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中图分类号：N09 文献标识码：A 文章编号：1000-0062(2002)05-0064-06
19世纪中叶，是中国社会正在发生深刻转变的时期。鸦片战争的炮火，轰开了清王朝闭关锁国的大门，伴随着西方资本主义的侵略和掠夺，也使中国人开始接触到西方的物质文明、西方的文化和生活方式。封建统治的腐朽，民族危机和社会危机的深重，震撼了人们的心灵，引发人们特别是一些有识之士开始寻求中国的出路，人们的思想观念、包括科学技术观开始发生变化。在内忧外患双重压迫下催生的“洋务运动”的“自强”、“求富”之梦虽然破灭，但它引进西方科学技术，兴办采用机器生产的新式工业，创立新式学堂等举措，却在客观上拉开了中国工业和科学技术近代化的序幕，推动了中国社会向近代化转轨的进程。也使更多的中国人在更多的接触西方近代科学技术的过程中转变了思想观念。中国的近代科技思想就是在中国的社会，中国的工业和科学技术开始向近代化转轨的时期萌生的。它是中国在那个特殊的历史条件下的社会思潮发展的产物，也是那一时期中西文化碰撞和交融的产物。它主要表现在科学功能观、科学开放观、科学实验观和科学价值观等方面。
跻治平、通艺术的科学功能观
如何看待科学技术？如何认识和评价科学技术的地位和社会功能？这是科学技术观中的根本问题。“中国向遵古训，不尚奇巧”[1]，“素不究心于技末”[2]。但是，在近代中国风气渐开的趋势中，这种视科学技术为“奇巧”、“技末”的传统观念开始出现了重大的变化。
在一些较早接触西方的知识分子中，开始认识到工商发达是西方国家富强的基础，而科学技术则是发展工商的重要因素。薛福成说：“夫西人之商政、兵法、造船、制器及农、渔、牧、矿诸务，实无不精；而皆导其源于汽学、光学、电学、化学，以得御水、御火、御电之法。”又说：“中国欲振兴商务，必先讲求工艺。讲求之法不外两端：以格致为基、以机器为辅而已。格致如化学、光学、重学、声学、电学、植物学、测算学，所包者广。得其精，则象纬、舆图、律历，皆能深造有得；得其粗，亦不难以一艺名家。……机器能以一日之力，成十日之功；一人之力，代百人之功。如是，则货价必廉，价廉而销售始畅矣。”[3]作为一位有出使西方多国经历的洋务知识分子，他已经清楚地认识到科学技术在发展经济中的巨大威力。虽然在当时的社会环境下，科学技术还只是一种“器”、“技”的地位，但在许多知识分子的心目中，它已有了根本的变化。郑观应说：“古曰：‘通天地人之谓儒’。又曰：‘一物不知，儒者所耻’。今彼之所谓天学者，以天文为纲，而一切算法、历法、电学、光学诸艺，皆由天学以推至其极者也。所谓地学者，以地舆为纲，而一切测量、经纬、种植、舟车、兵阵诸艺，皆由地学以推至其极者也。所谓人学者，以方言文字为纲，而一切政权、刑法、食货、制造、商贾、工技诸艺，皆由人学推至其极者也。皆有益于国计民生，非奇技淫巧之谓也。”[4]这里，科学技术已不再是“奇技淫巧”，而是“有益于国计民生”可资以富国强兵的实用学问了。
这种强国富民的科学功能观，在杰出科学家徐寿那里有了明确的表述。同治十三年（1874年）秋，他在为创办上海格致书院上书北洋大臣李鸿章的禀稿中鲜明地提出：“窃维格致之学大之可跻治平、小之可通艺术，是诚尽人所宜讲求，今日所当急务也。”[5]在另外的地方，他又说：“格致为治平之本”[6]“致知格物之学，乃修齐治平的初级工夫。”[7]徐寿这里所说的格致之学，已不仅仅是本来意义的格物致知，而是包含有科学技术的内容。这从他在《〈格致汇编〉序》中的一段话就可以看得很清楚。他在这篇文章中说：“所谓格致之有益于人，而可施诸实用者，如天文、地理、算数、几何、力艺、制器、化学、地学、金矿、武备等，此大宗也，其余尚有多端，笔难尽述。”[8]可见，对徐寿来说，格致之学就是在当时对各门科学技术的一种概括称谓。徐寿认为格致之学可以跻治平、通艺术，把科学技术与“修齐治平”联系起来，提高到了治国平天下的学问的高度，这是一个多么巨大而深刻的观念上的变化，令人耳目为之一新。
徐寿用洋务派引进西方科学技术，训练新军，创办机器工业的实例，论证了格致之学治国平天下的实效。他指出：“军兴以来，参用西国枪炮操练之法，所向克捷，海内肃清，是非徒托空言，洵属有裨实用。上年宪台目击其利，讲求机器制造，创设各局，华人已渐窥奥窍，成效昭然。”[9]这里，不是讨论洋务派利用洋枪洋炮镇压人民起义的功过是非，也无庸责难徐寿对它的肯定和赞扬，我们重视的是徐寿对科学技术的的社会功能的认识，何况他不过是想用李鸿章熟知的事例，以取得他对创办科技学校——上海格致书院的支持。
中外连属、借法自强的对外开放观
严峻的民族危机、社会危机打破了“天朝大国”的梦幻，促使许多中国人清醒过来，面对现实，睁眼看世界。如果说在有些人那里还是一种被迫开放的心态，那么在一些先进知识分子中，已经明确地意识到，在科技进步、贸易发达的今天，对外开放、中外连属已成为形势发展的不可遏制的趋势。曾在英国传教士麦都思(W.H.Medhurst,1796-1857)开办的上海墨海书馆担任过译员的王韬指出：“今日者，我即欲驱（外国）而远之，画疆自守，亦势有所不能；盖今之天下，乃地球合一之天下也。”[10]薛福成说：“降至今日，泰西诸国以其器数之学勃兴海外，履垓埏若户庭，御风霆若指臂，环大地九万里，罔不通使互市，虽以尧舜当之，终不能闭关独治；而今之去秦汉也亦二千年，于是华夷隔绝之天下，一变为中外联属之天下。……彼其所以变者，非好变也，时势为之也。”[11]他们强调了对外开放的必要性，自我封闭的危害性。王韬说：“故善为治者，不患西人之日横，而特患中国之自域。”[12]
一些学者已经认识到科学技术的普遍性、无国界性，科学技术知识是人类共有的财富，并不是哪个国家可所得而私的；各国人民历来都是相互学习、相互利用的；时至今日，中国应该承认落后，应该向西方学习，不应讳疾忌医。薛福成认为，科学技术乃“假造化之灵，利民生之用，中外所同也。”[13]“斯殆造化之灵机，无久而不泄之理，特假西人之专门名家以阐之，乃天地间公共之道，非西人所得而私也。……昔者宇宙尚无制作，中国圣人仰观俯察，而西人渐效之；今者西人因中国圣人之制作而踵事增华，中国又何尝不可因之？若怵他人我先，而不欲自形其短，是讳疾忌医也。”[14]
他们积极倡导学习西方的先进科学技术，并身体力行，努力考察、学习和掌握西方科技知识，把以科技图强兴国作为自己的志愿和致力方向。郭嵩焘说：“计数地球四大洲，讲求实在学问，无有能及泰西各国者”；“其强兵富国之术，尚学兴艺之方，与其所以通民情而立国本者，实多可以取法。”[15]第一批留美学生容闳抱定宗旨，决心“以西方之学术，灌输于中国，使中国日趋于富强文明之境。”[16]王韬充分肯定魏源“师夷长技”的主张，期望有朝一日“西方之学术技艺大兴于中土”。杰出数学家李善兰对有机会出国考察的人士极为羡慕，说：“举天下之人，其足迹有不出一郡者矣，有不出一邑者矣，甚至有终身不出里巷者矣。……即曰不畏风涛，视险若夷，而中外限隔，例禁綦严，苟无使命，虽怀壮志，徒劳梦想耳！”[17]他受聘于墨海书馆，和来华的西方人士伟烈亚力(A.Wylie,1815-1887)等交往、合作，翻译了《几何原本》后9卷和《重学》、《谈天》、《代微积拾级》等一批西方科技著作，他还任京师同文馆天文算学总教习，为引进和传播西方科学技术、培养科技人才做出了巨大贡献，受到了广泛的赞扬。同文馆总教习、美国人丁韪良说：“是皆壬叔（李善兰号——笔者注）先生教授之力也。呜呼！合中西之各术，绍古圣之心传，使算学复兴于世者，非壬叔吾谁与归？”[18]徐寿从青年时代就注意学习和吸收西方的科学技术知识，他购买和钻研西方科技著作和科学仪器，同具有西学素养的中西学者交流，使他成为近代中国学贯中西的最杰出的科学家之一，在化学、造船、兵工、翻译、教育等众多领域都创造了优异的业绩，“于举世不为之日，冥心孤往，潜精绝学，独开风气之先”[19]，成为中国科学技术近代化的开路先锋。当时人称颂他“卓哉徐君，实事求是，附膺西学，深会其旨”；“创兴化学，格致修明，……富强华夏，先生先声”。[20]
他们虽然肯定西方近代科学技术的先进性，认为应该进行学习、吸收，但他们并没有丧失民族自尊心和自信心。他们相信，中国人的聪明才智并不亚于西人，一旦学习和掌握了西方先进的科学技术，定能赶上和超过西方，后来居上。冯桂芬说：“中国多秀民，必有出于夷而胜于夷者。”“中华之聪明智巧必在诸夷之上，往时特不用之耳。”认为中国对西方将是“始则师而法之，继则比而齐之，终则驾而上之。”[21]薛福成说：“彼西人偶得风气之先耳！安得以天地将泄之秘，而谓西人独擅之乎？又安知百数十年后，中国不更驾其上乎？”[22]
实事实证的科学实验观
梁启超曾指出，中国从1623年到1923年的300年，“这个时代的学术主潮是：厌倦主观的冥想而倾向于客观的考察。无论何方面之学术，都有这样的趋势。”[23]他说：“客观的考察有两条路：一自然界现象方面；二社会文献方面。以康熙间学界形势论，本来有趋重自然科学的可能性，且当时实在也有这种机兆，然而到底不成功者，其一，……因为种种事故把科学媒介人（指外国传教士——笔者注）失掉了；其二，则因为中国学者根本习气，看轻了‘艺成而下’的学问，所以结果逼着专走文献这条路。”[24]这就是清季考据学盛行的一个原因。
然而19世纪以来，这种情况逐渐发生了变化。一方面，社会危机的步步加深促使一些富有社会责任感的知识分子从文献考据中醒悟过来，基于对现实的忧患意识，转而讲求“经世致用”，研求“实学”，以实现治国平天下的抱负。而在西学东渐中，西方的科学技术知识被看成可用来富国强兵的实用知识，就成为中国先进知识分子较早较快较多地学习和吸收的西学内容。另一方面，正是由于西方科学技术的传入，近代科学的实证原则和观察、实验等科学方法也传到了中国，逐渐影响和造就了一批新型知识分子，形成了重视实验、坚持实事实证的科学技术思想和科学学风。徐寿、徐建寅、徐华封父子和华蘅芳等就是这批新型知识分子中的佼佼者。
徐寿是一位出于考据学派而又走出了考据学派的学者。他走出了考据学，是他已经冲出了文献考据的狭窄天地，面向自然，探索客观事物的奥秘；而正由于他出自考据学，所以他在治学上始终采取严谨求实的态度。徐寿的座右铭是“毋谈无稽之言，毋谈不经之语，毋谈星命风水，毋谈巫觋谶纬。”[25]他从不相信那些得不到实践验证的荒唐无稽的邪说。他有很强的动手能力，他总是力求通过科学实验，检验所学知识，并穷源竟委，探索和揭示事物的内在本质和规律。“实事实证”[26]概括和反映了他的这种科技思想和学风。
徐寿认为：“格致之理必藉制器以显”[27]。这里的“器”，既包括了科学使用仪器，也包括了按照科学原理设计制造的各种器物和设备。徐寿是一位非常重视购置、制造和使用仪器设备的科学家。他从年轻时起，就以收集和自制科学仪器远近闻名。他后来的一位亲密合作者、英国人傅兰雅(John Fryer,1839-1928)曾记述说：徐寿“遂在家中自制格致器，以试其书中理法，且能触类引申，旁通其所未见者。一有所得，即笔之于书，……而徐君手下所存记录、器具等尤多，是故徐君名誉邦家有光。”[28]华蘅芳曾向王韬介绍说：“锡山徐雪村（徐寿号——笔者注）巧慧绝伦，所制新奇之物，可与泰西人相埒。”[29]这里说的徐制新奇之物，见诸记载的就有自鸣钟表、指南针、象限仪等。后来他在上海工作，仍不惜重金购买科学仪器，并曾用它支持上海格致书院的建立和发展。格致书院的发起人、英国驻上海领事麦华陀(W.H.Medhurst,1823-1885)在格致书院开幕时的讲话中曾说：“徐先生是中国少有的在家中收藏科学仪器设备的人物之一，他长期以来一直在收集。我相信，徐先生为此共花了五千多银元。他并且答应把他的很大一部分收藏品借给书院用，我们对此真是感激不尽。”[30]
徐寿就是通过各种科学仪器验证书中理法，更好地理解和掌握了西方科学技术知识。为了验证日光可分解为七彩，他用水晶印章磨制成三棱镜，不仅验证了光的色散原理，而且检验了他对光的折射的认识。为了证实枪弹飞行的轨迹是抛物线，他设置了不同距离的多个靶位，实弹射击来进行测试，从而获得了可靠的结论。
不仅如此，严格的科学实验还成为他“触类引申，旁通其所未见者”，进一步探索自然奥秘、获取新知识的手段。徐寿曾经用自己的乐管实验，推翻了一条被长期沿袭的声学定律。英国著名物理学家丁铎尔(John Tyndall,1820-1893)在他的名著《声学》一书中说：有底管、无底管发出声音的吹奏震动数，在一定时间内，皆与管的长度成正比；由于在一定时间内，任何八度音阶必是吹奏震动数的两倍，因此开口管必须准确地截去一半，才能发出高八度的音。丁铎尔的结论是同瑞士著名物理学家丹尼尔·伯努利(Daniel Bernoulli)在1760年提出的空气振动模式，即伯努利定律是一致的。徐寿用9英寸长的开口铜管进行实验，发现将管长截去一半，并不能得到与原管相差八度的音，但如果再截掉半英寸，就能得到准确的高八度音。他用实验定量地得出：两支可发出相差八度音的开口管的长度比，不是2:1而是9:4。他请傅兰雅代笔，用英文写信给丁铎尔，通报了他的实验结果，并把这封信的副本寄给了著名科学杂志《NATURE（自然）》。《自然》杂志编辑部非常重视这封来信，1881年3月10日，以《声学在中国》为题在该刊全文发表了这封信，并加编者按语指出：“我们可以看到，以真正的现代科学矫正了一项古老的定律，已经非常出奇地在中国发生了，何况这是用最原始的器具来加以实现的。”[31]
以徐寿为代表的这些科学家们就是如此。他们既重视理论，又重视实验；既能进行理论分析和探讨，又能动手进行实验操作。在他们的身上已经鲜明地体现出了一种近代型的实验科学家的崭新风貌。他们高超的实验和动手技能，严谨求实的科学作风，受到各方面的高度赞誉，也使来华的西人为之折服。徐建寅在主持创办山东机器局时，他“胸有成算，亲操规削，一人足抵洋匠数名”[32]，使山东机器局成为我国第一个完全由中国自己的技术人员规划、设计、建造和进行设备安装调试，成功投入运行的近代化企业。山东巡抚丁宝桢称赞他“心思缜密，精力兼人；而其综核名实，条理精详，尤为不可多得。”[33]华蘅芳在天津武备学堂任教时，“德国教习购得法越交战时所用行军了望已敝轻气球一具，欲令学生演习试放，而教习居奇，久之而功不就。该故绅（指华蘅芳——笔者注）乃督工别制径五尺小球，用强（镪）水以发轻（氢）气以实其中，演放飞升，观者赞叹，教习内惭，工遂速竣。”[34]时人评论他的治学风格说：“论物理、尚实验，似英之培根；讲算术、发明新理新例，似英之奈端（即牛顿——笔者注）；至著书惟恐人不解，则又似宣城之梅文鼎。”[35]
利在国计民生的科学价值观
中国近代的科学先驱们，他们大都经历过习举业、攻贴括的道路，也都深感其“无裨实用”而转向了“经世致用”的“实学”。他们致力于科学技术的目的和指导思想，就是要为国图强，为民造福；而在他们看来，科学技术的价值，说到底也就在于它“有裨实用”。因此，把科学理论的探索和科学技术的实践应用结合起来，把开心益智与民生实用结合起来，利在国计民生，就成为他们信守不渝的科学价值观和行动准则。
在徐寿翻译的《化学考质》一书中，有这样一段话：“化学各事，初视似无意趣。然久习之，实属开心益智，且与民生实用有大益，故比诸别学尤宜玩索。”[36]这段话概括了化学在理论上和实践上的重要意义，也反映了徐寿等人的科学价值观。
基于这样的价值观，徐寿、华蘅芳、徐建寅等孜孜不倦，奉献了他们的一生。他们制成了船用蒸汽机和“黄鹄”号火轮，“为中国自制轮船之始”；他们译书百卷，“为中国讲求西欧艺术之滥觞”；他们创办了上海格致书院，“为今日开办学校先声”[37]；他们参与创建了江南制造局，“于造枪炮弹药等事多所发明，自制强水棉花药（硝化棉）、汞爆药（雷汞），并为化学工业之先导，而塞银钱出海之漏卮，其有功于国计民生甚大。”[38]
在清朝国家史馆写的《国史儒林徐寿列传》中有一段记载，生动地描述了徐寿利用科学知识，抵制洋人掠夺，为民造福的又一业绩：“光绪初，洋人于无锡南乡购鲜茧，违公法，夺民利，有司不能禁。寿患之，亟求考烘茧及机器缫丝法，倡设烘灶以分其势，收回利益不少。旧时蚕家以不能多缫丝为憾，自烘茧法行，养蚕者骤增数倍。锡金二邑，岁售茧至数百万元，寿之力也。”[39]
为了利国利民，他们不惜奉献出自己的一切。华蘅芳在上海译书时，“挟书卷，袖纸笔，徒步往来，寒暑无间，风雨不辍，汗不得解衣，咳不得涕吐，病困疲乏，隐忍而不肯休息。”[40]在江南制造局龙华火药厂工作期间，他“朝夕巡视各厂。一日将到研药厂查工，路遇洋匠，立而小语，轰然一声，烈焰上腾，相距仅数武耳，以隔墙坚厚，幸免于难。然卒不因是恐怖而巡视少懈。”[41]徐建寅没有华蘅芳这样幸运。光绪二十六年（1900年）秋天，由于外洋火药进口受阻，湖北各营火药告罄。湖广总督张之洞急调徐建寅督办保安火药局，制造黑色火药。徐建寅深感任务紧迫，他亲自指导工匠，自造机器，加速研制。历时三月，造成洋火药，试验击力，几与英、德各国所造无异。是年冬，汉阳钢药厂又因洋匠迟迟不到而严重影响了无烟火药的生产，张之洞又调徐建寅总办钢药厂。他亲自配合药料，日以继夜地进行实验研究，终于次年二月初试制成优质无烟火药。正在准备正式投产时，光绪二十七年二月十二日（1901年3月31日），拌药房突然发生爆炸，在现场指导的徐建寅不幸遇难。[42]徐建寅是我国近代第一位为国家、为事业献出鲜血和生命的科学家。
尤其可贵的是，他们很注意不把学习和研究所得仅仅停留在书面上，而是尽量把它运用于实际，或是把它制成产品，以取得更大的效益。例如，徐寿父子就利用家藏的仪器设备，为科普杂志《格致汇编》的读者化验矿石、解决疑难。仅仅化验矿石一项，在《格致汇编》报道过的、有姓名可考的就有好几起。徐寿曾经研究成功了一种新的电气镀金法，为了推广这种技术，他通过《格致汇编》的“互相问答”栏目，以答读者问的方式，对此进行了详细介绍；还购买了一些用于镀金的仪器设备，陈列在上海格致书院中，介绍和转售给有兴趣的来访者。徐寿的三子徐华封自己创办了广艺公司，运用掌握的科技知识先后生产过矿烛、肥皂、纯铅、人造冰等，以抵制洋货的倾销。他还帮助他的学生吴蕴初，研制成新型调味品——味精。1923年吴蕴初创办了天厨味精厂，开始进行生产。伴随着“天厨味精，鲜美绝伦”，“完全国货，欢迎试用”的广告宣传，味精迅速走进千家万户，市场销售日益兴旺，产量逐年上升，迫使日本的调味品“味の素”不得不退出中国市场。近代科技先辈们的这种科技转化意识和效益意识，在今天也值得我们吸收和借鉴。
限于当时的社会历史条件，近代科技先驱者们的科学技术思想，总体上还是处在萌发状态，还缺乏系统的理论表述。但是，可以看到，他们的许多思想观念是反映了时代发展的趋势的，是富有生命力的。梁启超曾经热情地赞扬当时学术界的欣欣向荣的景象，他说：“那时候的学界气象，如久经严冬，一旦解冻启蛰，万卉抽萌，群动蠕跃，煞是可爱。”[43]这些抽萌的佳卉新芽，现在对我们来说仍是应该继承和发扬的珍贵精神财富。