商 譯 聶馥玲
(內(nèi)蒙古師范大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究院,呼和浩特 010022)
“力”是物理學(xué)中最重要的概念之一,牛頓經(jīng)典力學(xué)的世界觀曾經(jīng)長期占據(jù)世界觀中的主流地位,詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(James clerk maxwell)就曾經(jīng)在書中明確規(guī)定“能用力學(xué)綱領(lǐng)解釋的科學(xué)為物理學(xué)”,這“表明了運用力學(xué)體系的結(jié)構(gòu)和運動定律去解釋物理現(xiàn)象的觀念是正確的”[1]。甚至?xí)r至今日,很多人的世界觀依然是牛頓力學(xué)式的,“力”概念的重要性,由此可見一斑。
在17世紀科學(xué)革命以前,亞里士多德的物理學(xué)、宇宙論體系在歐洲長期處于統(tǒng)治地位。中世紀學(xué)者學(xué)習(xí)并繼承了亞里士多德力與運動的理論且進行了改良。發(fā)生于17世紀的偉大科學(xué)革命就是建立在中世紀學(xué)者的這種繼承與改良的基礎(chǔ)之上的[2]。
關(guān)于亞里士多德力學(xué)體系,在第一次西學(xué)東漸時期,就有大量包含亞里士多德力學(xué)知識的西方科學(xué)著作傳入中國。學(xué)界對于第一次西學(xué)東漸時傳入的西方力學(xué)與機械學(xué)知識有過一定的探討[3],但這些探討大多以機械學(xué)知識為主,對于傳入的其他力學(xué)知識的論述不是很詳細。關(guān)于中國古代對力的認識,馮書靜得出了中國古代人們對力的描述中沒有給出數(shù)量化或公理化的抽象定義的結(jié)論[4]。對于第二次西學(xué)東漸牛頓力學(xué)傳入中國的過程,王洪鵬[5]、戴念祖[6]、閻康年[7]、韓琦[8]、李迪[9]、聶馥玲[10]、阿梅龍[11]等學(xué)者均有文章涉及,然而這些文章中卻都沒有討論到第一次西學(xué)東漸時傳入的亞里士多德力學(xué)體系對清末士人接受牛頓力學(xué)知識的影響。本文將梳理第一次西學(xué)東漸中傳入中國的亞里士多德力學(xué)體系的知識,探討這些認識在當(dāng)時以及在第二次西學(xué)東漸是否在華造成影響并思考其中的原因。
亞里士多德在《物理學(xué)》中提出了他對于運動原因的基本觀點:“凡運動著的事物必然都有推動者在推動著他運動”;“推動者總是形式,在它起作用時,它是運動的本源或起因”。[12]亞里士多德還將運動分為質(zhì)的運動、量的運動以及空間方面的運動(亞里士多德稱之為位移)[12]。而在位移運動(后文簡稱為“運動”)中,推動者對于被推動者的作用就是“力”?!皩嶋H上,亞里士多德認識到了兩種力,一種是柏拉圖式的物質(zhì)固有的力,他將其稱為‘自然’;另一種是物體發(fā)出的力,如推或拉,作用是使其他物體運動。使物體自身運動的就是‘自然’”[13]。亞里士多德認為所有運動都包含兩種主要因素,除去前面提到的“推動力”之外,還有“阻力”(由介質(zhì)密度決定);要讓運動發(fā)生,推動力必須大于阻力[14]。亞里士多德對于運動速度、推動力與阻力之間的關(guān)系進行過一些定量描述,這些描述由后人總結(jié)出了一個定律:速度與推動力成正比,而與阻力成反比,對于重物自然下落的情況,推動力就是物體的重量[15]。
對于位移運動,亞里士多德又將其分為自然運動與受迫運動。其中自然運動指的是地界物體(由于其重或輕的性質(zhì),該性質(zhì)取決于其元素的構(gòu)成比例)趨向于其自然位置的豎直運動以及天界物體的圓周運動;受迫運動指的是物體受到外力作用而被移出自然位置的運動。對于天界運動,亞里士多德給出了兩種相互沖突的動因解釋:在《論天》中,他提出構(gòu)成天界物體的以太元素能夠依照其本性進行圓周運動,而在《物理學(xué)》與《形而上學(xué)》中,他提出外在的不動的推動者是天球旋轉(zhuǎn)的動因[2](不動的推動者“是天球所渴求的對象,天球通過做永恒的勻速圓周運動來努力仿效其不變的完美性”[15])。
對于拋體運動,亞里士多德指出:“被拋扔的物體在已經(jīng)和拋扔它的物體脫離之后還在運動著,這或者是由于循環(huán)位移,或者是由于開始的推動者推動起來的空氣在接著推動它”[12](循環(huán)位移指的是拋體運動時后方留下虛空,介質(zhì)填補虛空從而推動物體繼續(xù)運動,有學(xué)者認為亞里士多德反對循環(huán)位移理論)。
中世紀學(xué)者對于上面的亞里士多德力學(xué)體系進行了一定的改良。其中較為重要的成果有“內(nèi)阻力學(xué)說”與“沖力學(xué)說”?!皟?nèi)阻力學(xué)說”認為:因為月下世界所有能觀察到的物體都是復(fù)合物(由不同元素混合而成的物體),而且復(fù)合物中各個元素的比例是可以被指定的,那么就可以讓重和輕在同一復(fù)合物中充當(dāng)推動力與阻力。這種觀點允許復(fù)合物在虛空中運動[2]。
沖力學(xué)說認為:“在受迫運動中,某種非永久的、短暫的形式被印入到運動物體之中,只要該形式持續(xù)存在,虛空中的運動就是可能的;當(dāng)它消失時,運動就停止”,后來也有中世紀學(xué)者認為沖力是一種永恒的質(zhì),除非被外部阻力所減弱或耗盡,否則會一直持續(xù)下去[2]。中世紀學(xué)者還嘗試了使用沖力學(xué)說來解釋天體運動的動因[2]。
雖然目前并沒有發(fā)現(xiàn)亞里士多德的《物理學(xué)》在第一次西學(xué)東漸被完整傳入中國,但是亞里士多德的《論天》中也多見他的力學(xué)觀點[16]。該書由傅汎濟(Francisco Furtado)與李之藻合譯為《寰有詮》并刊行于1628年。
從前文中對亞里士多德力學(xué)體系的介紹可見,亞里士多德力學(xué)以動力學(xué)知識為主。所以對于亞里士多德力學(xué)的傳入情況,我們可以從彼時來華教士的著作對各種運動的描述中窺知。當(dāng)時各西學(xué)著作基本都還是遵循亞里士多德的傳統(tǒng)將運動分為自然運動與受迫運動,下文將會對明末清初西學(xué)著作中與這兩種運動有關(guān)的論述分別進行分析。
1.1.1 四元素歸位運動
第一次西學(xué)東漸傳入的西學(xué)著作中除前面提到的《寰有詮》外,高一志(Alfonso Vagnone)的《空際格致》等很多西學(xué)著作都對西方的四元素說有一定的介紹。前面已經(jīng)介紹過,水、火、氣、土四元素回歸其自然位置的運動是亞里士多德力學(xué)體系中自然運動的一種4)也有把火、氣直線向上回歸自然位置的運動與水、土向下回歸自然位置的運動分開,作為兩種自然運動的觀點。。《空際格致》中對這種運動的描述為:“則純動亦有二種……一曰直動即四行上下之動也……今元行或被強而離本所,力盡自還本所,重者下,輕者上,以直線為路?!盵17]利瑪竇(Matteo Ricci)《乾坤體義》等其他涉及到四元素說的著作對這種運動的論述也均與《空際格致》相類似[18]。這些西學(xué)著作在此處普遍忽略了亞里士多德本人對于這種元素歸位的自然運動之動因的思考,沒有提到這種運動中的“力”源于哪里。
1.1.2 天界圓周運動
在亞里士多德力學(xué)體系中,天界的自然運動就是圓周運動。對于這種運動,艾儒略(Giulio Aleni)在《性學(xué)觕述》中提到“譬之七致運旋,繇東而西,悉循宗動天之所帶?!盵19]《空際格致》與《乾坤體義》中也均有類似的論述[17-18]??梢娫诋?dāng)時傳教士們的世界觀中,日、月與五大行星,均是由宗動天帶動的,或者也可以說是由宗動天傳下去的力推動的(這種描述與亞里士多德“每個天球均有一個推動者”的描述有所不同)。
《寰有詮》中寫道:“上重(宗動天)之動……設(shè)動有減,當(dāng)繇力劣?!盵20]這里為了說明宗動天的運動是均勻的,提出如果其旋轉(zhuǎn)變慢,一定是因為推動力變小了。這指出了力與運動的關(guān)系,與亞里士多德對力與運動的認識極為符合——運動是需要力來維持的,速度與推動力的大小成正比。
1.2.1 不完全受迫運動
《空際格致》中提到,元素在其自然位置之內(nèi)的受迫運動是不完全受迫運動,“假如火行因近天,輕而易動,故從天動之。強第強之者離所強愈遠其動必漸衰以至于無?!薄皬姴荒艹?,豈可常乎?曰:火氣二行雖遇宗動之強但其動未出本所之外,故此動非為全強。何也?論本所自然也,論動強也,宗動常也,其二行之動亦常也?!盵17]這里的“強”指的就是迫使物體運動的“力”,從這些描述體現(xiàn)出了“力是維持物體運動的原因”以及“力由介質(zhì)傳播時會隨距離逐漸衰減(見于亞里士多德對于拋體運動的論述[21])”的認識。
1.2.2 受迫運動中力與運動的關(guān)系
南懷仁(Ferdinand Verbiest)《窮理學(xué)存》中記載:“力藝所用諸器具,總名強運重之器······重本在下,強之使上,故總而名之曰強運重之器也?!盵22]這里講力學(xué)(機械學(xué))的器具是用來強迫重物移動的,自然也包含“強迫物體違背本性運動需要外力作用”這一層含義。
《寰有詮》之中寫道:“謂動不均,其不均故或緣施動,或緣受動,或兼二者。設(shè)施動者,力有增減,抑受動體,有時而變,二皆失常,動斯不一?!薄坝衷O(shè)謂渾天之行,時疾時遲,則是其動或有所損,其損必因力漸劣弱。”[20]這兩條記載體現(xiàn)出了對于同一物體,所受之力增大則運動變快,力減小則運動變慢的認識,對應(yīng)著亞里士多德的“運動速度與推動力成正比”。
《窮理學(xué)存》中還記載:“凡水等重物,移動往上,以補或氣行,或他物之缺,而滿空虛之所者,其所由受動之力,為其或吸氣者,或移動他物者之力也。試觀其往上受移動之物愈重,則吸氣者等授移動者,其所發(fā)之力愈大矣?!盵22]這里重力成為了阻力,體現(xiàn)了亞里士多德推動力要大于阻力才能使物體運動的認識。
由此可見,在當(dāng)時的西人眼中,力的效果在地界與天界是相似或相同的。
1.2.3 “慣性運動”與“沖力學(xué)說”
《寰有詮》中包含有亞里士多德力學(xué)中對于“慣性”運動的解釋:“一如彈與矢。當(dāng)離弦時,本藉他動,然亦有本動。緣放彈發(fā)矢,俾彈矢破開前氣,而其前所沖動之氣,更進擁其在前之氣,勢所必然。乃其彈矢后分之氣,急欲塞其所破之路,不令有空,則此氣攢聚,復(fù)擁彈矢而行。非必全藉于人力也?!盵20]然后對于“氣一直推動物體,物體為何不會無限地運動”的設(shè)問給出了回答:“蓋發(fā)彈矢者施動之時,必生猛狠情勢。此情勢注在彈矢迫命亟行,漸久漸遠,猛狠漸消,彈矢遂止矣?!盵20]這里顯然包含了中世紀沖力學(xué)說的認識,并認為氣的推動在這里起到輔助作用。
類似的使用了“沖力學(xué)說”的論述還有《空際格致》中的“今元行或被強而離本所,力盡自還本所?!盵17]以及《窮理學(xué)存》中的:“蓋凡重物逆其本性而強受動,則施動者,必通施猛懇之力于重物之體,以強帶而動。若無如此之力隨重物之體而帶動之,則重物既已離動者之手,即因本性垂線之直道而下行”[22]等論述。
上面這些記載基本可以說明在第一次西學(xué)東漸中傳入中國的亞里士多德力學(xué)體系是相對完整的,中世紀對亞里士多德力學(xué)的改良內(nèi)容“沖力學(xué)說”也在同一時間被傳播到了中國,只不過這些知識在當(dāng)時西學(xué)著作中的記載較為分散。
明末清初由西方傳入的科學(xué)著作由于基本上都附有傳教的目的,其內(nèi)容受到了以儒家知識分子為首的士大夫們以及佛教人士的批判。很難想象這些批判者會去吸收西方科學(xué)著作中的西方科學(xué)知識和思想,更遑論其中對于力與運動的認識這樣的細節(jié)。不過我們依然可以從這些人對傳入的西方知識、思想的批判中探尋一些西方知識、思想與中國傳統(tǒng)自然觀的沖突之處,從中找到當(dāng)時亞里士多德力學(xué)體系在華傳播受阻的理由。
明末對西學(xué)的批判在徐昌治編的《破邪集》中非常密集,其中有很多典型的觀點。首先是對西方不同意天人合一傳統(tǒng)思想的批判,如《請顏壯其先生辟天主教書》一文中寫道:“謂主賦畀靈魂于人曰性,不可謂性即天,不可謂天即吾心……更不可謂天地即天主。天地也、天主也、人也,分為三物不許合體。以吾中國萬物一體之說為不是?!盵23]《辟邪解》和《四宿引證》中也均有類似的觀點[23]。從這里可以看出彼時士人們遵循的中國傳統(tǒng)自然觀更加注重形而上的思考,而西方的學(xué)術(shù)思想相對來說更喜歡刨根問底一些。
《辟邪摘要略議》一文中講:“據(jù)彼云國中首重天教推算歷數(shù)之學(xué),為優(yōu)為最……不知私習(xí)天文,偽造歷日,是我太祖成令之所禁,而并嚴剞劂其書者也。”[23]這體現(xiàn)出中國傳統(tǒng)觀念與西方學(xué)術(shù)思想的沖突。《歷法論》中也講:“今西夷所以聳動中國,驕語公卿者,惟是歷法,然中國之歷法,自有一定之論,不待西夷言之也。”[23]顯然,他們非常重視天文歷法在國家統(tǒng)治方面的作用,認為歷法維持政權(quán)穩(wěn)定的功能比起歷法的準確與否更加重要,這也與西方的觀點有所不同。
到了清代,統(tǒng)治者為了其統(tǒng)治的正統(tǒng)性,甚至比明代更加尊儒,更加推崇程朱理學(xué),康熙皇帝批南懷仁《窮理學(xué)》為“甚悖謬不通”[24],并發(fā)動“康熙歷獄”的行為也就不難理解了。
中國傳統(tǒng)自然觀與西方學(xué)術(shù)思想的沖突很大程度上降低了明末清初士人對于西方科學(xué)的接受程度,亞里士多德力學(xué)體系的接受可能就更無從談起了。
雖然明末清初士人中多有反對、批評西學(xué)的,但是同樣有一些士人對西學(xué)表示支持或在著作中吸收了一定的西學(xué)知識與思想,分析這一部分士人的著作可以相對更加細致地反映出亞里士多德力學(xué)體系在傳入當(dāng)時的接受情況。
徐光啟是推動西學(xué)東漸的先驅(qū)者,他與西方傳教士一起翻譯介紹了大量西學(xué)知識與技術(shù)。徐光啟認為傳教士帶來的科學(xué)知識“其言理言道,既皆返本蹠實,絕去一切虛玄幻妄之說?!盵25]這顯然是對西方科學(xué)中理性分析做法的認同,同時也反對了對傳統(tǒng)形而上學(xué)思想的過分強調(diào)。他在《泰西水法序》中也表達了類似的認識:“而其緒余更有一種格物窮理之學(xué)。凡世間世外、萬事萬物之理,叩之無不河懸響答,絲分理解。退而思之,窮年累月,愈見其說之必然不可易也?!盵26]可見徐光啟意識到了對于“萬事萬物之理”要“絲分理解”的西方理性抽象科學(xué)思想的重要性。不過徐光啟除《幾何原本》之外,研究論述的方向也多以實用為主,如《度數(shù)旁通十事》《泰西水法》等,少有涉及具體的力學(xué)理論知識的論述。這也是當(dāng)時一種認為西學(xué)是“器”而非“道”,于身心無益的主流觀點的體現(xiàn)。
為了使自己的學(xué)說更容易被士人們所接受,明末清初的傳教士們在中國傳播西學(xué)知識時,也樂于借助中國傳統(tǒng)自然觀中的一些認識,例如利瑪竇在《坤輿萬國全圖》中就利用了屈原提到的天有九重的認識來引入亞里士多德式宇宙論[27]。而這種利用中國傳統(tǒng)觀點來介紹西學(xué)的做法,一定程度上會阻礙亞里士多德力學(xué)體系在士人中的傳播。
例如,《泰西水法》在當(dāng)時西方并不清楚月球影響海水形成潮汐的具體方式[28]的情況下,于介紹潮汐運動時使用了中國的陰陽理論:“問:海水潮汐者,何也?曰:察物審時,窮理極數(shù),即應(yīng)月之說,無可疑焉。月為陰精,與水同物。凡寰宇之內(nèi),濕潤陰寒,皆月主之?!盵26]而在存在其他解讀文本(如《寰有詮》中的“別有含藏之力”[20])的情況下,《泰西水法》對潮汐的論述是在當(dāng)時學(xué)習(xí)西學(xué)的士人中流傳最廣的——熊明遇《格致草》以及方以智《物理小識》中的潮汐理論均采用了《泰西水法》中的說法[27,29],顯然這種說法更容易讓當(dāng)時的士人們接受。而像這樣在著作中使用中國傳統(tǒng)的“陰陽理論”對運動原因進行解釋,某種程度上屏蔽了西方(亞里士多德)關(guān)于運動原因的探討,因為這是兩種不同的探討方式。盡管當(dāng)時西方對力與運動的認識還沒有達到牛頓時代的程度,但是還是在用“力”來解釋運動原因,而中國用的就是另外一套知識體系了。
此外,揭暄在《物理小識》中描述行星運動相對速度的論述為“金水繞日為輪確矣,水輪近日故速于金”[30]。在明末清初亞里士多德力學(xué)體系已經(jīng)基本完整地傳入了中國的情況下,揭暄對于速度的描述卻完全沒有提到當(dāng)時已經(jīng)傳入的西方 “運動速度與受力大小相關(guān)”的認識。實際上,《物理小識》與《格致草》兩部著作對當(dāng)時已經(jīng)傳入的西方對力與運動關(guān)系的認識可以說是只字未提??梢姰?dāng)時的士人對于這些知識并不重視。
雖然明末清初傳入中國的亞里士多德力學(xué)體系在當(dāng)時并沒有得到重視,不過到了清末,有很多士人注意到了西方“力學(xué)”的重要性,如沈宗祉在《泖東草堂筆記》中就寫道:“重學(xué)……一經(jīng)西人揭出恍如發(fā)蒙,如欲能自制造,熟其理則自能推其廣也”[31],雖然沈宗祉對于“重學(xué)”的認識依然停留在其可以用于制造省力器具的程度,但也承認了“重學(xué)”的重要性。此外,當(dāng)時如北洋水師學(xué)堂、格致書院等各個西式學(xué)堂都有教授“重學(xué)”,并將之列入了考核范圍之內(nèi),可見清末的士人們比起明末清初時期是更加重視和愿意學(xué)習(xí)西方力學(xué)的。那么如果有清末士人學(xué)習(xí)西學(xué)時,閱讀了明末清初介紹了亞里士多德力學(xué)知識的著作,其中的一些認識就會對其學(xué)習(xí)和理解新傳入的牛頓力學(xué)造成一定影響。
陳志輝《從<空際格致>邵璔批跋本看明譯西書對晚清士人的影響》一文中提到,明末清初的漢譯西學(xué)書籍,在洋務(wù)運動中受到了想要學(xué)習(xí)西方知識的中國士人的關(guān)注[32],誠然如此。除去陳志輝此篇文章中提到的邵增與趙烈文以外,還有很多晚清士人閱讀過明末清初的漢譯西書,例如道光癸未(1823年)進士沈濂和光緒十六年(1890年)榜眼文廷式在他們的筆記《懷小編》[33]與《純常子枝語》[34]中都提到了大量明末清初西學(xué)相關(guān)書籍。就連《格致書院課藝》的征引書目之中也包含有很多明末清初的西學(xué)書籍[35]??梢娗迥┑氖咳藗冊趯W(xué)習(xí)西方知識時閱讀明末清初西書的情況比較普遍,除傳統(tǒng)知識分子以外,很多新式學(xué)堂中的學(xué)生也都是能夠讀到這些西書的。
17世紀以后隨著化學(xué)的發(fā)展,四元素說在西方逐漸被否定,到了清末已經(jīng)成為了過時的理論,是不會在第二次西學(xué)東漸中作為先進知識傳入中國的。但是在第一次西學(xué)東漸之時,四元素說是貨真價實的西方自然觀的基石,當(dāng)時很多西學(xué)著作均對其有大量的介紹。四元素說中隱含有力的作用的元素運動部分既是古希臘至中世紀力學(xué)理論的基礎(chǔ),又與中國五行說很相似,相對易于中國士人接受,還與天地一統(tǒng)的牛頓力學(xué)有較大出入,很容易對清末士人造成影響。舉例來說,道光二十四年(1844年)舉人韓應(yīng)陛在他的筆記《讀有用書齋雜著》中就提到了西方四元素之間的輕重關(guān)系并對其做出了評論[33],如果這些四元素說的知識先入為主,很容易與當(dāng)時傳入的牛頓力學(xué)知識產(chǎn)生沖突,導(dǎo)致士人們對牛頓力學(xué)的理解產(chǎn)生偏差。
雖然有關(guān)于科學(xué)革命的論述在清末還沒有被提出,牛頓力學(xué)相對于亞里士多德體系的革命性還沒有成為共識,不過西方很多力學(xué)著作中都指出了亞里士多德的力學(xué)理論與新的牛頓經(jīng)典力學(xué)體系相比有哪些錯誤,如胡威立(William Whewell)的The First Principles of Mechanics(1832)與An Introduction to Dynamics(1832)以及Harvey Goodwin的Elementary mechanics(Part2) (1853)中都提到了亞里士多德力學(xué)認識的錯誤5)The First Principles of Mechanics第69頁提到物體輕重影響下落速度以及空氣填補空隙推動物體運動的觀點的錯誤,An Introduction to Dynamics前言第xi頁介紹了亞里士多德對于自然運動以及受迫運動的錯誤認識,Elementary mechanics(Part2)在第43-47頁除去物體下落、自然運動、受迫運動等問題之外還提到亞里士多德沒有認識到慣性。[36-37]??梢?,亞里士多德哪些力學(xué)認識是錯誤的,在19世紀西方受過物理學(xué)教育的人之中是一種常識。
然而,這種常識卻很可能沒有在第二次西學(xué)東漸時傳入中國。如艾約瑟(Joseph Edkins)編譯的《西學(xué)略述》一書中,就并未介紹牛頓力學(xué)與亞里士多德力學(xué)的不同[38]。而且牛頓力學(xué)傳入中國過程中最早最重要的兩本著作——李善蘭與艾約瑟合譯的《重學(xué)》原書An Elementary Treatise on Mechanics[39]以及李善蘭與偉烈亞力(Alexander Wylie)合譯的《談天》的原書Outlines of Astronomy[40]中都并未提到亞里士多德的有關(guān)力學(xué)認識。徐建寅與傅蘭雅(John Fryer)合譯的《電學(xué)》卷首介紹牛頓建立萬有引力定律時也只是說“后此未久奈端(牛頓)思得萬物向心力之理,以征前言之誤”,并未解釋“前言之誤”具體是什么[41]。再觀當(dāng)時其他涉及到牛頓力學(xué)的著作,丁韙良(William Alexander Parsons Martin)的《格物入門卷五》[42](力學(xué)),王韜的《西學(xué)原始考》[43]與《西學(xué)圖說》[44]以及與王韜與偉烈亞力合譯的《重學(xué)淺說》[45]中均沒有提到亞里士多德6)王韜《西學(xué)原始考》稱: “一千六百六十六年國朝康熙五年奈端(牛頓)始究日與地有大攝力,知天上地下萬物皆有相引之理,是以重物向地心下墜與日環(huán)地球之理同。”介紹了天地力學(xué)理論統(tǒng)一的正確性,雖未提及亞里士多德,但一定程度上也可以說是論及了亞里士多德認識的錯誤,只不過并不全面。,王韜與偉烈亞力合譯的《西國天學(xué)源流》[46]中也只是提到了亞里士多德的一些天文學(xué)觀點。當(dāng)時的西學(xué)著作中對于牛頓的介紹也多止于他的天文學(xué)貢獻及他對萬有引力定律的建立(還有數(shù)學(xué)貢獻)。除前文提到的《電學(xué)》中的記載以外,丁韙良的《西學(xué)考略》[47]、李善蘭與偉烈亞力的《談天》[48]、王韜與偉烈亞力的《西國天學(xué)源流》[46]中對于牛頓的介紹都是如此。這些第二次西學(xué)東漸中提到牛頓或與牛頓力學(xué)有關(guān)且傳播相對廣泛的著作均沒有提及牛頓力學(xué)相較于亞里士多德力學(xué)的區(qū)別之處,那么應(yīng)該可以認為這一重要信息并未在當(dāng)時傳入中國,或者傳入了也并未被士人們普遍了解。
第二次西學(xué)東漸中少見地論述了亞里士多德錯誤的文章——慕威廉(William Muirhead)的《格致新法總論》中只講到亞里士多德格物學(xué)“播行遐邇?nèi)缈`人心曾經(jīng)二千年間”,“只要操權(quán)人意,放厥膽量,講論天地功用,枉費心力,時無裨益?!盵49]其后續(xù)文章《格致新法》中同樣僅提到四行說是“猜議”出來的[50],兩篇文章均沒有提到亞里士多德的力學(xué)認識的具體錯誤之處。實際上,有很多明末清初漢譯西書中對于亞里士多德力學(xué)的論述都沒有提到亞里士多德的名字,這就會導(dǎo)致晚清士人哪怕閱讀了《格致新法》這類文章也很難認識到第一次西學(xué)東漸中哪些相關(guān)知識是錯誤的。
國人對西方科學(xué)發(fā)展的認識可以從吳汝綸的《桐城吳先生日記》當(dāng)中了解一二,其中有“至近世學(xué)術(shù)乃希臘學(xué)問之再興”;“格致之學(xué)自希臘羅馬式微后千余年無人提唱,至元明之際意大利有戛里留(伽利略)諸人……英吉利有培根、奈端(牛頓)諸人,于是重、光、氣、水、火諸學(xué)益興”;“奈氏(牛頓)于天文格致推得新理至多,發(fā)明吸力為功尤鉅”[51]等描述,可見吳氏雖然對于西方科學(xué)的發(fā)展過程有大致的認識,然而卻并未意識到牛頓力學(xué)誕生前后力學(xué)知識體系的變化,沒有發(fā)現(xiàn)清末傳入的西方力學(xué)知識已經(jīng)與之前的知識是完全不同的知識體系。而錢熙輔的《重學(xué)》跋語中也只是提到“西人重學(xué)遠有師承,近百余年間愈入愈深”[52],顯然也沒有意識到牛頓以后西方力學(xué)的大變革。
在這樣的時代背景下,清末多數(shù)學(xué)者在學(xué)習(xí)西方力學(xué)時,是分不清西方古典力學(xué)與牛頓經(jīng)典力學(xué)所代表的完全不同的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)、思想方法的。而如果沒有發(fā)現(xiàn)明末清初西書中的亞里士多德古典力學(xué)知識很多已經(jīng)被牛頓力學(xué)所淘汰,就會產(chǎn)生一定的錯誤認知。如許樹枌的《槍炮放彈有空氣阻力又有地心吸力釋義》一文中就有:“彈初出時與空氣相阻敵,繼而空氣從旁擦過以補彈過處之空,空氣若從后推送。彈行愈速則彈后推力愈微”[53]的描述,這種空氣為了填補空虛推擁彈矢而行的亞里士多德式運動觀顯然不會出自第二次西學(xué)東漸時的西方力學(xué)書籍。應(yīng)為許氏“博覽時務(wù)格致兵農(nóng)諸書”[54]之時學(xué)習(xí)到了第一次西學(xué)東漸傳入的亞里士多德力學(xué)體系中的認識,且并未發(fā)現(xiàn)這種認識已被淘汰所致。類似的例子還有楊毓輝在《槍炮須知》中的論述:“······彈重而墜速。凡彈在空中被地心力所攝,即仍垂線下墜,而墜之遲速視乎彈之重輕”[53]。楊毓輝在光緒十五年(1889)至十九(1893)年之間曾就讀于格致書院[55]。上文已經(jīng)提到,格致書院的學(xué)生能夠讀到明末清初的西學(xué)書籍,這樣看來,楊毓輝會產(chǎn)生“彈重而墜速”的認識極有可能是在書院的“重學(xué)”課堂中沒有將牛頓力學(xué)理解清楚,又受到明末西書中記載的亞里士多德力學(xué)認識的影響,以至于認識出現(xiàn)了混淆之故??梢姷谝淮挝鲗W(xué)東漸時傳入的亞里士多德力學(xué)體系中的一些認識在一定程度上影響了晚清士人對于牛頓力學(xué)“力”的學(xué)習(xí)和理解。
通過對明末清初亞里士多德力學(xué)體系傳入中國的情況進行分析,我們發(fā)現(xiàn)亞里士多德力學(xué)體系及其中世紀改良成果“沖力學(xué)說”通過不同的渠道或文本比較完整地傳入了中國。明末清初雖然有一部分士人對西方相對理性的科學(xué)思想表示了贊同,但是由于西方理性的力學(xué)知識與中國傳統(tǒng)自然觀有較大出入,導(dǎo)致當(dāng)時的士人們對其并不重視。但我們發(fā)現(xiàn)明末清初傳入中國的亞里士多德力學(xué)知識,在清末學(xué)者中的論述中多有發(fā)現(xiàn),而且在學(xué)習(xí)過程中與清末新傳入的牛頓力學(xué)相混淆,從已有的文獻中可以看到當(dāng)時的人們并未認識到牛頓力學(xué)的知識體系已經(jīng)完全取代了亞里士多德的力學(xué)知識體系,這種情況某種程度上影響了人們對于牛頓力學(xué)中關(guān)于“力”的認識的理解。
西方從亞里士多德古典力學(xué)發(fā)展到牛頓經(jīng)典力學(xué)體系經(jīng)過了一千多甚至兩千年。這期間人類智力經(jīng)歷了一個十分艱難的發(fā)展過程,即常識的、經(jīng)驗的亞里士多德物理學(xué)被抽象的、模型化的經(jīng)典力學(xué)所替代。牛頓經(jīng)典力學(xué)作為力學(xué)的發(fā)展成果更加遠離人們的經(jīng)驗,更加難以理解,但亞里士多德力學(xué)中的認識卻與我們的常識非常接近,容易被一般人所接受。正像著名科學(xué)史家科恩所言:“或許有些奇怪,大多數(shù)人對運動的看法其實只是兩千多年前提出的物理學(xué)體系的一部分,而且這個體系至少在1400年前就被實驗證明是有問題的。”[14]在第二次西學(xué)東漸的前期,士人們在未接受專業(yè)的經(jīng)典力學(xué)訓(xùn)練的情況下,對力與運動的關(guān)系的認識受到與常識更加接近的亞里士多德力學(xué)的影響實在是再正常不過了。哪怕在今天,想要學(xué)懂經(jīng)典力學(xué),想要講清楚“力”、“運動”與“速度”、“加速度”等概念以及它們之間的關(guān)系,依然需要一定的基礎(chǔ)。對一般人而言,回答上述問題很可能會不自覺地回到經(jīng)驗中來,像亞里士多德那樣思考。接受經(jīng)典力學(xué)需要放棄常識,這一點在清末是難以做到的,即使在今天也是一樣。從本文的研究看到,清末士人甚至不知道這是兩種完全不同的知識體系,更不用說做到完全理解了。這就提示我們中西科學(xué)交流研究需要回到當(dāng)時的知識場景中去思考,只有這樣才能真正理解當(dāng)時士人對西學(xué)的接受情況。