崇尚科技，盛赞铁路——沙滩派与现代科学技术

J.D．Schmidt（施吉瑞）（加拿大英属哥伦比亚大学教授）

演讲时间：2013年6月24日

地点：宝山校区 A602

主持：张寅彭教授

研究中国历史的西方学者普遍认为中国关于现代西方科学技术的论述起始于五四运动。该观点的形成大概要归结于五四运动中最流行的口号“赛先生”（Science科学）和“德先生”（Democracy民主）。而提出这两个口号的人就是五四运动的领导者之一，后来也是中国共产党的创始人陈独秀（1879—1942）。虽然有关科学技术的争论在五四运动时期变得更为激烈，但是早在曾国藩（1811—1872）倡导的“洋务运动”使中国跟西方科学重新建立起接触之前，中国文人对科技的思考其实早已存在。在十九世纪的中国，关于科学的著述已经比较普及，特别是在沙滩派的作家中，科学更受到格外关注。沙滩派的作品不仅对中国思想史的研究很有意义，在以科学技术为题材的诗歌和散文中，沙滩派的作家也形成了一个重要的文学流派。他们崇尚并推广所谓 “宋诗派”的主张，即精品诗是“诗人之诗”和“学人之诗”的综合产物。该观点贯穿于沙滩派所有关于知识和科学的作品之中。

郑珍（1806—1864）是沙滩派的代表诗人，他对与之有关联的郑、莫、黎三家的文人都有很大的影响。早在1835年，郑在为儿子“知同”（1831—1890）的周岁生日所作的诗里，就已流露出对数学的研究和兴趣。下面这首诗描绘了其子抓周时的情景。

“抱持不可律，爬桉随掀翻。乃左持古籀，右手持天元。大笑真吾子，此意甯非天。”

初读此诗，人们很容易了解郑知同为什么对古籀有兴趣，那是因为耳濡目染，受其父亲的影响。当时，在历经湖南浯溪之行后，郑珍正潜心研习古籀体，力图自创一种新的书法。而掌握籀文对他理解和诠释古典文献是必不可少的，他的老师程恩泽（1785—1837）也希望他能精通词源学。可是，大多数读者可能会忽略郑珍对数学的爱好，因为“天元”听起来好像是道教那些探讨宇宙神秘的深奥天书。其实，“天元”是代数学上的一个名词，用来解一元多项方程式。尽管在宋代和元代这类中国代数达到顶峰之后曾一度衰落，但到了清代，学者们又重新对这类数学产生了兴趣。其中阮元（1764—1849）的好友焦循（1763—1802）就曾撰写了两卷关于一元多项方程式的著作《天元一释》。

古典诗词的读者一般不习惯诗人把数学当成他们生活中的主要灵感之一。可是如果有人怀疑郑珍对数学的兴趣，那就请看诗人在同一首诗中写的另外两句：“立成具推步，不用暅与蕃。”由于郑的这两句诗引用了天文和数学用语，而在中国古典文学作品中很少提及天文学家和数学家，所以对这两句诗，有必要作进一步的解释。

从字面意思看，上句（立成具推步）的意思是“数学用表可用于推算日月星辰的转运（历法）”。根据清朝末年在敦煌石窟发现的《立成算经》，“立成”这一术语早在唐朝已经出现。《立成算经》里罗列了乘法口诀表，得数分别用数字和中国数学古籍中常见的算筹表示。可是，郑珍在写这两句诗时，《立成算经》还未被发现，所以，郑珍提到的一定是另一个更复杂的数学表。贾宪（约1100）的《立成释锁》已经有这种表。虽然这本书已经失传，但我们知道这本书里贾宪研究了一种类似“帕斯卡三角形”的数字三角，即后来我们称之为“二项式定理”。中国现存的最早的关于“帕斯卡三角形”的研究出现于杨1261年撰写的《详解九章算法纂类》。该书在清末重新被发现，所以郑珍极有可能接触过这本书。即便不是这样，郑也一定接触过清初中国最重要的数学家梅文鼎（1633—1721）的关于历算的著作，其中也有类似的数学用表。“推步”这个术语跟“立成”一样，在中国也具有悠久的历史，十八世纪中期江永（1681—1762）撰写的著作题目就是《推步法解》，而这与郑珍的时代很接近。

下一句诗提及的“暅与蕃”指的是天文数学家王蕃（三世纪）和祖暅之（480—525）。三国时期的王蕃曾在吴国入仕，他计算了从地球到太阳的距离并算出了比较准确的圆周率值。祖暅之曾在梁朝和齐朝做官，他发现了“祖暅原理”，即“二立体等高处截面积均相等则二立体体积相等”的定理。该原理在西方被称为卡瓦列利定理（Cavalieris principle），以意大利数学家卡瓦列利（Bonaventura Cavalieri，1598-1647）的名字命名。但中国人比意大利人早1100年发现了这一原理。祖也确立了更加准确的圆周率值。在阮元主编的关于中国数学天文史的巨著《畴人传》中，对王和祖都有详细的介绍。该书在阮元的主持下由诸多学者从1797年至1799年共同编撰而成，很可能在郑珍年轻时曾流传于贵州。

郑珍对数学的爱好在他那个年代并不算罕见。郑有可能读到过前文提及的比他早一个世纪的江永的作品。江永的知名门生——哲学家戴震（1724—1777）和另一位郑应该熟知的大汉学家钱大昕（1728—1804）都曾写过大量的关于计算天文学的书籍。事实上，自梅文鼎之后，天文学和数学就成了中国文人们热衷的探究领域。很明显，郑珍也与时俱进。他的两句诗明确告诉我们，最新的数学发现已经取代了“暅与蕃”的数学“经典”。除了具有历史研究意义以外，“暅与蕃”的著作应当归入“不用”之列了。

那么，郑珍是否了解当时的西方数学——这个被认为是改造了西方世界的科技革命的基石呢？很遗憾，答案是否定的。假若郑珍看过阮元的《畴人传》，他就可能会阅读到关于外国科学数学家简短的、不甚清晰的介绍，例如，希腊几何学家欧几里德（Euclid，约前300），曾主持编写亚而封所表（Alfonsine tables）的卡斯蒂利亚（Castile）君主——亚而封所王十世（Alfonso X，1221-1284），还有现代天文学之父哥白尼（Copernicus，1473-1543）等。当然，他还会看到一些更详细的关于耶稣会的天文学家和数学家的记载，这些耶稣会成员给明末清初的科学带来了深远影响。然而，就像大多数与郑同时代的知识分子一样，郑珍大概对重新被发现的唐、宋、元时期的代数著作更感兴趣，这些著作在明朝被忽略并近乎失传，而明末清初从西方传入的数学也并不比这些著作中所论述的内容更先进。而且，自从1715年教皇克勉十一世（Clement XI）公开指责中国礼仪，康熙帝就禁止了外国传教士在中国传教，西方科学和数学知识向中国的传入也就此中止；1723年之后，再没有新的数学书籍介绍到中国。因此，郑珍和与他同时代的人是无从了解牛顿（Isaac Newton，1643-1727）和莱布尼茨（Gottfried Leibniz，1646—1716）对微积分的发明与应用的。这一极大地推动了西方科学和技术发展的新数学理论，中国读者直到第一次鸦片战争以后才有机会接触到。毋庸置疑，如果郑珍当时能接触到微积分，他一定会对此极为感兴趣，因为他的诗句表现了他对数学发展的敏锐嗅觉，但只可惜郑珍当时接触不到这一数学理论。

虽然我们没有更多篇幅来进一步详细研究郑珍对科学技术的兴趣，但值得注意的是，尽管郑珍早期对数学的爱好没有得到进一步发展，他却在早年就致力于一个更重要的议题，即如何利用技术来改善中国民众的生活水平。这一点在郑珍1829年所作的《播州秧马歌》中就可窥见一斑。在这首诗里，郑珍描绘了一种可以用来增产并改善普通农民生活的设计新颖的农业机械。实际上，郑珍在1837年发表的第一本书《樗茧谱》，并不是诗集或文集，而是一本关于养蚕的著作。该书讲述了饲养樗蚕（也称椿蚕，山蚕）的技术，这一技术给郑珍的家乡贵州带来了农业生产上的革命。郑的挚友莫友芝（1811—1871）共同参与了此书的完成，他为郑典雅的文字作评注，以便让普通读者能看懂。