5　科学技术

明朝一直沿用元朝的历法，到了清初时，误差已较大。为此，顺治二年（1645），颁行西方传教士汤若望制定的《时宪历》，并任命其为钦天监监正。康熙五十三年（1714），清政府重订历法，编成《历象考成》，虽比《时宪历》稍有改进，但从世界范围来看，它的理论体系属于比较落后的一类。康熙五十五年（1716），德国传教士戴进贤来到中国，并在雍正年间任钦天监监正，主持纂修《历象考成后编》。这部历法虽然介绍了开普勒发现的行星运行轨迹为椭圆的论点，传入了牛顿计算地球、太阳和月亮距离的方法，但并没有提到日心说。1760年，法国传教士蒋友仁向乾隆皇帝进献了《坤舆全图》，介绍了哥白尼的日心说、开普勒的行星运动三大定律以及太阳黑子、太阳自转等内容。但可惜的是，这些先进的理论在当时并未得到统治者的重视，影响极其微小。

1.天文学

清政府在对天文历法做了大量的改订工作之余，对天文仪器的制作也极为重视。汤若望在主持钦天监工作后，对损坏的天文仪器进行了修理。南怀仁在钦天监工作时，上奏请求改制新的天文仪器，也获得批准，先后建成了赤道经纬仪、地平经仪、地平纬仪、天体仪等，同时编成《灵台仪象志》一书，介绍了这些仪器的制作原理、安装方法和使用方法。虽然当时的天文学发展缓慢，但清政府对天文历法还是非常重视。康熙帝甚至身体力行，带头学习钻研欧洲的天文数学知识。正是由于政府的重视和皇帝的提倡，清朝民间的天文研究也很活跃，并取得了不少成就。

薛凤祚，清初少有的兼通中西天文学的学者，代表作有《历学会通》。这部书详细介绍了欧洲天体运动的计算方法。王锡阐，清初民间天文学家中出类拔萃的人物。他不但学习西学，还把中学与西学相结合，以提高中学的水平。被誉为“考证古法之误而存甚是；择取西说之长而去其短。”他的代表作有《晓庵新法》，其中叙述的复圆方位角的计算方法具有世界先进水平，当时欧洲天文学都还没有涉及此类的计算。清朝民间还出现了一位女天文学家——王贞仪。她博学善思，勤于观测，通过实验回答了关于日月食的道理。在《地圆论》中她认识到地球周围的空间并无上下、侧正之分，任何地方的人其头顶上方都是天。这对于建立正确的宇宙观是十分重要的。王贞仪不失为我国封建社会中一位杰出的女性。

晚清时期，西方的坚船利炮打开了中国的大门，也使一些士大夫认识到了中国与世界的差距，向西方学习的呼声越来越高，近代天文学在这种局势下开始在中国广泛传播。1859年，上海墨海书馆出版《谈天》，1874年又出版了增补版，这是一部全面介绍欧洲先进天文学知识的书籍，包括日心地动学说、万有引力定律、太阳黑子理论、彗星轨道理论、行星摄动理论以及银河等内容。全新的天文学知识使许多中国人耳目一新，同时晚清近代教育的改革也促进了近代天文学在中国的发展。

2.数学

中国古代的数学成就极其辉煌，然而到了明朝却衰落下来，以至于到了“古算几成绝学”的局面。明末清初之际，西方的数学研究方法开始传入中国，中国的数学开始出现复兴的迹象。

清朝前期著名的数学家有梅文鼎、明安图等人。梅文鼎，清初最有影响的数学家，有“国朝算学第一”之美誉，在天文学和数学方面都有极大的成就。他为学兼采中西，有言云：“法有可采，何论东西；理所当明，何与新旧。”一生创作了许多数学方面的著述。如《弧三角举要》对球面三角学作了详尽的阐发，并创立了球面三角形的图解法；在几何学方面，他对黄金分割线的作用作了多年的探索，找出了其在测量各种多面体体积中的用途；在《方圆幂积》中，他探讨了球体与圆柱、球台、球扇形的关系。梅文鼎的研究活动影响了许多人，梅氏家族中好几代人都对历算颇有研究，形成了以梅文鼎为中心的历算家族。

明安图，清前期著名的蒙古族数学家，著有《割圆密率捷法》，主要从事三角函数和反三角函数的幂级数展开式问题的研究。杜美德在康熙年间曾向中国学者介绍了一个圆周率解析表达式和两个三角幂级数展开式，时称“杜氏三式”。明安图认为“杜氏三式”只有公式没有证明，为此，他以近30年的研究著成《割圆密率捷法》一书。这本书在“杜氏三式”的基础上又给出了六式，并且全部给出了证明。其中他创造的无穷级数的记法正确地做出了无穷级数的多种运算以及两级数相乘等运算。无穷级数是微积分的组成部分，它的创立是中国数学开始由离散、有限、常量的传统领域向无限、变量、连续的领域过渡的开始。明安图的这种开拓性研究，促进了清朝无穷级数研究的快速发展。

除以上两位数学家外，清前期还有许多数学家，如王锡阐、方中通、李子金、杨六山、孔兴泰、张潮等人，他们基本上是从事初等数学的整理与研究，对传统数学进行发掘，对一些西方数学作了初步的探讨。董佑诚、戴煦等人继明安图之后在幂级数方面又取得了一些新的成果。

晚清时期，李善兰与华蘅芳为当时数学界举足轻重的人物，尤其是李善兰为西方近代数学在中国的传播与发展作出了重大的贡献。他把中国传统数学的某些方面研究到可以和西方高等数学相等同的水平，既翻译介绍西方高等数学及其他自然科学书籍，同时又在学校教书育人，培养数学人才。李善兰的数学成绩主要集中在尖锥术、垛积术和素数论三方面。这三个方面的代表作分别是《方圆阐幽》《垛积比类》和《考素根法》。他对尖锥术的研究表明即使没有后来的西方微积分的传入，中国的数学家也完全有能力以自己的方式来创立微积分。在《垛积比类》中，他创立的“李善兰恒等式”在中外享有盛名。而《考素根法》则是中国第一部系统性的素数理论著作。19世纪50年代，李善兰还和伟烈亚力合译了《几何原本》后9卷、《代数学》13卷和《代微积拾级》18卷这三部书，对西方近代数学在中国的传播起到了深远的影响。

华蘅芳，晚清著名数学家。他的数学成就主要表现在开方术、级较术和数根术三个方面，在翻译西方数学书籍方面，他所翻译的书籍数量及知识的涵盖度都在李善兰之上，且文笔通俗流畅，译作易懂，更加有利于发挥书的科学价值。随着晚清教育制度的改革，数学也作为一门学科进入学校，数学教育也日趋正规化，同时清政府也派遣留学生出国深造，使西方数学在中国得到了空前的传播，人才不断涌现。

3.医学

清朝传统医学在继续发展的同时，随着西学东渐的深入，出现了中医与西医并存以及中西医融合的现象。清朝前期出现了许多草本著作。康熙年间的《本草备要》是我国本草发展史上最富有普及作用的药物学著作。这本书由汪昂结合《本草纲目》与《神农本草经疏》改编而成，具有“言畅义晰、字少义多”的特点，主要目的在于向一般群众普及本草知识。在200年间先后刊刻64次之多，足见此书的受欢迎程度。

赵学敏在乾隆年间编著的《本草纲目拾遗》是一部影响较大的药物学著作，在体例上效仿《本草纲目》。全书共收录药物921种，在搜集药物时，作者以严谨的态度进行查验，同时又对《本草纲目》中的错误进行纠正。《本草纲目拾遗》总结了16世纪至18世纪近200年间我国药物学发展的新成就，是继《本草纲目》之后又一部具有重要价值的药物学专著，具有较高的学术价值。吴其濬于嘉庆年间著成的《植物名实图考》也是一部著名的本草著作。本书收录植物1714种，其中绝大部分都是药学植物，该书对植物的品种、形态、颜色、性味、用途、产地等，都有非常详细的记述，并对植物附有图画，描绘相当精准。

明、清两代由于瘟疫横行，瘟病学的发展迅速。到了清朝中叶，瘟病学已成为独立学说。史称“瘟病四大家”的叶桂、薛雪、吴塘、王士雄对此所作贡献较大。

叶桂，被普遍认为是瘟病学派的创始人，著有《瘟热论》一书。在此书中，他阐明了瘟病的发生、发展的规律，并提出了瘟病卫、气、营、血四个阶段的辩证论证的纲领。即“在卫可以发汗，在气可以清气，入营则须透热，入血则应凉血散血”，为瘟病学说理论体系的创立奠定了基础。薛雪的《瘟热条辨》和吴塘的《瘟病条辨》创立了瘟病三焦辩证，丰富了叶桂的学说。王士雄的《瘟热经纬》则是一部瘟病学的总结性著作。瘟病学的创立标志着它从伤寒学中分化出来，形成新的治疗热性诊治体系。

在临床医学上，清朝医家也取得了不少新的成就。在外科与骨伤科方面，清初的祁坤著有《外科大成》，提出“外科诸症，其本必根与内，故治外难于治内”。王维德，清朝著名的外科学家，著《外科论证全生集》，他反对外科手术，主张外科痛疽用内治疗法，促进了外科内治法的发展。但他对外科手术的否定，则阻碍了中医外科手术疗法的发展。在骨科方面，清朝前期出现了四部比较有代表性的著作：《医宗金鉴·正骨心法》《伤科补要》《伤科汇纂》和《伤科方书》，他们的出现标志着清朝前期骨伤科的发展进步。儿科方面，清朝中叶，人痘接种法已相当普及，在嘉庆年间，牛痘接种法传入中国，使种痘更加安全。

在解剖学上，王清任对推动中国古代解剖学的发展贡献十分突出。他经过数十年的研究，著成《医林改错》一书，纠正了许多前人的错误。如他否定传统医书中认为心脏为思维器官的观点，提出大脑的支配地位；在心血管系统的认识上，他认为主动脉与主静脉的长度相等，并对它们在人体内部的分布也有较为正确的认识。这些学说都有力地推动了中国医学的发展。

清初，西方医学的传入与发展非常缓慢，但到鸦片战争后，西方医学开始在中国迅速传播开来。鸦片战争后，西方国家不但在中国建立了众多的医院，还兴办学校，翻译编纂西医书籍，一些医院还招收中国学徒，这些都促进了西洋医学的传播。另一方面，中国也开始主动地引进西医学。1888年，清政府设立天津总医院，并于次年正式成立。在戊戌变法与晚清新政时期，医院、医学堂的设立也逐渐增多，且清政府还鼓励出国留学。同时，国人也创办了一些医学刊物和研究组织。这些举措都有力地推动了西医学在中国的传播与发展。随着西医学在中国的传播，中国逐渐出现了中医与西医融通的局面。在主张中西医汇通上，有唐宗海、朱沛文、张寿颐等人。他们认为中西医各有所长，不可偏废，应共同发展。然而因受到时代的局限，他们这种中西医融合的思想影响不大。

4.物理与化学

晚清时期，西方近代物理学与化学开始较为系统地传入我国。1859年，上海墨海书馆出版的李善兰与英国人艾·约瑟合译的《重学》是中国近代科学史上第一部包括运动学、动力学与流动力学在内的力学译作，第一次介绍了牛顿运动三大规律和以动量概念讨论物体碰撞及其功能原理等内容。1859年，江南制造局出版的李善兰与伟烈亚力合译的《谈天》一书，则传进了牛顿的万有引力定律，并系统地介绍了西方的声学和电学知识。与此同时，中国政府也开设物理课程，并派遣留学生。虽然近代物理学在中国起步发展缓慢，但仍出现了颇有成就的物理学家。邹伯奇对几何光学和照相术颇有研究，所著《格术补》一书为晚清几何光学的重要著作。

在化学方面，19世纪40年代，近代化学从西方传入后，中国才开始进入近代化学的阶段，但发展缓慢。1855年刊行的《博物新编》，首次向中国介绍了西方近代化学知识，有力地推动了科学技术知识在中国的传播。中国的化学家徐寿对晚清时期近代化学在中国的传播贡献很大。1871年出版的徐寿与傅雅兰合译的《化学鉴原续编》和《化学鉴原补编》介绍了有机化学与无机化学知识。此外，徐寿还和傅雅兰合译了《化学考质》《化学求数》《物体遇热改易记》等。这些译作使西方近代化学比较系统地传入我国，推动了中国近代化学的发展。除徐寿外，杜亚泉、徐建寅、丁守存等也都是这一时期中国杰出的化学家，都为推动中国化学的发展作出了巨大的贡献。