近代科技的发展及第一批近代科学家的形成

2.近代科技的发展及第一批近代科学家的形成

在洋务运动时期，科学知识的传播和学习开始初具规模，并向有序性发展。

随着“中体西用”观的形成，西学主要是西方科学技术被作为有“用”之物确定下来，始以“专意用剿”，继又作为“御夷之策”，此所谓“自强之道”。于是，通机器之理，翻译“有用”之西书，在同光朝大盛。

此期间，翻译西书的人士中，除西人伟烈亚力、艾约瑟、丁韪良、韦廉臣、狄考文、傅兰雅、李提摩太、玛高温、林乐知、金楷理等之外，华人中有著名算学家李善兰、科学兼工艺家徐寿及华蘅芳、徐建寅、赵元益、李凤苞、王德钧、江衡、郑昌棪、钟天纬、贾步伟、严良勋、徐华葑、瞿昂来、周郇雨、俞世爵、汪振声、丁树棠、朱恩赐等。编译西书的机构方面，西人设立的译书机构得到发展并受支持。主要有：1847年，伟烈亚力于上海创办“墨海书馆”；1864年美人狄考文于山东登州创办“文会馆”，从事教科书的编译，以天文数理为主；1874年，傅兰雅等在上海创办“格致书院”，译印初级科学之书；1884年英人韦廉臣创办“同文书会”，后于1894年改称“广学会”，先后由李提摩太和林乐知主其政，标榜“以西国之学广中国之学，以西国之新学广中国之新学”。“广学会”书籍“初印时，人鲜顾问，往往随处分赠，既而渐有乐购者，近三年内几乎四海风行。”⁽²¹⁾此外，还有1877年创于上海的“益智书会”，编写“合乎科学原则”又适合中国习惯的初、高级两套教材。据1890年“傅兰雅报告”说，该会共出版书籍50种、74册，图表40幅，另审定合乎学校使用之书籍48种、115册。这些书全是自然科学和应用科学的书，包括天文、地理、化学、数学、光学、电学、热学、水力学、动力学、矿物学、生理学、动植物学、机械学、化学器械和器具、冶金等，“最合乎初习格致及幼童所用。”⁽²²⁾创设于上海的还有“美华书馆”、“土山湾书馆”、“科学仪器馆”、“汇文书院”等；设于广州的有“博济医院”等。这些译书机构因从事有利于国计民生的科学事业，而受到官方的支持。如“格致书院”发起后，中国官绅反应异常强烈。其时，直隶总督李鸿章、两江总督李宗义、记名提督直隶正定镇总兵吴育仁、江苏苏松太兵备道冯焌光、布政使衔前江苏苏松太兵备道沈保靖、即选道前江苏上海县令叶廷眷、总办上海机器制造局冯焌光、郑藻如、总办上海招商局唐廷枢、徐润、朱云甫、朱翼甫、盛宣怀等都纷纷慷慨捐助。南洋大臣李宗义和北洋大臣李鸿章还做了正式批文，指出“物惟其多，集成非易。且藏息必有所，搜罗务宽其区，以建设格致书院之所宜亟也。”⁽²³⁾充分反映了中国官绅为振兴“物理”，使之与人文经学并驾齐驱所作的努力。

华人译书机构这时也广泛兴起。主要是由政府开办的官方译局。最早如设于北京的“英文馆”，后有“法文馆”、“俄文馆”、“德文馆”、“天文算学馆”，合称“同文馆”，正式成立于1862年。所译之书很多属天文、算理、化学、生理等自然科学的。次年，李鸿章在上海仿设“广方言馆”，以译书为主要任务，要求尽译“西人擅长之历算之学，格物之理与制器尚象之法”，后于1870年并入江南制造局翻译馆。该翻译馆是当时中国最大的翻译机构，分设审译、格致、化学、制造四室，先后延请大批中西人士，日事撰译，象纬、舆图、格致、器艺、兵法、医术等无不搜罗毕备。至1880年，就有算学12种、天文9种、物理6种、化学5种、地质矿学5种、工艺20种、军事15种、地理8种，共发行三万余册，八万余卷。此外，还有北京海关税务司、天津水师学堂、金陵制造局、山西大学堂译书院、南洋公学译书院等。从此，大批西学书籍传入中国。

20世纪60—90年代翻译的西方科技书籍，包括理论科学、应用科学及人文科学三个方面。属于理论科学的有：数学方面有李善兰与艾约瑟合译的《圆锥曲线说》；华衡芳的《决疑数学》《合数术》《微积溯源》《代数术》《代数难题》《三角数理》；赵元任与傅兰雅的《数学理》；江蘅与傅兰雅的《算式集要》；贾步纬的《八线简表》；谢洪赉与潘审文（A.P.Parker）的《八线备旨》《代形合考》；刘光照的《八线拾级》；刘立文与狄考文的《形学备旨》《代数备言》《笔算数学》；朱葆琛与赫士（W.M.Hayes）的《新排对数表》等。物理学方面有李善兰、傅兰雅合译的《奈端物理》；王季烈和滕田丰八的《物理学》；丁韪良的《物理学算法》；伟烈亚力的《重学浅说》；傅兰雅的《重学图说》《重学器》等。天文学方面有伟烈亚力的《西国天学源流》；同文馆师生的《天文略论》；朱葆琛和赫士的《天文揭要》；钟天纬的《交食引蒙》；贾步纬的《恒量图表》；华蘅芳和金楷里的《测候丛谈》等。声光化电方面有徐建寅和傅兰雅的《声学》《电学》；朱葆琛和赫士的《光学揭要》；傅兰雅的《光学图说》《量光力器图说》《电学图说》《热学图说》；伟烈亚力的《分光求原》；周郇雨和傅兰雅的《电学纲目》；王季烈和傅兰雅的《通物电光》；江蘅和金楷理的《热学》；徐寿和傅兰雅的《物体遇热改易说》。化学方面有徐寿的《化学鉴原》《化学鉴原续编》《化学鉴原补编》《化学考质》《化学求数》；徐建寅的《化学分原》；王汝聃的《化学源流论》毕利干（Billeguin）的《化学指南》《化学阐原》等。生物学方面有合信的《博物新论》；韦廉臣的《植物形性》《动物形性》；傅兰雅的《植物学》《植物学图说》《植物利用》《虫学论略》；潘雅丽的《动物学新论》、韦门道的《百兽图说》《百鸟图说》；吴子翔和范约翰的《百兽集说图考》；祁天锡的《昆虫学举隅》等。地质学方面有华蘅芳与玛高温的《地学浅识》；文教治的《地学指南》等。通论方面的有郑昌棪和林乐知的《格致启蒙》；艾约瑟的《西学启蒙》；瞿昂来和罗享利（Henry Loch）的《格致小引》；韦廉臣的《格物探原》；慕维廉的《格致新机》；傅兰雅的《格致须知》《格物论略》《格致释器》；丁韪良的《格物入门》；魏寿朋和葛安仁的《格物举隅》等40余种。

应用科学上：工矿方面有徐寿和伟烈亚力合译的《汽机发轫》《汽机问答》；徐建寅和傅兰雅的《运规约指》《汽机必以》《汽机新制》；徐寿与傅兰雅的《机动图说》《西艺须知》《铁船针向》《泰西采煤图说》；华备至与傅兰雅合译的《兵船汽机》；傅兰雅自撰《新式汽机图说》《火车铁路论略》《泰西工艺》及与钟天纬合译的《工程致富》《考工记要》；华蘅芳和玛高温的《金石识别》；徐寿、王德钧、赵元益、钟天纬分别译述的《宝藏兴焉》《井煤要法》《井矿工程》《矿石图说》《矿石辑要编》《银矿指南》《试验铁煤法》等。冶炼方面的有《冶金录》《炼石法》《炼钢要言》《西国炼钢说》《铸钢书》《铸钱工艺》等，大都为与傅兰雅合译。医药知识方面自1851年合信最早在广州刊行生理解剖学之书，如《全体新论》《西医略论》《内科新说》《外科新说》《妇婴新说》（合称《西医五种》），其后“博济医院”的嘉约翰（John G.Kerr）撰有《内科阐微》《妇科精蕴》《眼科撮要》《炎症论略》《皮肤新论》《割症全书》《裹扎新法》《花柳指迷》《西药略释》等；尹端模和虎伯等的《医理略述》《病理撮要》《儿科撮要》《内科理法》等；上海制造局赵元益、郑昌棪、傅兰雅、舒高第等编译有《儒门医学》《内科理法》《医学总说》《眼科书》《司科全书》《临陈仿科捷要》《西药大成》《中西药名表》《泰西本草撮要》；傅兰雅自编有《化学卫生论》《孩童卫生论》《幼童卫生论》《初学卫生论》《延年益寿论》《治心免病论》《居宅卫生论》等。军事炮术弹药方面有徐寿、徐建寅和傅兰雅的《回特活德钢炮说》《操格林炮法》《西炮略说》；郑昌棪和舒高第的《炮法求新》《炮乘新法》《爆药记要》；朱恩赐和金楷理的《兵船炮法》《海战用炮新说》；李凤苞和金楷理的《攻守炮法》《炮准新法》《克虏伯炮说》《克虏伯炮表》；徐寿的《火药机器》；丁树棠、汪振声分别和傅兰雅合译的《制火药法》《开地道轰药法》，等等。⁽²⁴⁾

大规模的科技书籍传播又通过举办近代工业和学校等各种渠道向有序性发展。如格致书院由华人主持后，既从事科学知识的引介，又从事科学研究，还从事新型的科技教育，自成系统。科学研究上，书院“讲求格致实学，于算学、化学、矿学、机器之学，皆有专家，其考据书籍器具，亦皆罗列。”⁽²⁵⁾同时发行中国第一份科学技术研究的刊物《格致汇编》，目的是“欲将西国格致之学广行于中华，令中土之人不无裨益。”⁽²⁶⁾杂志引介及研究的内容极为广泛，凡西方科学技艺新知，无所不包，在中国引起强烈反响，读者竞相购阅。据《申报》载称：“西儒傅兰雅，向辑《格致汇编》二十四卷，久已风行海内。”⁽²⁷⁾科技教育上，书院“招致生徒究心实学”，实施西方科技教育，按西学教材，开辟矿务科、电学科、测绘科、工程科、汽机科、制造科，其授课方式、科目类别、课业安排以及成绩考核，皆以西学为根本依据，同时又以服务于中国时务为目的。今人王尔敏在《上海格致书院志略》一书中例述了书院“格致总说”课的考试命题，全是当时国家急切问题，与传统课士论题性质有着大差别。从光绪十二至二十年间之命题共77道中，涉及科学知识和富强治术的有47题，占2/3之多，反映了对科学知识的重视以及谋求富强的愿望。与此同时，与试者大多为知识成熟并为科甲出身士子，据统计，与试者中仅贡生、监生和举人出身的就为全部人数的72%。⁽²⁸⁾反映了科学技术的传播、知识分子态度的转变以及近代科技教育的滥觞。

综上所述，在“中体西用”观念下开始发展的近代科学技术，在中国已经按其自身的运行轨道迅速发展。它开始于“中体西用”的思想指导，却又不囿于“中体西用”之局限，显示出近代科技发展的良好趋向。

此外，一批热心探索近代格致之学的科学家开始产生。清王朝统治下，知识分子从事科学研究的条件几乎没有。清朝统治阶级无视科技落后的现实，排斥先进的科学技术，地主阶级中的顽固派一再鼓吹“天文、算学为益甚微”，“立国之道，尚礼义不尚权谋；根本之图，在人心不在技艺。”⁽²⁹⁾百般阻挠近代科技的传入。在这种情况下，要产生具有近代意识的科学家是很难的。时人杨模曾感慨地说：“今者新学昌行，或举前人撰述土苴视之，岂知蓝筚创始之艰，固远过时贤数十百倍也哉！”⁽³⁰⁾

“中体西用”理论的创立以及各种科技书籍的翻译，打破了原来的局面，科技发展有了合“理”又合法的地位，一些洋务官僚开始重视培养和提拔本国的科学家和技术人员。从此，一批属于中国自己的近代科学技术专家脱颖而出。如曾国藩“对于博学多才之士，尤加敬礼，乐与交游”。他多次精心挑选、破格重用科技人才。当他探知浙江候补知县龚振麟父子“自创铁模与洋炮无异”，便立即奏请朝廷将他们调至身边。当他得知徐寿、华蘅芳有“奇才异能”时，马上“同荐于朝”，并专派江苏巡抚薛焕“奉特旨访求，咨送军营”。容闳曾说：“凡法律、算学、天文、机器等等专门家，无不毕集，几于举全国人才之精华，汇集于此”。在曾国藩幕府中，徐寿、华蘅芳等在几乎没有任何技术资料的情况下，开始自行设计制造一艘25吨的轮船，于1865年“初行大江中，七时内可逆水行二百五十里，及回而顺水，不过四时已到。”⁽³¹⁾1868年，上海江南制造总局翻译馆成立后，一批中国学者如徐寿、徐建寅父子、华蘅芳、华世芳兄弟，以及李善兰、赵元益、蔡锡龄、郑昌棪、李凤苞等被重用聘请到翻译局，与西人共同译西书，大批西学科技书籍经他们翻译介绍，为中国近代科学事业注入了新鲜血液，同时，中国近代最早一代科学家也通过与西人共译西书中成长起来。

这种重视科技人才的状况，在洋务官僚中绝非一二。许多科学家都受到洋务官员的举荐重用得以施展才华。如泉州的丁拱辰早在鸦片战争开始时，就致力于中国火炮的改进，并发明了泥模铸炮弹的新法，撰有《演炮图说》。他于1861年被李鸿章荐举调随营襄理洋器炮箭事宜，在此期间他写出了著名的《西洋军火图编》，共六卷二万言，作图一百五十余幅，颇得李鸿章的赞赏。李鸿章甚至奏请授予他广东候补县亟，后留原省补用。次如山东日照的丁守存，苦心钻研兵器制造，在朝廷中引起重视，大学士卓秉怡向道光皇帝举荐，要丁守存负责船炮制造工作。又如中国近代著名数学家李善兰早期很长一段时间寓居浙江嘉兴，潜心钻研数学，取得幂级数、“尖锥求积术”等各方面数学研究成果，但因战乱，很多书稿散失了。1863年6月，他应曾国藩之邀，偕治算好友张斯桂、张文虎前往安庆，入湘军军营；次年又随曾国藩迁至南京，住朝天宫飞霞闽书局内，从此有了发愤著书的良好环境。1867年，正是在这里，他刻成了《则古昔斋算学》，汇集了他的大部分著作。1868年，由郭嵩焘举荐，他又被召入京，任同文馆算学总教习。在同文馆执教十多年中，他不仅发表了他在数论研究上的新成果《考数根法》（数根即素数的旧译），“证明了著名的费尔马定理（PierredeFermat，公元1640年），并且指出它的逆定理不真。”⁽³²⁾撰写了《九容图表》《测图海镜解》《造整数勾股级数法》等，并且还课徒百余人，培养了一批兼收中西数学之长处的学生。其他如左宗棠举保湖州籍天文历法学家汪日桢，委其参办军务，“并有品端学邃，识议超群之褒”；湖北巡抚胡林翼招著名数学家丁取忠入幕，并给以优待；福建巡抚兼船政大臣丁日昌厚礼船炮学、测绘学专家李凤苞，并委以船政局考工；丁宝桢上奏朝廷保奖火药专家徐建寅，称其“承办东局（山东机器局），机器一切皆系自出心裁，绘图定造，器精价廉，毫无浮冒，洵属心思缜密，精力兼人，而其综核名实，条理精详，尤为不可多得”。因而极力保举引见徐建寅，恳请旋恩录用。如此事例，不胜枚举。洋务事业急需科技人才，而广大科学家在从事自己的科学事业时，受到官方的重视，也如鱼得水。在洋务运动前，许多知识分子苦于报国无门，甚至赉志而没，到洋务事业的举办，科技人才得到重用，许多科学家所进行的科学事业，有了较为良好的政治文化氛围，才在一定程度上付诸实现。

当然，洋务官僚重用科技人才与科学家们投身洋务事业、从事科技研究的目的是不相同的。洋务活动目的为“明靖内歼，暗御外侮”（曾国藩语），又因“借助外国，自古为患”，故要设法自己讲求，“访募覃思之士，智巧之匠，始而演习，继而制造”，然后，“可以剿发逆，可以勤远略”，⁽³³⁾维护封建统治。而科学家们大部分则是从爱国出发或从科学求真目的出发的。如当时中国制造火药需大量的强水（即三大强酸，此处指硝酸），全赖进口，于是，华蘅芳、徐建寅等决心“自制强水，以塞漏卮”。又如气球早在18世纪便在法国出现，而一百年后在中国仍为罕见之物，遭到德国教习的讥笑。华蘅芳等十分气愤，于1887年“督工别制径五尺小球，用强水发轻（氢）气以实其中。”⁽³⁴⁾自制气球成功“使观者赞叹，德教习内惭”。再如徐建寅在保安火药局时，见“外洋火药不入口，谋国者心忧，而无所为计”，于是“慨然任之，指授众工，自造机器，模仿西制，越三月告成，燃放比验，与外洋来之称善者，几无以辨。”⁽³⁵⁾可见，一批科学家，工程师从发展祖国科学事业出发而孜孜以求，这是洋务官僚所不能比拟的。

许多科学家本着科学求真精神努力工作，不计个人得失，不图眼前功利，潜心钻研。如徐寿和华蘅芳两位科学家不习时文，摒弃科举，一面认真学习中国古代自然科学知识，一面探索西方近代自然科学的奥秘。在咸丰初年，为寻求西方科学知识，他们结伴到了上海，向正在墨海书馆工作的李善兰讨教。为钻研“格致之学”，他们多方搜求，朝夕研究，还购买了一些物理仪器，亲手实验。两人“自验乎营，偶有疑难，互相讨论，必求涣然冰释而后已。知三棱镜之分七色也，求之不可得，乃用水晶印章磨成三角三验之；知枪弹之行抛物线，而徐寿疑其仰攻与俯击之矛盾也，乃设立远近多靶以测之。”读书、实验成了他们研究学问的两大基本方法，也成了他们终生奉行的人生大事。徐寿家里经济紧拮，食用一向节俭，但为购实验器皿，即使花费再多，也在所不惜，“因是见者叹服，闻者心倾。”⁽³⁶⁾华蘅芳自恃精力旺盛，不知劳苦，日复一日，累得患了白痢，日泻数十次，只得请假调治，然稍有好转，即扶病而出，一心扑在他钟爱的科学事业上。又如李善兰在同文馆时，常夙兴夜寐，面壁而思，伏案以作，得了风痹症，肢体酸痛，惮于行走，以致“咫尺之遥，须人扶掖。”但他仍对教学研究孜孜不倦，尽心尽力，常由人搀扶着亲临学堂，“口讲指画，十余年如一日。”⁽³⁷⁾

科学家们不仅不惜牺牲自己，追求真理，而且还不恋功名利禄。如1874年5月，清廷赐李善兰户部主事衔，1882年6月加户部朗中，他却一直对官职漠然置之，直至1882年12月在北京逝世，一直未终止他对科学的研究与传播。徐寿一直不为贫寒而附炎，不以声誉视利禄，对那些洋务官员争相招募，常或以“恐废学业”，婉言拒绝，或遣其次子建寅、三子华封代行应差。华蘅芳潜心科学事业，著述丰富，学生四布，名声日著，前来重金聘他的“趾错千户”，但他始终以淡泊为宗，不为动情，终生布衣疏食，从未涉足宦途。汪日桢受左宗棠委用，却上书力辞，拒绝高官利禄，仍孜孜于学海中探求，钻研天文、历算之学。如此等等，不一而足。从这些科学家身上表现出的为科学事业不惜一切的献身精神，不为功名利禄的求真精神，体现了为洋务人士所远远不及的内在旨趣，也反映了近代科学的开始。

总之，洋务时期，西学科技开始受推崇。90年代初，在上海颇负文名的沈毓桂为韦廉臣作传，说这位英国传教士“凡于天文格致一切正学无不罄其精微。”⁽³⁸⁾虽不无溢美之词，但沈氏已经把格致之学看作“正学”了。格致之学是“最大学问”，是“正学”，说明了人们的观念开始了不寻常的变化。

当然，“中体西用”理论虽打破了鄙视西学的状况，开始重视并学习西学，但毕竟还只是初步的、有限的，根本上还是阻碍科学技术发展的。许多科学事业因无制度上的保证，得不到充分发展；科学研究成果在清政府的腐败统治下，不可能被广泛运用于生产，科技发展仍缺乏真正动力。