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第17章 科技史发展(16)

在完成这部分翻译工作之后,徐光启的同僚李之藻与利玛窦合作,翻译了介绍西方笔算方法的《同文算指》。另外,他们还编译了其他一些欧洲人的数学和天文学著作,并极力在朝中士大夫中间宣扬西学之长。徐、李二人成了中国知识分子中间第一批把目光投向遥远欧洲的科学世界的人,因而,他们的事业也构成了中西科学发展的一个历史交叉点。徐、李二位大官的提倡推动了一部分士大夫的仿效。经瑞士人邓玉函(伽利略的同学)口述,王徵笔译了《远西奇器图说》;经汤若望口述,焦勖笔译了《火攻揭要》。清初,南怀仁(1623~1688,1659年来华)编译了《神武图说》。自此,传入中国的欧洲新知识已有:欧氏几何,算术笔算法,对数(由1646年来华的波兰人穆尼阁(1611~1656)在南京传给从他学习的薛风祚,薛编成《比例对数表》),三角学,地球的形状和世界地理,望远镜知识,重心、比重和杠杆原理,滑车和轮轴、斜面原理,火炮铸造、运用、安置及子弹和地雷制造技术等。处于末路穷途的明朝万历、崇祯两朝的皇帝和官僚们对待基督教和西方的科学技术倒不存在太多的偏见。利玛窦在当时的士人中很受尊重,有人赠言赞他为“西极有道者,文玄谈更雄,非佛亦非老,飘然自儒风”(《西字奇迹》),他后来通晓中国历史,能写一手漂亮毛笔字。汤若望和南怀仁被任命为明朝铸造铳炮的设计者,崇祯皇帝在明朝灭亡前甚至任命汤若望负责采矿工作。一大批传教士纷纷在明末涌入中国,这些都是与伽利略同时代的人。当时欧洲的科学技术发展正在加速,进行着从哥白尼到伽利略、从开普勒到牛顿的革命,中国人已有幸紧步其后。当时欧洲殖民帝国还没有力量以军事手段侵略和侮辱中华帝国,或许这个古老国家可以在自尊自立的情况下步入近代。但是正在这个时刻,中国的社会已病入膏肓,并且临近发作了。明末一场可以预测但不可避免的历史大变乱改变了皇帝以及所有外国传教士和中国士大夫们的命运。

总的看来,明代中国社会的经济、科技和文化旧母体中曾慢慢长出一些新的文明枝叶,明代前期曾试图从传统的大陆政治基地上走向海洋,后期开始接收距离遥远的西方文化和科学技术。但在当时世界文明进步的历史坐标上,中国社会的历史包袱也日益沉重了。统治阶层在政治上的腐败和保守的传统经济模式遏制了社会生活中产生的新活力,历史中的保守趋势从整体上压倒了进取的趋势。由于发达的农业文明和潜伏于这种文明之中的周期性的土地集中、人口增长、经济危机、政治腐败和天下大乱,整个社会无法有效地吸收和利用它自身创造的科学技术成果。具有进步性质的科学、技术、文化方面的新生事物产生是艰难的,发展是不健康的,中国坐视着欧洲的进步和向全世界的殖民扩张,并在消极地等待着近代资本主义对古老东方的未来冲击。

在叙述西方科学技术于明末大批传入中国的同时,还应该通过更大的历史跨度来看一看东西方的技术文化交流。自从西汉张骞于公元前115年打通丝路以来至郑和航海的明朝前期,中国的科学技术在整体上始终处于古代世界的最前列。在这1500多年的时间内,从中国经中亚和海路传到西方和中国周围各国的技术发明曾对亚洲和欧洲文明的发展起到了极其重要的作用。根据李约瑟博士的研究结果,从汉代至明代从中国辗转传向西方的中国古代伟大发明包括缫丝、纺丝和调丝机(远古发明)、平放织机(也可能是印度的发明)、提花机(商代发明)、铸铁技术(春秋时开始采用)、弩(战国时发明)、石碾(汉代前发明)、水力石碾(汉代发明)、船尾方向舵(汉代出现)、水排(汉代发明)、龙骨水车(汉代发明)、风扇和簸扬车(汉代发明)、纸(汉代发明)、瓷器(汉代出现)、风筝(汉代出现)、独轮车(三国时发明)、马蹄铁掌和马镫(三国至晋代发明)、火药(唐代发明)、雕版和活字印刷术(隋至宋时发明)、活塞风箱(宋代发明)、高效的车马系套方式(宋代发明)、走马灯(宋代发明)、指南针(宋代发明)、游动常平悬吊器(宋代发明)、水密封船舱(宋代发明)、深钻技术、铁索吊桥、高效动力帆、弧形拱桥、竹蜻蜓(明代发明)……欧洲人在他们的生产和生活中吸收了古老东方的这些伟大发明,在他们那块多民族林立的土地上开始了新的技术创造。从元明时代开始,欧洲的科学技术发展速度加快了,中国逐步由先进的技术输出国变成了潜在的技术输入国,欧亚大陆两端的伟大东方古代文明和近代欧洲文明的天平开始偏向西方。这种趋势一直持续到1840年前后,中国在技术上逐步落后的结果突然暴露在国人面前,以致使人们改变了对整个世界的看法。

清朝科技

清朝前期的政治、经济和人口

1644年,清军入关,赶走了李自成,建立清朝。满族贵族成了中国政治舞台上的主角。

清朝刚刚建立时所面临的政治难题和365年前蒙古贵族灭南宋时所面临的政治难题是一样的:一个少数民族贵族集团如何实现对一个多数人的民族和其他众多少数民族的统治?蒙古贵族主要依靠武力和民族压迫解决了这个问题。满族贵族开始也是以武力为前提的,但满族生活于与汉人接近的东北地区,比蒙古族更加熟悉汉族文化,所以,满族贵族没有像元朝的蒙古贵族那样在中亚和西藏文化中寻找部分精神拐杖,而更多地接受了汉族的语言、政治制度及政治思想,明智地克服了民族成见,成功地扮演了中国各民族的统治者,其统治年代长达267年。

清朝初期最大的成功要数武功。从顺治到乾隆中期之间,清朝便平定了所有汉族地区,收复了台湾,将蒙古高原、新疆、青海、西藏以及西南边疆的辽阔地区置于自己的统治之下,在1689年,通过和彼得一世(1672~1725)统治下扩张中的俄国的战争,签订了中俄《尼布楚条约》,后经过雍正、乾隆两代,西南、西北和蒙古地区的局势完全安定下来了,一个疆域广阔的多民族帝国重新稳定地屹立在东亚大陆上。

清初在政治上也有一些特点。这个刚刚同部落联盟告别的新的统治者还带着明显的简朴的风格。据康熙二十九年的数字,皇宫内的用银还不及明朝晚期的1/40。这相对于明末已经腐败衰朽的官僚机器是一个进步。清朝承袭明朝的体制,再加损益,建立了一套集权式的中央机构,继承了科举制,把大量的汉族知识分子扩充到各级官吏中去,曾许满汉通婚,赦免了明末加派的赋税。康熙皇帝(1654~1722)曾先后6次南巡,祭孔庙,谒明太祖陵,召见士人,并免除了所到之处百姓的当年税粮。经过一系列的政治活动,清廷获得了汉族地主和知识分子的支持,稳定了对各族人民的统治。

清廷在经济政策方面继承了历代统治者重视农业的基本国策。对于满族人民来说,这是一个向全面农耕定居生活的一次转折。清朝初期与历代不同的一个经济政策对中国产生了重大的影响:康熙年间取消了对新增加人口的赋税,按照地亩征收赋税,这样便松开了以经济手段抑制人口增长的绳索,使人口的数量向土地能够养活的最大值逼近。到康熙的孙子乾隆皇帝(1711~1799)时代,中国的人口首次超过了3亿。在中国历史上,自从春秋战国时铁器得到应用之后,人口开始增加,到汉时最高的纪录达到5000万左右。从汉代到宋代,中国的人口数字大致上在2000万(最低点甚至少于2000万)至6000万之间振荡。宋代(包括宋、辽金、西夏等)人口的最大值曾达到9000万左右,但宋代以来的人口数字基本上在5000万至9000万左右振荡。一直到明代万历六年(1578)的统计数字也才是6690万。人口的减少主要是由战乱和灾荒造成的;人口的增加主要在盛世和平安时期,而且与农业的技术进步关系密切,比如,自明朝时期就传入中国的美洲高产作物玉米、甘薯、花生和马铃薯等也是人口增加的因素。当然也与朝廷的政策有关。清廷的政策使宋代以来的人口振荡线被彻底突破了。中国的人口数量达到了历史上空前的程度。对于人口来说,基数越大,增加的数量就越为可观。按照传统社会的标准,人口的数量是繁荣的一个重要标志。所以,清朝和历代中国皇朝相比,在这方面也是空前的。实际上,乾隆盛世人口的猛增使中国社会走到了衰落的出发点。

和任何前朝一样,清朝以农为本,由官府严格地控制了兵器和火器制造以及一些有大利的手工业和商业,并且采取了比明代更为保守的海外经济政策。从更广阔的世界的角度来看,由于欧洲在清朝时期在经济、政治、科学技术方面飞速的进步,清王朝在传统旧路上的循行使中国远远落在了世界文明进步潮头的后面。

科学技术的发展和相对落后

科学技术与政治没有直接关系,王朝可以利用它。清朝的统治者在开国后仍然在注意搜罗一些传教士和中国士人中的科学家为国家和王朝服务,而且,自发的民间研究也没有遭到禁止。所以,尽管和欧洲相比,清朝的科学技术已完全丧失了优势,但并没有停止,而是继续发展着。清朝以文字狱来镇压那些怀念明朝的知识分子,但却没有禁止过对科学和技术的研究。然而在康熙之后的清朝统治者的政策间接地损害了中国科学技术的发展(后面还要进一步讨论这一点)。

清初有名的民间天文学家王锡阐(1628~1682),号晓庵,江苏吴江人,深入地研究了中国传统的历书和当时已由徐光启等人和传教士们介绍给中国人的西方天文学,著《晓庵新法》6卷和《五星行度解》。王锡阐集中西之长,提出了精确的计算日月食的方法,并发明了计算水星、金星凌日的方法。另一位大科学家是安徽人梅文鼎(1633~1721),他从未涉足仕途,而以毕生精力从事天文和数学,著述共有80多种!他研究、评论了前人的成就,也介绍和讨论了他那个时代人们的成就,并自己制造天文仪器从事观测,在平面几何和立体几何方面都有许多创新。梅文鼎还从事天文和数学方面的教学。当然,他没有对西方的学术做全面透彻的了解和研究,认为大地球形说包含在浑天说里,亚里士多德的九重天在屈原的《楚辞》中就已提到了。大学士李光地(1642~1718)把梅的著作推荐给康熙皇帝,康熙读后甚为惊异,在1704年南巡时召他到船上共同进餐。他的孙子梅攷成被皇帝带到了宫廷,后来成了《数理精蕴》的主编之一。

清朝时期,欧洲数学已进入了微积分(变量数学)时代。这些知识部分地由传教士传入了中国。1701年来中国的法国人杜德美(1668~1720)带来了三个没有证明的无穷级数展开式,其中一个是牛顿给出的,一个是格列高利(1584~1667)给出的。乾隆时期的著名数学家明安图(?~1765)用30多年的时间研究并证明了这三个公式,并发明了另外6个公式。明安图是蒙古族人,当过钦天监监正,参加过地理测量工作。他著《割圆密率捷法》未成而逝,由他的儿子明新和学生陈际新续写成出版了。后来,董佑成(1791~1823)、项名达(1789~1850)、戴煦(1805~1860)等都对级数和解析几何做了研究,独立地取得了一些成果。这些成果同当时的欧洲数学成果相比,水平是低的,但却反映了中国传统数学在继续进步。令人遗憾的是他们当时独立研究,而没有和已经走在前面的欧洲数学界建立起联系,只是到戴煦去世前后才出现了新局面。

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