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关于我

新疆农业大学计算机与信息工程学院教师。曾多年从事计算机信息管理和信息组织工作,学术研究兴趣广泛,承担过研究生和本科生计算机科学、图书情报科学和人文社会科学等方面的多门课程教学,现主要从事计算机信息组织与检索、多媒体技术、网页设计与制作和科学思想史等方面的教学和研究,致力于校园网网络教学平台的构建和网络信息资源的开发利用。

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明朝的科技发展情况与成就  

2015-01-22 10:04:04|  分类: 科学史 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2010-11-07 23:20 阅读(39)评论(0)
    向来以为,中华科学技术的发展以致没落,比如提到著名的李约瑟难题时,“中国古代在经验技术的发展水平上远远超过西方,但为什么近代科学却首先在西方诞生,而中国反而远远落在西方后面呢”,不应全盘推给传统的封建文化道德。在西学渐进时刻,不是晚清那种屈辱的时代,科技之提倡者,往往是精通儒学的士大夫,政府的态度也不是野蛮的排斥。做一时间表,也许宋朝出现了拐点,在此拐点后,中国科技发展“斜率”有所下降,但是依然为正。撇除蒙元,到明代,应该是这样发展的。1644年以前,当牛顿,莱布尼茨等人尚未出世,伽利略,开普勒,哥白尼等人处境悲惨时候,至少在目前国人眼里视为中国黑暗落后之时代,该被李闯献贼搅翻的时代,与“康乾盛世”相比不值一提之时代,我觉得有必要探讨一下,不然我们一提就只晓得“三大案”,“萨尔浒”,“八千女鬼”,“均田免粮”等等。这个时代,是否在整个中国封建社会有种不一样的味道?当西方的封建时代与中世纪划上等号,1640年作为其近代史之开端,也是西体膨胀之时代;恰好相反的是,中国的封建时代自不必说,中国之近代史,却是屈辱之开端,而这种屈辱,在1644年就埋下祸根,甚至已经开始粉墨登场。
     明代科技与军事发展成就
    提西方文明之精髓与源泉,就不可不提古希腊,而古希腊的文明遭受了历史厄运而不长时间,就是漫长的中世纪了。文艺复兴为何是最伟大之变革,其中古希腊精神自然脱不了干系。与之对比前提,华夏文明又有其独特之魅力,至少到那个时代,没有被完全阉割,面对西学,是头破血流,还是娴熟地交汇,到现在还是迷茫。转载一些这个时代的人文科学情景,先从科学技术开始,看看中国文化在近代化边缘是不是不堪一击?
转载:
     16世纪末来华的耶稣会教士利玛窦(Matteo Ricci,1552~1610)在一封信中说:
     中国人非常博学,医学、自然科学、数学、天文学都十分精通。他们以不同于我们西方人的方法正确地计算日食、月食。
     有很多学者认为,15~16世纪的中国,是封建制走向专制时代的开始,专制的政治儒学成为统治中国的主体,一切由统治者认可的知识发展都是围绕儒学核心进行,而作为生产技术发展重要理论基础的自然科学,则被国家体制排斥在知识分子的学识之外,从政治体制和人才的俸禄机制上、甚至从治学的价值取向上,遏制了知识分子对自然科学研究的欲望。
     其实这些看法是没有多大事实根据的。在近代“五四运动”时,中国人提出了请“德先生”和“赛先生”的主张,其实最早引进的是晚明。自16世纪中叶至17世纪中叶100年间,是我国科学技术史上一个群星灿烂的高峰时期,各种科学成果异彩纷呈,出现方以智、李时珍、徐光启、徐霞客、宋应星五位科学巨人以及朱载堉、李之藻、王征等众多科学家。中国的科学学科体系已具雏形,与西方相比并不逊色。
     关于近代科学产生的基础和中国古代科学形态的特征,爱因斯坦在1953年说:“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础,那就是:希腊哲学家发明形式逻辑体系(在欧几里得几何学中),以及(在文艺复兴时期)发现通过系统的实验可能找出因果关系。在我看来,中国的贤哲没有走上这两步,那是用不着惊奇的。要是这些发现果然都作出了,那倒是令人惊奇的事。” 很明显,由于爱因斯坦的这段话对清代中国合适,对明朝却未必正确。由于对真实的历史情况的不了解,爱因斯坦误以为中国人没有接受过《几何原本》,更不知道明末徐光启曾有以发展为基础全面发展数学的设想,以及明代很多学者、科学家对科学实验的重视,从而作出对中国科学发展趋势错误的论断。

    关于中、西科技发展的长期趋势,李约瑟指出,中国自公元前300年起,科学以缓慢的步调持续进步。1500年起,大幅落后的西方科技开始突飞猛进,到了晚明,两者的差距大幅缩小,但中国仍然小幅领先。约在17世纪初,欧洲在数学、天文学和物理学的进展开始超越中国,但中国在医学、植物学和化学等领域,仍保持不同程度的领先。 
     明末四公子之一方以智所属的桐城方氏,是明末士大夫学习西方数理科学的一个典型案例。方家以作为中华传统文化的重要代表之一的程朱理学传家,亦即方氏拥有中华文化的厚重衣钵。方以智(1611~1671,明末四公子之一,崇祯十三年进士,曾受邀担任南明内阁大学士)的祖父方大镇、父亲方孔炤均学习西方天文学。方孔炤曾师从意大利籍传教士熊三拔(S.Ursis,1575~1620),其著作《崇祯历书约》是明末重要的天文著作。方以智和汤若望、毕方济等很多西方来华传教士均有深交,其《物理小识》尤为杰出。而方以智之子方中通师从波兰人穆尼阁,其数学专著《数度衍》系统地介绍了对数的理论和应用。
     在天文学方面,方以智结合中国传统的天文学和当时传教士传入的西方天文学,讨论了地心学说、九重天说、黄赤道、岁差、星宿、日月食、历法等天文学问题。对于西方天文学知识,他非常重视,经常追踪西方天文学最新进展,例如他在讨论天体运动轨道问题时,就曾根据西方用望远镜观天发现金星有周相变化的事实,提出了金星、水星绕太阳运行的正确猜测。
     ……这一切说明,有着厚重中华文化衣钵的方氏并不排斥西学,反而是当时的西学大家。再看看明末的徐光启。徐光启,字子先,号玄扈,进士,官至礼部尚书兼东阁大学士、文渊阁大学士,及太子太保,明代著名的爱国政治家、思想家和科学家。他在与来华的西方传教士(尤其是著名的利玛窦)接触后皈依天主教,取了英文名(教名)“Paul”。徐光启在明末关注农业,编著了中国传统农业之集大成书——《农政全书》,推广高产作物;引进西方火器如后来袁崇焕击伤努尔哈赤的红夷大炮,倡导和实践中国军队现代化;倡议和组织与传教士合作翻译大量西方先进书籍,著名的如《几何原本》 前六卷;倡议并组织修编接受西方天文学的《崇祯历书》,接纳当时先进的西方天文学知识理论。官至宰辅的徐光启曾为了《几何原本》而每天到利玛窦的住所翻译三、四个小时,甚至曾从天文观象台上不慎摔下……
     点、线、面、直线、曲线、平行线、角、直角、锐角、钝角、三角形、四边形、直径、相似、正弦、正切、外切……等等这些今天数学课本上耳熟能详的术语,都是徐光启400年前在和利玛窦合作翻译《几何原本》时定下的,不仅在我国沿用至今,并且影响到日本和朝鲜。然而,作出了这些贡献的徐光启却也是个传统的儒家学者。
     “世人多所论及的是他(徐光启)在自然科学上的杰出成就,殊不知他早年致力于《诗经》研究,并有作品传世。” “与大多数中国古代士大夫一样,徐光启也是传统儒学的信徒,孔孟之道的追随者、崇拜者。” “而徐光启是反对尽废朱子之学的,这表明程朱理学在其思想中占有重要地位。” 
      “(徐光启)在儒学‘格物致知’认识论的基础上开始了会通中西,以求超胜华洋的兴实之路。” “徐光启的儒学思想是他安身立命的根本,徐光启著农书、兴水利、制兵器、强边备、入宗教、习天学等等,无不发于此,且归于此。” 
     徐光启认为“一物不知,儒者之耻” ,表明明朝知识分子包括统治阶层已开始接受和研究全新的西学,当时中国的学术环境比西方当时教会统治下的要好得多。明末甚至有不少普通百姓研习科学:
     明末数学和天文学的研究,已经超出了士大夫的阶层。高彦颐(Dorothy Ko)《闺塾师》一书曾论述明末长江下游地区闺阁中的女子,多有研习天文学的。而且,明末士人是真正的研习西方科学,与晚清维新人士们大多只是对政经文史感兴趣相比,这更令人惊讶。 

    许多证据表明,中国在16世纪以前,技术水平全面领先于西方。一些权威的科学技术史文献,例如查尔斯?辛格等人编写的《技术史》和李约瑟著述的《中华科学文明史》,都强调了1500年之前,中国和欧洲之间的技术流向几乎完全是单线程地从中国流向欧洲。直至1644年明朝结束时,中国和欧洲的科学技术水平基本也是旗鼓相当的。 
     德国科学家莱布尼茨说:
     全人类最伟大的文化和最发达的文明仿佛今天汇集在我们大陆的两端,即汇集在欧洲和位于地球另一端的东方的欧洲——中国。……中国这一文明古国与欧洲难分轩轾,在日常生活及应付自然的技能方面,我们不分伯仲。我们双方各自都具备通过相互交流使对方受益的技能。在缜密思考和理性思辩方面,显然我们要略胜一筹,……在实践哲学,即在生活与人类实际方面的伦理以及治国学说方面,我们实在是相形见拙。 
     英国的科技史专家李约瑟也认为:
     “由于历史的巧合,近代科学在欧洲崛起与耶稣会传教团在中国的活动大体同时,因而近代科学几乎马上与中国传统科学相接触。”“在明代,中国的传统数学、天文学由于西学的到来而复兴。到1644年中国的数学、天文学和物理学和欧洲的已经没有显著的差异。它们完全融合,浑然一体了。” 
     李约瑟认为,明代科学家徐光启的思想方法酝酿着近代科学的倾向。他说:
     当十六世纪末,利玛窦到中国同中国学者讨论天文学时,中国天文学家的思想(这保存在他的谈话记录中),今天从各方面看来,都比利玛窦自己的托勒密—亚里士多德式的世界观更为近代化一些。
     陈美东在《明季科技复兴与实学思想》中认为,明末“中国科技已然是繁花似锦,西来的科技知识,更是锦上添花”,“群星灿烂,成果辉煌”。他总结出当时科技发展的三个特点“重实践、重考察、重验证、重实测”和“相当注重数学化或定量化的描述,又是近代实验科学萌芽的标志。是中国传统科技走向近代的希望。” 
     《晚明学人的科学思想及其历史意义》一文中说:
     从研究方法上看,徐光启、方以智等人运用了培根所强调的归纳法,从中找出自然规律;同时又运用笛卡尔所强调的演绎法,把所发现的自然规律作为公理,逐步进行推理,从中引出关于个别事物的结论来。对此,晚明学人从理论上进行了进一步说明:“革者,东西南北,岁月日时,靡非弗格;言法不言革,似法非法也。故者,二仪七政,参差往复,各有所以然之故;言理不言故,似理非理也”。这一“革”与“故”的理论被看作是带有普遍意义的思想方法论,其进步意义在于把简单的经验事实或数据提到理论体系的高度上来,在一定程度上表现了注重归纳、演绎的实验方法的精神,从而摸索到近代科学的边缘。
     ……与这种变化相应的,是晚明学人对传统科学一系列颠覆性的批判。晚明学人坚决摒弃了天人感应、阴阳五行“术数”的神秘主义。他们倡导地圆、地动学说,认为“周髀盖天之学”是“千古大愚也”,并将第谷宇宙模型作为《崇桢历书》的理论基础,从根本上否定了传统“天圆地方”之说,冲击了“中国独居天下之中,东西南北皆夷狄”的偏见。
     ……在新的实学价值取向下,科学技术被作为经世之学而接纳。晚明学人迫切希望能借助于“远西奇器”来解决明朝所面临的种种社会问题。
     ……他们将引入的西方科学看成是促进社会变革、社会进步的重要力量。徐光启于1629年上疏呈明“度数旁通十事”,意在通过科学的途径去实现“富国”、“足民”的社会理想。他还想把历局扩大为类似今日的科学院,分门别类钻研各项科学。这是晚明学人站在时代最前列提出的全面建设一个科学系统的计划和目标,值得大书特书。 

    刘耘华在《徐光启等人对西学的理解与回应》中说:
     他们本身的良好科学素养使之对西学所作的回应与处置远远超出了为用而用的层次,而是提出了通过求其所以然进而达成会通与超越的自觉诉求,所以徐光启曾设想“博求道艺之士,虚心扬榷,令彼三千年增修渐进之业,我岁月间拱受其成”(《简平仪说序》),其本人年逾70仍在繁忙阁务之余孜孜矻矻审查与润饰传教士的历法译述,正是因深知西学长于言“故”而“亟欲明其术而唯恐失之也”(阮元《畴人传卷32?徐光启》)。这种既因西学之长而心悦志满,又惟恐西学不得其传而失之交臂的心态,在这批儒士当中是共通的。李之藻《请译西洋历法等书疏》撰于利氏物故三年之后,其中流露出了亟传西学的紧迫感,因为“最称博览超悟”的利氏“其学未传,溘先朝露”,而庞迪我辈又“年龄向衰”,倘“失今不图,政恐日后人无解”,则西方“有用之书,不免置之无用”。十五年后,他又在《译寰有诠序》中追述自己于天启三年(1623年)归田之后,邀傅际泛“结庐湖上,形神并式,研论本始”,因“每举一义,辄幸得未曾有”,遂“心眼为开”、“忘年力之迈,矢佐翻绎,诚不忍当吾世失之”。至于因象数之学进而突破夷夏、内外等文化定势,又进而因“耳目之资”、“手足之资”而求其“心灵之资”,这,也是此派儒士的共通历程。 
     而通过下面对明代知识分子、统治阶层到科学的态度与支持程度的了解,可以认为:如果没有异族的野蛮入侵、破坏和奴役,中国在科学技术及生产技术方面即使被西方全面超越,但凭着明朝人的思想认识、进取,尤其是相对西方更自由的社会环境,中国不会在科技方面大幅落后于西方,更不会出现清代全面倒退,直至连前朝都不及的愚昧状态。
     中国科学院院士、中国科技史学者席泽宗曾高度评价晚明七十年中国在科技方面取得的成就:
     在短短的67年中(1578~1644年)出现了这么多的优秀科学专著,其频率之高和学科范围之广,在中国历史上是空前的”,他将这段时期与满清统治时期,做了一个对比,“顺治和康熙年间,这两位皇帝在位共79年(1644~1661,1662~1722)。拿这79年与明末的72年[万历元年至崇祯末年(1573~1644年)]相比,中国科学也是急剧走下坡,一落千丈。

    明朝人创作和翻译的科学著作
     明朝末期,正是西方科技文化理论大发展的前夜,而明朝广大士大夫阶层已经普遍研究西学,中西方在科学发展上各有千秋。中国明朝,尤其是晚明67年中出了不少有世界级水平的著作:
     李时珍《本草纲目》(1578年);
     朱载堉《律学新说》(1584年);
     潘季驯《河防一览》(1590年);
     程大位《算法统宗》(1592年);
     屠本畯《闽中海错疏》(1596年);
     徐光启《农政全书》(1633年);
     宋应星《天工开物》(1637年);
     徐霞客《徐霞客游记》(1640年);
     吴有性《瘟疫论》(1642年)。
     在短短的60多年中出现了这么多优秀科学专著,其频率之高和学科范围之广,在中国历史上是空前的。这些著作相对于近代数学、化学、物理学和哲学都还没有发展起来的西方是颇具亮点的。1643年前的西方科技发展还很不明朗,牛顿和莱布尼兹尚未出生,波义耳和帕斯卡尚处孩提阶段,伽利略被判终身监禁,笛卡尔隐居荷兰。而同时的明朝已经进入了西学东渐的高峰,学术环境开放,政府支持,士大夫阶层普遍接受、研究和翻译西学著作,共有七千多种西方图书进入中国。
     在徐光启“欲求超胜,必须会通;会通之前,必须翻译” 的思想原则和“博求道艺之士,虚心扬榷,令彼三千年增修渐进之业,我岁月间拱受其成” 的目标指导下,以及明政府的组织支持下,中国人对西方的数学工程等书籍进行有意识有目标的大规模翻译。其中现在可知翻译的书目中有(包括译者或作者):
     《测量法义》 利马窦和徐光启,1607年
     《表度说》 熊三拔,1611年
     《泰西水法》 熊三拔和徐光启,1612年
     《几何原本》 利马窦和徐光启,1613年
     《同文算指》 利马窦和李之藻,1613年
     《乾坤体义》 利马窦,1614年
     《圆容较义》利马窦和李之藻,1614年
     《天问略》 阳马诺,1615年
     《职外方纪》 艾儒略,1623年
     《远镜说》 汤若望,1626年
     《寰有诠》傅泛际和李之藻,1628年
     《名理探》 傅泛际和李之藻,1631年
     《奇器图说》 邓玉函和王徵,1634年
     《主制群征》 汤若望,1636年
     《寰宇始末》 王丰肃,1637年
     《五纬历指》 罗雅谷,1637年
     《性学粗述》 艾儒略,1637年
     《建筑十书》 古罗马建筑学家维特鲁维
     《数学札记》 荷兰数学家军事工程学家西蒙?史特芬
     《矿冶全书》 德国矿冶学家乔治?鲍尔
     《各种精巧的机械装置》 意大利工程技术专家拉梅里
     《原本》(拉丁文本) 科隆版
     《测量全义》 罗雅各
     《天体运行论》 哥白尼
     《哥白尼天文学概要》 开普勒

     《地中海航海术》 罗马版
     《比例规解》 罗雅谷
     《地球表周与其直径的关系》
     《宇宙仪》 雅克?贝松
     《皮埃尔+勒孔特发明陆,海双用几何天文测辐仪制造与用法》 
     《磁石测量法》 纪尧姆?德诺吨涅
     《神功催吐药》 萨拉?安吉鲁著
     《大西洋,地中海等海洋盐度,涨落潮海流流动因果实论》 克洛德?举雷
     当时翻译和创作的还有《泰西人身说概》(1635年)、《人身图说》(1635年)、《西国记法》(1595年)、《性学觕述》(1623年),《崇祯历书约》、《物理小识》、《数度衍》、《泰西水法序》、《坤舆格致》、《旋韵图》、《几何体论》、《几何用法》、《太西算要》、《西儒耳目资》、《远西奇器图说》、《学历小辩》、《日月星晷式》(天启年间陆仲玉著)、《浑盖通宪图说》、《经天该》……等七千余册。
     而在清代出版的著述只有:南怀仁《仪象志》、《仪象图》、《坤舆全图》、《坤舆图说》、穆尼阁与薛凤祚《天学会通》,利类思《狮子说》,梅文鼎《梅氏历算全书》,《数理精蕴》五十三卷,等等。数量相比明代可说是极少,且多是传教士所作。 
     在明代中后期翻译的书籍中,我们看看《几何原本》,以及《明理探》两部著作。
     徐光启已跟利玛窦学习西方科技多时,深感西方科技的精妙。于是向利玛窦建议:“既然已经印刷了有关信仰和道德的书籍,现在他们就应该印行一些有关欧洲科学的书籍,引导人们做进一步的研究,内容要新奇而有证明。”这个建议被利玛窦愉快的接受了。……据记载,从1606年9月到1607年5月,徐光启每天下午都到利玛窦的住所翻译三、四个小时。 
     徐光启认为“欲求超胜,必先会通”,可见在其心目中,“会通”中西是第一步手段,“超胜”西学才是目的。在徐光启的科学思想中,翻译是基础,是学习西方先进科学技术的必由之路。在当时条件下,徐光启极其重视翻译等会通工作,注重通过翻译工作培养自己的西学人才。让天文生学习西法并亲自传授,“令后之人循习晓畅,因而求进,当复更胜于今。” 对此,纪志刚评价说:
     今天,当中华民族重新屹立在世界民族之林的时候,当我们认识到“创新是民族进步的灵魂”,“创新也是国家兴旺发达的不竭动力”的时候,徐光启“会通超胜”的科学思想就更加闪射出熠熠的光辉。 
     1607年春,徐光启和利玛窦翻译出了《几何原本》前六卷。作为皈依传教士利玛窦的基督徒, 徐光启并没有选择宗教典籍,而首先选择翻译古代西方数学之经典著作《几何原本》。他说:“《几何原本》者度数之宗,所以穷方圆平直之情,尽规矩准绳之用也。……既卒业而复之,由显入微,从疑得信,不用为用,众用所基,真可谓万象之形囿,百家之学海……” 第一次向中国人说明了几何学的本质。
     徐光启在《几何原本杂议》中坚定地说:“此书有四不必:不必疑,不必揣,不必试,不必改。有四不可得:欲脱之不可得,欲驳之不可得,欲减之不可得,欲前后更置之不可得。有二至、二能:似至晦实至明,故能以其明明他物之至晦;似至繁实至简,故能以其简简他物之至繁;似至难实至易,故能以其易易他物之至难。” 他还说:“下学功夫,有理有事。此书为益,能令学理者怯其浮气,练其精心;学事者资其定法,发其巧思,故举世无一人不当学。” 
     尽管当时的历史背景和文化差异使得封建士大夫并未普遍理解《几何原本》及其巨大作用,“而习者盖寡”,但徐光启认为它是“金针度去从君用,未把鸳鸯绣于人” ,他说:“能精此书者,无一事不可精,好学此书者,无一事不可学。” 并认为:“百年之后,必人人习之,即又以为习之晚也”“窃意百年之后必人人习之” ,即徐光启认为《几何原本》是百年后人人必读之书。
     李之藻和傅泛际翻译了《明理探》。这是中国第一部较为系统地介绍西方逻辑的学术著作,书中多次申述:“名理乃人所赖以通贯众学之具,故须先熟此具”。李天经把《名理探》比作太阳,“众学赖之以归真实,此其为用固不重且大哉!”曹杰生认为,没有李之藻翻译的《名理探》,中国学者就会推迟对西方逻辑学的接触和了解。
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