从皇朝经世文编看晚清自然科学

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【内容提要】本文以九种《皇朝经世文编》为史料依据，考察近代科学知识从西方输入时，晚清社会大众如何进行文化和知识架构的调整，以试图认识近代科学的本质，形成自己对近代科学的认知体系的过程。

【摘要题】思想·文化

【关键词】科学/格致/西学/学科

【正文】

近代科学在中国是通过移植的方式建立起来的，因而必然会产生中国固有文化与近代科学在观念上的衔接问题，即如何调整原有的知识体系。关于这一问题，以往的有关研究多以当时的著名人士尤其是所谓的“先进”人士的观念作为研究对象来考察，然而这样的研究在反映社会大众对近代科学认知的实际状况上不无缺陷。因此，本文试用体现儒家经世致用思想的《皇朝经世文编》作为考察的资料依据。《经世文编》的编纂在晚清蔚然成风，前后多达数十种，所辑文章既有出自硕儒高官的，更大量出自普通知识分子，因而成为反映社会一般认知状况的史料。本文就此选择了其中流传较广、影响较大的九种：贺长龄辑《皇朝经世文编》（1826年，简称《贺编》）；饶玉成辑《皇朝经世文编续集》（1882年，简称《饶编》）；葛士浚辑《皇朝经世文续编》（1888年，简称《葛编》）；盛康辑《皇朝经世文续编》（1897年，简称《盛编》）；陈忠倚辑《皇朝经世文三编》（1898年，简称《陈编》）；麦仲华辑《皇朝经世文新编》（1898年，简称《麦编》）；邵之棠辑《皇朝经世文统编》（1901年，简称《邵编》）；何良栋辑《皇朝经世文四编》（1902年，简称《何编》）；求是斋主人辑《皇朝经世文编五集》（1902年，简称《求是斋编》）及甘韩辑《皇朝经世文新编续集》（1902年，简称《甘编》）。由于“格致”或者“格物”是晚清用于表达科学内涵时最为常用的概念，因此本文考察先从“格致”的涵义入手。

一、“格致”的伦理取向与自然研究取向

“格致”即“格物致知”的简称，出自儒家经典《大学》：“古之欲明德于天下者，先治其国；欲治其国者，先齐其家；欲齐其家者，先修其身；欲修其身者，先正其心；欲正其心者，先诚其意；欲诚其意者，先至其知；致知在格物。物格而后知至，知至而后意诚，意诚而后心正，心正而后身修，身修而后家齐，家齐而后国治，国治而后天下平。”可见儒家“格致”所关注的是社会伦理问题，作为实现“诚正、修齐、治平”的基本手段。

早期《经世文编》中“格致”一词的使用，多反映了这种伦理取向。例如，陆世仪认为，“格致工夫，义礼居其大半”（注：陆世仪：《思辨录论学》，《贺编》，卷3，学术3，法语。），可见义礼是儒家格致的主要内容。俞长城更强调格致是实现治国平天下所不可或缺的，“夫格物致知、诚意正心、修身齐家，以至治国平天下，此自然之理而必至之势也。今而曰：物不必格也，知不必致也，意不必诚，心不必正，而身不必修也，我治天下而已耳。是犹不逾跬步，而欲至千里，吾见其不能及也。”（注：俞长城：《王霸辨》，《贺编》，卷7，治体1，原治上。）凌廷堪这样解释格致：“所谓物有本末，事有终始是也。格物格此也。礼器一篇，皆格物之学也。若泛指天下之物，有终身不能尽识者矣。必先习其器数仪节，然后知礼之原于性。所谓致知也，知其原于性，而后行于诚。”（注：凌廷堪：《复礼中篇》，《贺编》，卷54，礼政1，礼论。）这就是说格致的目的是通过对物性的理解而明白礼，并由此而达到知行合一。另外，从《经世文编》的编纂体例来看，大量关于格致的文章，多被列于“治体”、“礼政”以及“学术”或“原学”门类下，这种分类也体现了儒家格致活动的伦理取向。

事实上，儒家的格致也包含有自然研究。在早期《经世文编》中，这类文章被列于“户政”纲中的“荒政”门下。杨景仁的《备杂粮》中提到明朝周宪王的《救荒本草》及王磐的《野菜谱》，认为“二书皆精于格致”（注：杨景仁：《备杂粮》，《贺编》，卷41，户政16，荒政一。）。书中内容主要是有关植物性状及其应用。故而此处的格致亦指自然研究的活动。赵元益在《备荒说》中，将格物进一步具体化，用于考察土壤的性质，“苟能讲求树艺，则天下实无不可用之土也。要在格物者之善察其性耳。”（注：赵元益：《备荒说》，《葛编》，卷39，户政16，荒政下。）儒家格致不排斥自然研究，但这种活动不是以形成科学理论为最终目的，而是仅关注其实际功用。

在较后的《经世文编》中，有人认为，朱熹为《大学》所作的注解就使得儒家的格致须囊括自然研究的内容，“所谓致知在格物者，言欲致吾之知，在即物而穷其理也。”依据朱熹的“即物穷理”说，作者指出：“非格物则不知造化自然之理。由此则知敬天，知敬天则自能于诚正修齐之功，循序渐进，以冀不愧于屋漏。”（注：《论格致之学》，《邵编》，卷95，格物部1，格致。）但格物的终极目的仍是达成“诚正、修齐、治平”之功。这也反映在对所格之“物”的分类上。李元度提出：“论者颇疑天下之物无穷。格物者，从何起讫？”他的处理方式是将“物”的范围具体化，“一曰六德：知、仁、圣、义、中、和；二曰六行：孝、友、睦、姻、任、恤；三曰六艺：礼、乐、射、御、书、数。司徒之教，即大学之教。”（注：李元度：《格物说》，《饶编》，卷3，学术3，原学。）显然，属于自然范畴的“物”只在其中的“六艺”中占很小一部分。叶耀元则按重要程度，将儒家所格之物进行排序：“古之致力于格物者，有表里，有次序。最要者，仁义礼智四端；次君臣父子；类次与人接物；类次礼乐诗书六艺及古今人物、事变、天地高厚、鬼神幽显；类尤次者，虽一虫一鱼一草一木，亦当因其已知之理而益穷之，以求至乎其极。”（注：叶耀元：《格物穷理说》，《邵编》，卷95，格物部1，格致。）从这个角度来看，属自然范畴的“物”是放在“类次”及“类尤次”的最低层次的。

而且，在学术分类上，儒家格致的自然研究体现出某种功利性。在经史子集四部分类法中，与自然研究相关的门类多被置于子部之下，其中，“农家”以“民，国之本也，谷，民之天也”；“医家”以“本草经方，技术之事也，而生死系焉”；“天文算法”以“重民事者先授时，授时本测候，测候本积数”；“术数”以“百家方技，或有益，或无益，而其说久行，理难竟废”；“艺术”以“游艺亦学问之余事，一技入神，器或寓道”（注：《子部总》，《贺编》，卷5，学术5，文学5。）。由此可见，虽然自然研究已成为儒家行为的一部分，但自然研究与理学是一种依附关系。假如有关自然研究的知识对儒家格物的终极目标无益，那么这些知识也许就失去了意义。这种情况制约了中国传统的自然研究向近代科学的转变。

于是，当近代科学以“西学”的形态输入时，这种儒家格致的认知架构便面临着挑战。人们在将西学进行“格致”的归类时，自身的格致概念也便在不断调整。

二、中西格致之别

《四库全书总目提要》为耶稣会士艾儒略的《西学凡》所写的提要《西学》，以儒学为参照，认为西学是：“其致力亦以格物穷理为本，以明体达用为功，与儒学次序略似。特所格之物，皆器数之末；而所穷之理，又支离神怪而不可诘。是所以为异学耳。”（注：《四库全书总目提要·西学》，《贺编》，卷69，礼政16，正俗下。）这一评论反映了人们将包括近代科技的“西学”纳入儒家的格致架构中来理解，其“次序”在“器数之末”。

这种评价也为晚清知识分子所继承，体现在他们专门讨论中西格致之别的文章中。这类文章主要收在《陈编》的“格致”门类下。辟出独立的“格致”门类，说明人们已有将格致视作独立学问的倾向，然而从其讨论来看，这些议论虽已承认西学格致在实际应用上的优势，并倡导学习近代科学知识，但最初对两者之间本质差异的认识没有大的进步。如李鸿章的《格物入门序》，还主要是从训诂而不是学理的角度来看待两者的差别：“如以西学‘界’字之义诘大学‘格’字之意，则界以内皆所当穷至者也，界以外皆所当扞御者也。二家之说，无事纷拏矣。”虽然他没有将西学格致视为“异学”，但在他看来，近代科学也仅是有关“象纬器数”的学问，价值在于“开物成务，利用厚生”。另外，从他强调“西学格物之说，不背于吾儒”（注：李鸿章：《格物入门序》，《陈编》，卷10，学术10，格致上。）的观点可知，近代科学要为人所接纳，就必须首先融入儒家的思想体系。

曾就学于上海广方言馆的钟天纬，认为“中国重道而轻艺，故其格致专以义理为重；西国重艺而轻道，故其格致偏于物理为多，此中西之所由分也。”（注：钟天纬：《格致说》，《陈编》，卷11，学术11，格致下。）在这里，格致的物理与义理已经分开，但钟天纬认为中西格致的差异只是侧重点不同，因而声称“苟稍分制艺之精神专究格致，不难更驾西人而上之。”（注：钟天纬：《西学古今辨》，《陈编》，卷11，学术11，格致下。）显然，钟天纬虽意识到“艺”的重要，但道、艺仍不是地位完全平等的学问。彭瑞熙也持同样的观点，称“世有求格致者，以道为经，以艺为纬，则中西一贯，亦何异之有哉。”（注：彭瑞熙：《中西格致异同辨》，《陈编》，卷10，学术10，格致上。）这就是说，儒家知识分子只要对“艺”多重视一点，中西格致之间的差别就会消失。葛道殷也认为两者的差别很小：“格致之理固无不同，而格致之事各有详略精粗之不同。”（注：葛道殷：《中西格致本原论》，《陈编》，卷10，学术10，格致上。）

人们将西学的格致纳入儒家格致的“器数之末”，其原因是仅注重西方技术的应用价值，对抽象原理的研究则甚少关心。确实，正如英国学者斯诺所说，“学术界没有为工业革命做任何事情，……十九世纪工业而论，一切想法来自富于幻想的狂热者和聪明的工人。”（注：斯诺著，陈恒六、刘兵译：《对科学的傲慢与偏见》，四川人民出版社1987年版，第30—31页。）纯科学的研究与当时应用技术的革命是有相当大的距离的。

然而，科学知识的增加，使得儒家的格致越来越难以包容西学的格致。王佐才就格致的“物理”和“义理”间的区别，提出“中西相合者，系偶然之；中西不合者，乃趋向之歧”。他认为，中学格致“乃义理之格致，而非物理之格致也”，并且明确指出历代学者所谈的格致“从未有及今之西学者”（注：王佐才：《中西格致源流论》，《陈编》，卷11，学术11，格致下。）。他还注意到儒家的格致因“厚古薄今”之风而成为几乎停滞的学问，而西学格致在他眼中是变化的、发展的、切乎实际的学问，一静一动造成了两者之间的差别。于是，西学的格致有了独立于传统格致架构之外的倾向。

人们也逐见看到近代科学本身的一些特性。如《格致论》认为格致本身有“体用”和“本原”，指出“苟习于日用之常而不察其体用，或惊为罕见之品而不溯其本原，类分飞、潜、动植而不辨其宜性，判燥湿刚柔而不别其等”是不行的。“尝考天文、五行、食货等书，言物性者或未竟其本原，论物理者或未推其变化，传疑者不敢强解，志怪者无从索解，学者于此安能冀其玩索而有得乎。”（注：《格致论》，《邵编》，卷95，格物部1，格致。）这里实际上已涉及了近代科学研究的一些要素：观察、怀疑、辨别、归纳等等。于是，作为近代科学的西学格致成为一种有自身本体和方法的独立学问。有人指出西学的格致是“会通”的整体：“泰西之格致，悉为天然之公理，由人事之试验，渐推渐广，以神其运用也。分而言之曰算法、几何、热、重、电、化、天文、地理、声、光、汽、水、动植、全体、医、农、测侯、矿产等学；合而言之，皆一理之贯，各有相关。徒知一学无以得要旨，泛览各学无以造精深，贵交通以明其理，专一以见储用，循序渐进乃有实获。”（注：《格致会通说》，《甘编》，卷20，学术。）

西学的格致超脱传统的格致概念，使近代科学成为人们独立的认知对象，但要具体掌握科学知识，人们还必须跨越这些知识背后的中西文化畛域。

三、跨越中西文化畛域的科学认知

虽然科学知识本身没有国界，但是承载科学知识的人是有特定的民族和文化背景的，于是，人们在理解来自西洋的科学知识时，一个通常不可避免的步骤便是试图将这些知识转移到中国文化的背景之下。

“西学中源”说就是这种转移的最常见表现。此说虽源于清初，但在除《贺编》外的《经世文编》各编中大量涌现，一方面是出于文化至尊心理，使引进西方科学不被斥为“用夷变夏”，另一方面也出于寻找中西学会通的路径，尤其在涉及具体知识的问题上。例如，姚模就代数学与四元法间的关系说：“从来理溯渊源，必由乎旧，术求敏捷，必出以新。数学自河洛图书，而后门类日增，精义日出，诸法繁多理甚精奥入者，未深迷眩矣。至本朝西人以借根方法传入中国，借根方者即西国代数也。至近年而代数盛行，其式虽繁而理尚明，晰然西法代数即中法四元，阐而明之，集而补之，故曰代数本于四元。”他认为，“盖四元之法中国失传而后流入天竺，由天竺而传入欧西，经西人推阐增详，创为代数，复行于中国，习算者以四元简而深为难，以代数繁而浅为易，遂谓四元不及代数，中法不如西法，是未知代数之渊源与四元之奥旨也。”（注：姚模：《西法代数本于中法四元说》，《求是斋编》，卷14，解释。）虽然这种代数源于中国的考证全部出自臆测，但将西洋代数学与中国四元法互相参照，无疑有助于加深对代数学的理解。而随着人们对科学知识了解的深入，这种初期“中源”说的谬误也日益显现，于是又有人再为其正本清源，以求得更准确的认知。如有人就早先代数称为“东来法”而证其“中源”的说法指出：“所谓东来法者，系当时译书之误，西名阿尔热巴拉，系天方国方言，言多少二数等而相消，即今之方程式也，并非为东来法。世传借根方本于天元，其言之不确。”（注：《跋中西算学源流考后》，《何编》，卷8，学术，算学。）

更重要的是，通过这种转移而得出有创新意义的解释。徐有壬就是一例。他将利玛窦所译《几何原本》中求球台侧面积的公式在参照唐代李淳风的《九章注》后，提出了“截球术”：“《几何原本》谓：球与同径同高之圆囷，其外面皮积等；截球与截圆囷同高，则其外面皮积亦等。而不直抉其所以然。检梅氏诸书，亦未能明释之也。蓄疑于心久矣。近读李淳风《九章注》乃得其解。”“今释《几何原本》，而淳风之注因是以明，盖淳风用方，今用圆，其理则无二也。”（注：徐有壬：《截球解义》，《葛编》，卷6，学术6，文学二附算学。）文中“圆囷”义指圆柱体，“外面皮积”现称之为“侧面积”，“截球”现称之为“球台”。在立体几何中，球台侧面积公式为S＝2πrh（S为侧面积，r为球体半径，h为截球后两个平行平面之间的距离）；而圆柱体的侧面积也为S＝2πrh（S为侧面积，r为底面半径，h为圆柱体高），因此当圆柱体底面直径与高均与球体直径相同时，球体与圆柱体侧面积相等，同为4πr[2]。

徐有壬的事例在当时翻译的西方科学书籍中经常存在，因为书中的原理通常缺乏用较先进的符号系统写成的公式及推导过程，故而如果没有大量的注释，就会很难理解。在这种情况下，徐从较熟悉的中国典籍中寻找对应的理论，使西方的知识在中国文化背景下得到理解，从而实现了理论的创新。

事实上，晚清科学知识便是在中西文化间的翻译和注释过程中传播，并实现一定程度的创新的。例如有人指出：“咸丰间海宁李壬叔与伟烈亚力续译《几何》之后九卷，又译《重学》，又《对数理探源》，有尖锥泛积表。钱塘戴鄂士亦有《对数简法》，皆与讷白尔造表之理相合。然较诸彼国创始此表，真数屡次开方，假数屡次折半求至数十次，而真数、假数始能会通者，可谓事逸而功倍。徐庄愍公垛积招差割圆缀术，皆能发西人所未发。”（注：《中西算学源流考》，《何编》，卷8，学术，算学。）

四、关于科学系统性特征的认知

随着科学知识的增加，科学内部的体系构架问题也相应地突出起来。

如前引《子部总》一文，早先关于科学知识的分类采用的是书籍分类法，对学术门类本身的内涵和外延没有明确的界定，而且基本不考虑门类之间逻辑上的相关性。1861年，冯桂芬在《采西学议》一文中，即以书籍分类方式将部分近代科学门类纳入儒家“格物”的范畴，“惟明末意大里亚及今英吉利两国书凡数十种，其述耶稣教者，率猥鄙不足道；此外如算学、重学、光学、视学、化学等皆得格物至理。”（注：冯桂芬：《采西学议》，《葛编》，卷120，洋务20，培才。）冯氏对近代科学知识了解显然不多，将“视学”与“光学”视为不同的门类即是一种体现。

李鸿章则试图将明末清初传教士输入的西学分类方式放在中国传统术语下来理解。“世之说易者，以理为主宰，以气为流行，以数为对待。泰西之学，则以默达费西加说理，费西加说气，玛得玛第加说数。利氏东来，中国始有《名理探》、《几何原本》二书，盖其一说理，其一说数，……盖说气之书，得之试验，以资推测者也。如谓地心吸力悟自坠苹，而奈端之动律出；蒸气涨力推自煮茗，而瓦德之汽机成，固皆推见至隐之事。”（注：李鸿章：《格物入门序》，《陈编》，卷10，学术10，格致上。按：“默达费西加”（metaphysics）现译为“形而上学”，费西加（physics）现译为“物理学”，玛得玛第加（mathematics）现译为“数学”。）在李鸿章的概念中，“默达费西加”似乎相当于儒家所谓形而上的“理”，不仅是《名理探》中的逻辑学知识，这类学问在整个学问体系中居于主导地位；根据“气”是“得之试验，以资推测者”，“费西加”似乎指有关自然现象的规律；而“玛得玛第加”指数学知识，是整个学术体系的基本工具。

自《陈编》之后的各编中，有关科学系统内部各科关系的探讨逐渐兴起。例如，潘克先首先确定数学在科学体系中的基础地位，认为：“西学门类繁多，而要皆权兴于算学。学者从天算入门，虽不能尽通各艺，而凡一切制造考验分合变化皆从此出，故天算尤为西学之要也。”然后他从实用角度出发，确定各学科在科学体系中的位置：“惟于天算之外，择要而图，余则姑从其缓。如重学为权衡之本，机器之根，近之用于制造工程，远之推夫天空星曜。矿学探金石之源，分煤铁之质，铜银铅锡依样可别。化学之用甚溥，体验诸一身，觉察乎万物，大可搜测山海，小可剖析毫芒。”（注：潘克先：《中西书院文艺兼肆论》，《陈编》，卷42，礼政7，学校中。）以科学的系统性特征作为学堂设科的依据，并在《学堂论》一文中从国家财力的角度，判断各科发展的轻重缓急：“格致之学，请以天文气学为一科，物理化学为一科，声、光、电学为一科。然天文、气学其用尚可缓，其费则独巨，且俟财力充裕后，然后设之。是格致学内不可不先设专门学堂者，惟二科。”（注：《学堂论》，《甘编》，卷5，学校下。）从中可见其对科学系统的认识是：早先为人所看重的天文历法已失去原有的地位，算学也已不在格致的范围之内，而划“物理化学”和“声光电学”为两科，其中声、光、电学本属物理学，故这种划分可能表明对理论科学与应用科学的区别。

随着对科学知识水平要求的提高，“学问分科”也日益被强调，如开办京师大学堂时提到：“学问宜分科也。京师同文、广方各馆西学所教，亦有算学诸端，徒以志趣太卑，浅尝辄止，历年既久，成就甚稀，不立专门，终无所得也。”（注：官书局：《议覆开办京师大学堂折》，《陈编》，卷1，学术1，原学。）

于是，在较后的《经世文编》里，“学科”这一概念逐渐被使用。虽然人们使用“学科”一词时，其含义往往并不一致，但近代科学的各个分支逐渐获得了“学”的地位。如张謇称：“西政专门之书，经东（按：日本）今列为学科者，类已逾百。……日本学科并有专书，……各有设局编小学堂及中学堂课本书，译各史及各学科书。”（注：张謇：《变法平议》，《邵编》，卷102，通论部3。）这里的“学科”一词还是与书籍有某种关系。而梁启超在《教育当定宗旨论》中，将“学科”理解为课程，“一国之有公教育也，所以养成一种特色之国民，使之结为团体，以自立竞存于优胜劣败之场也。然欲达此目的，绝非可以东涂西抹，今日学一种语言，明日设一门学科，苟且敷衍，乱杂无章，而遂可以收其功也。”（注：梁启超：《教育当定宗旨论》，《甘编》，卷19，教宗。）但在他的《新史学》中，“学科”已指自成体系的学问：“今日泰西通行诸学科中，为中国所固有者惟史学，史学者学问之最博大而最切要者也。”（注：梁启超：《新史学》，《甘编》，卷20，学术。）

同时，人们也开始思考近代科学的分科依据。有人认为，学问分类取决于物类的分化，“万物有有形、无形之分，界限甚明，且有形之物又分有生命与无生命之两类。物类既分，学问之类即由此而亦分。然则缘各物之类为类者，是固学问中分门最善之法也。”（注：《学问之源流门类》，《甘编》，卷20，学术。）该作者还就天文学与算学的密切关系，认为天文学不是一门独立的学科；而地理学由于与形性学（物理学）及化学的密切关系，也不是独立的学科。梁启超从西方科学发展的历史脉络入手，探讨科学体系中各学科之间的关系，“西学之属先虚而后实，有形有质之学，皆从无形无质而生也。故算学重学为首，电化声光汽等次之，天地人谓全体学，物谓动植物学等次之，医学图学全属人事，故居末焉。”（注：梁启超：《西学书目表序例》，《麦编》，卷21，杂纂，西学。）这一认知颠倒了以往对科学突出功利性的认知序列。

这些见解虽然只是尝试性的，但随着对科学系统性认知的出现，人们对科学的认知便基本完成了跨文化的调适，科学成为了中国近代知识体系中一个自成体系的组成部分。