光先也遭到了革职处分。

　　利玛窦、汤若望、南怀仁带给中国的历法并不是西方当时最先进的，当时在西方，哥白尼的日心说已经传播，而他们带来的还是地心说。

　　不管怎样，这场斗争的胜利，为西方自然科学在中国的传播开辟了道路。在康熙皇帝在位期间，中国人还是从传教士那里学到了不少东西。

　　3、雍正的关门政策与鸦片战争之后的洋务运动

　　1721年，雍正皇帝即位，开始执行排斥洋教的政策。那时，除钦天监留用少数洋教士外，所有的洋教士一律驱赶到澳门看管。西人传教以及传播自然科学的活动一律停止。事前，雍正皇帝召见一些传教士说：“当明万历初，利玛窦来中国也，(联不论当时华人之所为，概此不是问题。)当时教士不多，不若现在若是众多，及至教堂之遍及各省也，……试思一旦如此，则我等为如何之人，岂不成尔等皇帝之百姓乎?百姓惟尔等之命是从;虽现在不必顾虑及此，然苟千万战艘，来我海岸则祸患大矣。”(《中国天主教传教史概论》，徐宗泽著)在此之后的一百多年之中，各地驱赶洋教士，有时造成流血事件。在学术上，没有人敢于向西方学习，也没有再翻译西方的科学著作。知识分子对于文字狱的恐惧，使他们钻故纸堆，兴起清朝中叶的考据之学。这就是史称的“乾嘉学派”(指乾隆和嘉庆年间以考据、注释古文经典为主的一批学者)。

　　洋务运动时期的工厂

　　一直到1840年鸦片战争之后，中国的有识之士看到中国的失败和西人的船坚炮利，提出“师夷之长以制夷”的口号。之后从19世纪60年代起形成全国范围的“洋务运动”。它的主要内容是聘请洋技术专家教学生、办工厂、买枪炮、买机器。如1865年成立江南制造总局与金陵机器局，1866年成立福州船政局，1862年在北京成立同文馆专门培养翻译，1866年同文馆又设天文与算学二馆(1898年京师大学堂成立，同文馆并入)。李善兰与伟烈亚力、王韬与伟烈亚力、徐建寅与傅兰雅等合作翻译西方的力学著作，就是这一时期的事。中国人向西方学习科学技术，又进入了一个新的高潮。遗憾的是，时间已经过去了一百多年。如果说，中国的科学技术在康熙时代，与西方的差距还不大的话。现在，在闭关锁国之后一百多年，西方人正是在这一阶段取得科学上的巨大进步的，他们的力学学科也正是在这一阶段达到成熟的。中国人比起西方人落后得就不可同日而语了。

　　此后，随着教育的改革，新式学校的成立和普及，力学和自然科学教育开始进人学校教材。不过，由于封建皇权的统治，进展仍是缓慢的。洋务运动虽然号召一些人向西方学习，但学习什么，还是见仁见智，各不相同。大部分人只是看到设厂、买炮而已，对于西方的力学与科学仍然没有认识。清末一位洋务热心人胡燏棻在《上变法自强条陈疏》中说到这种情形：“各省设立造船政枪炮子药等局，不下数十处，向外洋购置机器物件，不下千百万金;而于制造本原并未领略。”由于变法的失败，这种情形在清亡之前，没有明显变化。只有到1919年“五四”运动前后，科学、民主口号提出，力学才开始在少数人中受到重视。

　　4、同文馆的力学教育与研究

　　1862年(同治元年)在恭亲王奕䜣(1833一1898)等人的提议下，经两宫皇太后批准，以培养翻译人才为主要任务的同文馆开办了。它实际上是一所向西方学习的综合性学校。在同文馆开办4年之后，随着洋务活动的开展，洋务派深感科学技术人才的缺乏，他们意识到必须在同文馆内开设算与天文馆，以培养“奇技异能之士”。围绕是否开设这两馆，在洋务派与保守派之间开展了一场长达半年的辩论。

　　保守派以同治皇帝的老师楼仁为首，向皇帝上书指斥学习天文、算学为：“以咏习诗书者而奉夷为师，其志行已可概见，无论所学必不能精，即使能精，又安望其存心正大、尽心报国乎?恐不为夷人用者鲜矣。且夷人机心最重，狡诈多端，今欲习其秘术以制彼死命，彼纵阳为指授，安知不另有诡谋?奴才所虑堕其术中者，实非过计耳。”

　　洋务派以恭亲王奕䜣为首向皇帝委婉陈词：“自道光二十年以来，因海疆多事，曾经奉有谕旨，广召奇才异能之士，迄无成效。近年臣等与各疆臣悉心讲求，仍无所获，往返函商，不得已议奏招考天文算学，请用洋人，原欲窥其长短以受知彼知此之效。并以中国自造轮船、枪炮等件，无从入手，若得读书之人旁通其书籍、文字，用心研究，译出精要之语，将来即可自相授受，并非终用洋人。”

　　这场辩论最后以洋务派得胜，于1867年6月举行公开招生考试，并录取30名学生而告终。

　　同文馆中应当提到的有两位教习：

　　丁韪良

　　丁韪良 (William Alexander Parsons Martin, 1827一1916)，美国长老会的传教士，1850年来华。1858年任美国首任驻华公使列威廉的翻译。1862年以后他在上海、北京、开封等地办学学、传教，1865年被聘为同文馆英文教习，1869年又被聘为总教习，1898年京师大学堂开办后，又出任京师大学堂的西学总教习，至1902年离任。1916年在北京逝世。

　　李善兰

　　李善兰 (1811一1882)，数学家、天文学家，曾任同文馆的天文、数学总教习。他与英国传教士伟烈亚力合作翻译出《几何原本》的后9章，并译有《代数学》、《代积微拾级)、《谈天》、《重学》、《圆锥曲线论》等多种近代西方科学论著。又着手译《奈端重学》，即牛顿的《自然哲学的数学原理》的一部分，惜未刊行。

　　同文馆教授自然科学、外文、西方政治、经济、法律等课程，总学习时间为8年。其中力学知识从当时的水平来看，是有相当的深度的。

　　今举历届学生的考试题中的一些力学题：

　　  · 今有炮位，堂径尺五，若以铁较水重八倍，试推其炮子轻重若何?


　　  · 有枪子向上直放，二十秒始落，试推其升高若干?并绘图明其理。


　　  · 物自极高下堕地，力时变而无恒，求其速度公式，何法推之?


　　  · 船有铁桅，必为空身，试言其故，并算其空身与实体者强弱比例。


　　  · 山高一里半，山上有营，平地测得其高度为三十度，用平地最远界八里之炮击之，炮轴应用若干度方向?

　　在同文馆工作的教习，除教学、译书之外还作一些研究。其中最优秀者如李善兰，他除了在数学方面有尖锥术、垛积术、素数论三项研究工作外，在力学方面著有《火器》一卷，主要讨论外弹道的简化计算问题。

　　来源：摘录自《力学史》
　　作者：武际可教授，北京大学力学系