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◆近代科学技术清末民初时期（第1页）

◆近代科学技术——清末民初时期

★西方科技的传入

耶稣会士来华是从16世纪下半叶，即明中叶以后开始的。他们知道，在一个文化悠久、经济力量也还不弱的东方大国，要达到通过宗教以左右中国的目的，不能不用近代的科学技术作为敲门砖。这在耶稣会士写的各种传教记述中就有很明确的自白。当时，在我国传教比较著名并掌握有一科学知识的耶稣会士有利玛窦（意大利人，1582年来华，任会长）、汤若望（德国人，1622年来华）等，他们都与在朝做官的士大天如徐光后、李之藻等人有来往，也颇得自万历至乾隆时一定些皇帝的赏识。在他们实现传教目的的过程中，传人的科技知识主要有天文、数学、地学、物理、火器等。

在天文学方面，首先是利玛窦介绍了有关日月蚀的原理，七曜与地球体积的比较、西方所测知的恒星以及天文仪器的制造等，他还著有《浑盖通宪图说》、《经天该》和《乾坤体义》等（多为李之藻笔述）。1605年，利玛窦在对我国情况有所了解之后，向罗马教会献策，请派天文学者来中国从事历法改革这件大事，以便进一步开展他们的传教工作。此后，来中国的果然有不少是懂天文的耶稣会士。

明代历法，一直使用大统历（实即元代的授时历）和回回历，因时间已久，误差大。万历三十八年十一月（1610年12月）的一次日蚀，钦天监又未测准，于是有人提出组织翻译，介绍西法。当时虽然已有改历要求，但未实现。崇祯二年五月（1629年6月），钦天监所报日蚀再一次失验，而徐光启用西法预测日蚀却相当准确。这样，徐光启才被委任主持修改历法工作。徐光启聘请龙华民（1559—1654年，意大利人，1597年来华）等耶稣会士编译天文学书籍，其工作成果体现在《崇祯历书》的完成上。《崇祯历书》完成后，由于守旧派的反对和明室的衰亡，新历法实际上并没有实行。

西方数学的传入主要有欧几里得几何学、算术笔算法、对数和三角学等。利玛窦口译、徐光启笔述的《几何原本》，是传教士来中国翻译的第一部科学著作，底本用的是利玛窦的老师、德国数学家克拉维斯的注解本，全书共15卷。利玛窦译完前6卷时，认为已达到他们用数学来笼络人心的目的，因此没有答应徐光启希望全部译完的要求。关于耶稣会士讲授科学的用意，这里又一次做了很好的回答。虽然如此，《几何原本》传人后，对我国数学界产生了一定影响。介绍西方笔算的著作《同文算指》，是由利玛窦和李之藻合作编译的，对我国算术的发展有较大影响，清代学者很重视该书内容并加以改进，笔算的应用遂即日渐普遍起来。此外，还有《圆容较义》和《测量法义》等，前者是一部比较图形关系的几何学，后者是关于陆地测量方面的著作。

至于计算工具，传人我国的主要有耐普尔的算筹和伽利略的比例规。

世界地图是利玛窦进入我国传教时传人的。他从澳门到肇庆后，就根据绘有五大洲的西文世界地图制成一幅较原图还大、用汉文注释的世界地图，该图由岭南西按察司副使王泮刊印，赠送要人。该图以后在南昌、南京和北京又重绘和修订过多次，经刻版或上石的至少有8种，形状或为一椭圆形图，或分东西两半球图。其中以1602年刊行的《坤舆万国全图》最为完善。为了迎合中国人的心理，在这幅椭圆形的世界地图中，特意把南北美洲绘在亚洲的东面，这样中国的位置就在地图中部了。利玛窦精于数理，在我国已注意各地经纬度的测量。他测得北京、南京、杭州、广州、西安等地的经纬度相当精确，因此能顺利地编制新图。他在改绘世界地图时，把西方的经纬度制图法，有关五大洲（亚细亚、欧罗巴、利未亚——即非洲、南北亚墨利加、墨瓦蜡尼加——指南极的地方）的知识，地球说和五带‘（热带、南北温带、南北寒带）的划分等传人中国。这在士大夫阶层中引起很大的震动，但完全能接受的人不多。图中译名如亚洲、欧洲、大西洋、地中海、罗马、古巴、加拿大以及地球、南北极、南北极圈和赤道等一直沿用至今。

西方光学知识的传人是从汤若望《远镜说》开始的。书中介绍了望远镜的用法、制法和原理。对于光在水中的折射现象、光经凸透镜以放大物像等都有解释。

关于西方制造火器的技术，当时有一部带有保密性的书叫做《火攻奇器图说》，此书来历已不清楚了。明末清初，由于军事上的需要，汤若望和南怀仁都奉命设计铸造过铳炮。明末铸造有1，200斤重和几百斤重的火炮，但数量都不多。崇祯十六年（1643年）完成的著作有汤若望口授、焦勖笔录的《火攻揭要》，内容包括各式火炮的铸造法、运用法、安置以及子弹和地雷的制造等。清初南怀仁编译的《神武图说》，叙述了铳炮的原理并有附图。此后，我国没有在这方面进行认真地研究和提高。

火器传人后的情况是这样，西方科技知识传入后总的特点也是这样。其中只有天文和数学发展的情况与此不同。究其原因，主要是由于明朝政权很快衰亡，封建统治者对科技作用认识有局限，社会发展缓慢，不具备科学技术大踏步前进所需要的条件。具体到各学科，当然还有自己的问题。例如地学，在当时明清战争的政治环境和闭关自守、抑制工商的政策下，地理视野很难开阔，地学的实践积累极少，地学知识离开了广泛与深入的实地考察与研究，是难以得到发展的。

耶稣会传教士来华，一方面传入了西方的科学与文化，另一方面也把中国的科学介绍到西方。传教士写回去的报告、书信、专著，以及他们带回的许多中国典籍，对西方社会和科学的发展起了一定的推动作用。我国的哲学思想对于18世纪法国和德国的资产阶级革命起过作用。在科学技术方面，例如我国的园林建筑技术，于18世纪中叶传到欧洲后，对英、法、德、荷兰等国的园林建筑都发生一定的影响。研究中国园林的专著有英国的园艺专家钱伯斯的《东方园林论》和德国人翁则尔的《中国园林论》。又如我国天文学中的宣夜说传人欧洲，促进了西方水晶球说的崩溃。

★著名数学家李善兰和近代数学知识

中国古代数学，正如本书以前各章所述，曾经取得过不少杰出成果。到了近代，西方数学由于对数、解析几何学和微积分的产生，中国数学已显得落后许多。但是在中国近代，仍然有一些数学取得了某些成果。这些成果虽然比西方先进的数学水平低得多，时间也晚得多，但这些成果却大都是他们自己独立地取得的。在这些数学家中，较著名的有：项名达（1789—1850年）、戴煦（1805—1860年）、李善兰（1811—1882）等人。

这一时期最著名的数学家是李善兰。

李善兰，字壬叔，号秋纫，浙江海宁人，从小喜爱数学，“方年十龄，读书家塾，架上有古九章，窃取阅之，以为可不学而能，从此遂好算”，“三十后，所造渐深”。1852年到上海参加西方数学：天文学等科学著作的翻译工作，8年间译书80多卷。1860年以后在徐有壬、曾国藩手下充任幕僚。1868年到北京任同文馆天文学算馆总教习，直至病故。李善兰的数学研究成果集中地体现在他自己编辑刊刻的《则古昔斋算学》之中，里面包括有他的数学著作13种。其中《方圆阐幽》、《弧矢启秘》、《对数深源》3种，是关于幂级数展开式方面的研究。李善兰创造了一种“尖锥术”，即用尖锥的面积来表示Xn'’，用求诸尖锥之和的方法来解决各种数学问题。虽然他在创造“尖锥术”的时候还没有接触微积分，但已经实际上得出了有关定积分公式。李善兰还曾把“尖锥术”用于对数函数的幂级数展开。

李善兰上述的工作说明，即使没有西方传人的微积分，中国数学也将会通过自己特殊的途径，运用独特的思想方式达到微积分，从而完成由初等数学到高等数学的转变。实际上在西方，牛顿和莱布尼兹也是通过各自不同的途径，几乎同时达到微积分的思想的。

李善兰在数论方面还证明了著名的费尔玛定理。这一结果发表在《考数根法》（数根即指素数，考数根法即判定素数的方法）之中，这是他在北京同文馆时期做出的工作。

鸦片战争之后的中国近代数学的另一个方面，也可以说主要的方面，乃是进一步介绍西方先进的数学知识来中国。

从50年代开始，李善兰与伟烈亚力合作所翻译的《几何原本》后9卷、《代数学》、《代微积拾级》等书，使明末清初传人我国前6卷的古希腊数学名著《几何原本》有了较为完整的中文译文，并且使西方近代的符号代数学以及解析几何和徽积分第一次传入我国。

李善兰还创造了不少的数学名词和术语，例如“代数”、“微分”、“积分”等等都一直被沿用到今天，而且也传到日本被沿用到现在。他还直接引用了西方的不少数学符号，例如=、÷、（）、、