崇尚科技，盛贊鐵路——沙灘派與現(xiàn)代科學技術

J.D．Schmidt（施吉瑞）（加拿大英屬哥倫比亞大學教授）

演講時間：2013年6月24日

地點：寶山校區(qū) A602

主持：張寅彭教授

研究中國歷史的西方學者普遍認為中國關于現(xiàn)代西方科學技術的論述起始于五四運動。該觀點的形成大概要歸結(jié)于五四運動中最流行的口號“賽先生”（Science科學）和“德先生”（Democracy民主）。而提出這兩個口號的人就是五四運動的領導者之一，后來也是中國共產(chǎn)黨的創(chuàng)始人陳獨秀（1879—1942）。雖然有關科學技術的爭論在五四運動時期變得更為激烈，但是早在曾國藩（1811—1872）倡導的“洋務運動”使中國跟西方科學重新建立起接觸之前，中國文人對科技的思考其實早已存在。在十九世紀的中國，關于科學的著述已經(jīng)比較普及，特別是在沙灘派的作家中，科學更受到格外關注。沙灘派的作品不僅對中國思想史的研究很有意義，在以科學技術為題材的詩歌和散文中，沙灘派的作家也形成了一個重要的文學流派。他們崇尚并推廣所謂 “宋詩派”的主張，即精品詩是“詩人之詩”和“學人之詩”的綜合產(chǎn)物。該觀點貫穿于沙灘派所有關于知識和科學的作品之中。

鄭珍（1806—1864）是沙灘派的代表詩人，他對與之有關聯(lián)的鄭、莫、黎三家的文人都有很大的影響。早在1835年，鄭在為兒子“知同”（1831—1890）的周歲生日所作的詩里，就已流露出對數(shù)學的研究和興趣。下面這首詩描繪了其子抓周時的情景。

“抱持不可律，爬桉隨掀翻。乃左持古籀，右手持天元。大笑真吾子，此意甯非天?！?sup>

初讀此詩，人們很容易了解鄭知同為什么對古籀有興趣，那是因為耳濡目染，受其父親的影響。當時，在歷經(jīng)湖南浯溪之行后，鄭珍正潛心研習古籀體，力圖自創(chuàng)一種新的書法。而掌握籀文對他理解和詮釋古典文獻是必不可少的，他的老師程恩澤（1785—1837）也希望他能精通詞源學。可是，大多數(shù)讀者可能會忽略鄭珍對數(shù)學的愛好，因為“天元”聽起來好像是道教那些探討宇宙神秘的深奧天書。其實，“天元”是代數(shù)學上的一個名詞，用來解一元多項方程式。盡管在宋代和元代這類中國代數(shù)達到頂峰之后曾一度衰落，但到了清代，學者們又重新對這類數(shù)學產(chǎn)生了興趣。其中阮元（1764—1849）的好友焦循（1763—1802）就曾撰寫了兩卷關于一元多項方程式的著作《天元一釋》。

古典詩詞的讀者一般不習慣詩人把數(shù)學當成他們生活中的主要靈感之一?？墒侨绻腥藨岩舌嵳鋵?shù)學的興趣，那就請看詩人在同一首詩中寫的另外兩句：“立成具推步，不用暅與蕃?！?sup>由于鄭的這兩句詩引用了天文和數(shù)學用語，而在中國古典文學作品中很少提及天文學家和數(shù)學家，所以對這兩句詩，有必要作進一步的解釋。

從字面意思看，上句（立成具推步）的意思是“數(shù)學用表可用于推算日月星辰的轉(zhuǎn)運（歷法）”。根據(jù)清朝末年在敦煌石窟發(fā)現(xiàn)的《立成算經(jīng)》，“立成”這一術語早在唐朝已經(jīng)出現(xiàn)?！读⒊伤憬?jīng)》里羅列了乘法口訣表，得數(shù)分別用數(shù)字和中國數(shù)學古籍中常見的算籌表示。可是，鄭珍在寫這兩句詩時，《立成算經(jīng)》還未被發(fā)現(xiàn)，所以，鄭珍提到的一定是另一個更復雜的數(shù)學表。賈憲（約1100）的《立成釋鎖》已經(jīng)有這種表。雖然這本書已經(jīng)失傳，但我們知道這本書里賈憲研究了一種類似“帕斯卡三角形”的數(shù)字三角，即后來我們稱之為“二項式定理”。中國現(xiàn)存的最早的關于“帕斯卡三角形”的研究出現(xiàn)于楊1261年撰寫的《詳解九章算法纂類》。該書在清末重新被發(fā)現(xiàn)，所以鄭珍極有可能接觸過這本書。即便不是這樣，鄭也一定接觸過清初中國最重要的數(shù)學家梅文鼎（1633—1721）的關于歷算的著作，其中也有類似的數(shù)學用表。“推步”這個術語跟“立成”一樣，在中國也具有悠久的歷史，十八世紀中期江永（1681—1762）撰寫的著作題目就是《推步法解》，而這與鄭珍的時代很接近。

下一句詩提及的“暅與蕃”指的是天文數(shù)學家王蕃（三世紀）和祖暅之（480—525）。三國時期的王蕃曾在吳國入仕，他計算了從地球到太陽的距離并算出了比較準確的圓周率值。祖暅之曾在梁朝和齊朝做官，他發(fā)現(xiàn)了“祖暅原理”，即“二立體等高處截面積均相等則二立體體積相等”的定理。該原理在西方被稱為卡瓦列利定理（Cavalieris principle），以意大利數(shù)學家卡瓦列利（Bonaventura Cavalieri，1598-1647）的名字命名。但中國人比意大利人早1100年發(fā)現(xiàn)了這一原理。祖也確立了更加準確的圓周率值。在阮元主編的關于中國數(shù)學天文史的巨著《疇人傳》中，對王和祖都有詳細的介紹。該書在阮元的主持下由諸多學者從1797年至1799年共同編撰而成，很可能在鄭珍年輕時曾流傳于貴州。

鄭珍對數(shù)學的愛好在他那個年代并不算罕見。鄭有可能讀到過前文提及的比他早一個世紀的江永的作品。江永的知名門生——哲學家戴震（1724—1777）和另一位鄭應該熟知的大漢學家錢大昕（1728—1804）都曾寫過大量的關于計算天文學的書籍。事實上，自梅文鼎之后，天文學和數(shù)學就成了中國文人們熱衷的探究領域。很明顯，鄭珍也與時俱進。他的兩句詩明確告訴我們，最新的數(shù)學發(fā)現(xiàn)已經(jīng)取代了“暅與蕃”的數(shù)學“經(jīng)典”。除了具有歷史研究意義以外，“暅與蕃”的著作應當歸入“不用”之列了。

那么，鄭珍是否了解當時的西方數(shù)學——這個被認為是改造了西方世界的科技革命的基石呢？很遺憾，答案是否定的。假若鄭珍看過阮元的《疇人傳》，他就可能會閱讀到關于外國科學數(shù)學家簡短的、不甚清晰的介紹，例如，希臘幾何學家歐幾里德（Euclid，約前300），曾主持編寫亞而封所表（Alfonsine tables）的卡斯蒂利亞（Castile）君主——亞而封所王十世（Alfonso X，1221-1284），還有現(xiàn)代天文學之父哥白尼（Copernicus，1473-1543）等。當然，他還會看到一些更詳細的關于耶穌會的天文學家和數(shù)學家的記載，這些耶穌會成員給明末清初的科學帶來了深遠影響。然而，就像大多數(shù)與鄭同時代的知識分子一樣，鄭珍大概對重新被發(fā)現(xiàn)的唐、宋、元時期的代數(shù)著作更感興趣，這些著作在明朝被忽略并近乎失傳，而明末清初從西方傳入的數(shù)學也并不比這些著作中所論述的內(nèi)容更先進。而且，自從1715年教皇克勉十一世（Clement XI）公開指責中國禮儀，康熙帝就禁止了外國傳教士在中國傳教，西方科學和數(shù)學知識向中國的傳入也就此中止；1723年之后，再沒有新的數(shù)學書籍介紹到中國。因此，鄭珍和與他同時代的人是無從了解牛頓（Isaac Newton，1643-1727）和萊布尼茨（Gottfried Leibniz，1646—1716）對微積分的發(fā)明與應用的。這一極大地推動了西方科學和技術發(fā)展的新數(shù)學理論，中國讀者直到第一次鴉片戰(zhàn)爭以后才有機會接觸到。毋庸置疑，如果鄭珍當時能接觸到微積分，他一定會對此極為感興趣，因為他的詩句表現(xiàn)了他對數(shù)學發(fā)展的敏銳嗅覺，但只可惜鄭珍當時接觸不到這一數(shù)學理論。

雖然我們沒有更多篇幅來進一步詳細研究鄭珍對科學技術的興趣，但值得注意的是，盡管鄭珍早期對數(shù)學的愛好沒有得到進一步發(fā)展，他卻在早年就致力于一個更重要的議題，即如何利用技術來改善中國民眾的生活水平。這一點在鄭珍1829年所作的《播州秧馬歌》中就可窺見一斑。在這首詩里，鄭珍描繪了一種可以用來增產(chǎn)并改善普通農(nóng)民生活的設計新穎的農(nóng)業(yè)機械。實際上，鄭珍在1837年發(fā)表的第一本書《樗繭譜》，并不是詩集或文集，而是一本關于養(yǎng)蠶的著作。該書講述了飼養(yǎng)樗蠶（也稱椿蠶，山蠶）的技術，這一技術給鄭珍的家鄉(xiāng)貴州帶來了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的革命。鄭的摯友莫友芝（1811—1871）共同參與了此書的完成，他為鄭典雅的文字作評注，以便讓普通讀者能看懂。