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专题
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时务学堂理科教材的幕后故事:传教士、科学家与洋务运动

时务学堂的课程,设有格算门,让学生学习格算之学,其中包含了算、理、格物诸学,这些也就是今天所说的数学、物理、化学、地理乃至天文诸学科。而涉及众多学科,自然要有相应的质量优秀的教科书以供学习,但当时中国并没有由中央统一编著的自然科学教科书。这些教材各有来历,从中可以窥见晚晴在向西方学习的洋务大潮中的一个侧面。

现从《第一年读书分月课程表》中摘录格算之书,并按学科分类如下。

数学:《学算笔谈》、《笔算数学》。以为学算显浅易入之书。

《几何原本》、《形学备旨》。二书宜参互读。《代数术》、《代数备言》。二书宜参互读。

《代数备旨》、《代数难题》、《代微积拾级》、《微积溯原》。

天文学:《谈天》与天文图说、天文揭要参看。

地理学:《地学浅识》与《地学指略》、《地学稽古论》并读。

化学:《化学鉴原》、《化学鉴原》续编、《化学分原》。

自然科学常识教科书:《格物质学》。此为言格致总学,最新而最明白之书。

这些教材中,有中国人自己的著作,譬如《学算笔谈》是晚清数学家华衡芳对数学的一部评论性著作,也是一部通俗浅近的教科书;也有很多是很多教材是来华传教士和中国助手所所编著,如狄考文编译了大量数学和科学教材。而中国科学家也会与传教士合作进行西方教材的翻译。他们为中国教育的近代化做出了巨大的贡献。

首先要提的是狄考文(Calvin Wilson Mateer ,1836—1908),他是美国基督教北长老会来华传教士、教育家、翻译家和慈善家、中国近代科学教育的先驱。在山东从事宣教、教育长达45年之久,创办了中国第一所现代高等教育机构文会馆、广文大学(齐鲁大学之前身);开设博物馆,传播西方的科学与文化,被誉为“十九世纪后期最有影响的传教士教育家”。在其人生最后十八年,担任圣经翻译委员会主席,主持翻译了流传至今的圣经中文译本“和合本”。狄氏精数学,时务学堂学生所读的《笔算数学》、《形学备旨》、《代数备旨》,均由狄考文编译而成。

《笔算数学》—— 我国教育史上最早的笔算课本

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《笔算数学》,是清末美国传教士狄考文与他的学生邹立文(文会馆第一届毕业生。后留校任数,是狄考文编写教科书的重要助手)编译的,初版于光绪元年(1875年)。 这本书是我国教育史上最早的笔算课本 , 也是初次把阿拉伯数字引入中国的“功臣”。

1864年,狄考文夫妇在山东登州(现蓬莱)创办了一所学校,1876年,学堂改名为“文会馆”, “取以文会友之意”。1884年发展成中国第一所现代大学。狄考文将西方先进的教育体制和现代科学知识介绍过来,最早引入了数学笔算。它开设的数学课程门类最多,细分多达10门。但狄考文在引进西方现代数学时,遇到了许多障碍。

首先是教材的版式问题。当时中国人看的都是传统的竖写形式,无法阅读西方书籍。狄考文在编写《笔算数学》一书时,便兼顾中西传统习惯,将加减乘除四则运算的算术例题,设计成横式和竖式两种。这样一来,学生既能理解题意,又可以很快适应西式教育。同时,此书还完成了近代中国传统算学由竖排向横排的过渡,并为中国现代数学教材的编写提供了模板和范本。其次是文体的问题。当时文言八股风行,艰涩难懂,普通家庭的孩子无法读懂,所以狄考文在编写数学教材时采用了“白话”和“文理(文言文)”两种版本,开创了用白话编写教科书的先河。

当时,阿拉伯数字被认为是“洋文”,在官方看来,使用洋文是大逆不道的,曾经在科举考试中,一位考生因为使用阿拉伯数字而被判了零分并赶出考场。直至1906年,在官方学堂的教材中,仍然见不到阿拉伯数字。

狄考文在1877年上海传教士大会上积极倡导使用阿拉伯数字,并首先在文会馆的数学教材编写中,将中国大写数字改换成阿拉伯数字,加减乘除符号采用 “+ 、-、× 、÷”,分数记法也采用分子在上、分母在下,这种形式一直沿用到今天。《笔算数学》一书出版后,再版30余次,流行近半个世纪,成为清末民初全国新式学堂首选和通用的数学教材。

狄考文还编译了《形学备旨》,该书由美华书馆于1885年出版,是一部初等几何教科书.与同时期中文数学译著相比,该书在书名选取、内容编排、数学符号使用、白话文体选择及教学理念上都有其独到之处,是近代编写水平较高的初等几何教科书。出版后广受欢迎,在 26年间印刷 24 次,且有多个版本 ,说明社会需要之多,影响之大。该书对几何学在中国的普及起到了重要作用。

《代微积拾级》——西方微积分著作的第一部中文译本

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咸丰年间墨海书局刻本《代微积拾级》

《代微积拾级》内容包括代数几何(即解析几何)、微分学和积分学三大部分。这部书由清代著名数学家李善兰与英国汉学家、伦敦传道会传教士伟烈亚力(Wylie Alexander, 1815~1887)合作翻译。

墨海书馆是1843年英国伦敦会传教士麦都思、美魏茶、慕维廉、艾约瑟等在上海创建的书馆,是上海最早的一个现代出版社,撰写、翻译了许多介绍西方政治、科学、宗教的书籍。1852年夏,自幼喜爱并精于数学的李善兰到上海墨海书馆,将自己的数学著作给来华的外国传教士展阅、受到伟烈亚力等人的赞赏,从此开始了他与外国人合作翻译西方科学著作的生涯。李善兰与伟烈亚力翻译的第一部书,是欧几里得《几何原本》后九卷(前六卷由徐光启与利玛窦合作翻译,他们于1606年完成前6卷的翻译,1607年在北京印刷发行。),并在1857年完成翻译。

接着,《代微积拾级》于1859年在上海墨海书馆出版,底本为美国数学家罗密士在1851年所著的《解析几何与微积分》。李善兰创造的微分、积分二词,及其精确地刻画了数学分析学的特征,在中国沿用至今。今日,东方各国使用汉字的地方,都采用这两个名词。因而这是一份具有国际性的贡献。

《代微积拾级》的影响不仅限于中国。它东渡日本,形成了中日数学交流历史上的重要事件。在日本明治维新之前,日本数学家多受中国古代数学的影响,熟悉汉文表达的数学含义。他们对于西方“相对艰深”的微积分学,直接阅读原作尚有困难。于是《代微积拾级》成为了一块可以利用的跳板。1872年(明治五年),日本出版了《代微积拾级译解》。日本著名数学史家三上义夫说:“第一次将欧洲数学引入日本的,肯定是李善兰和伟列亚力翻译的罗密士的微积分。该书出版不久就传到了日本”。

中日两国的数学名词中,使用汉字的部分,大多相同。初等数学部分大多源自徐光启和利玛窦翻译的《几何原本》,高等数学部分则始源于这本《代微积拾级》。类似微分、积分的新名词,还有代数、常数、变数、已知数、函数、系数、指数、级数、单项式、多项式、微分、横轴、纵轴、切线、法线、曲线、渐近线、相似等,都出自伟列亚力和李善兰之手。

李善兰并不乏杰出的继承者。华蘅芳就是一位。华蘅芳(1833—1902),字若汀,中国清末数学家﹑科学家、翻译家和教育家。江苏无锡县人。出生于世宦门第,青年时(1853年)与同乡好友徐寿游学上海,在上海墨海书馆拜访翻译西方近代科技书籍的李善兰,并结识了传教士伟烈亚力和傅兰雅、以及容闳等人,开阔了眼界。华蘅芳与李善兰交往,李氏向他推荐西方的代数学和微积分。1861年为曾国藩擢用,和徐寿一同到安庆的军械所,绘制机械图并造出中国最早的轮船“黄鹄”号。他曾三次被奏保举,受到洋务派器重,一生与洋务运动关系密切,成为这个时期有代表性的科学家之一。

华蘅芳同傅兰雅共译出《代数术》25卷(1872年),《微积溯源》8卷(1874年)等一大批著作。这两套书籍是继李善兰同伟烈亚力合译《代数学》与《代微积拾级》(1859年)之后的两部重要着作。华衡芳译作文字明白晓畅,内容丰富多彩,使高等数学的基础知识和基本方法得以进一步传播。他还介绍了西方数学家和数学史。他是李善兰之后引进西算影响最大的人。

《化学鉴原》——中国第一本近代化学理论教科书,《无机化学》的老祖宗

同华蘅芳同游上海的无锡老乡徐寿(1818—1884)也是一位杰出的人才,他被许多科学史专家都公推为我国近代化学的启蒙者。《化学鉴原》就是徐寿参考英国一本教科书《Well’s Principles of Chemistry》一书的无机化学部分所翻译的。该书是“韦而司科学丛书(Well's Scientific Series)”系列之中的一种,由英国人傅兰雅口译、徐寿笔录而成。书中以当时已知的各种元素分章,简要的介绍了各种元素及其化合物的性质、制取方法、用途等。反映了当时的化学成就,难度相当于今高中一年级教科书水平。

徐寿青少年时学过经史,研究过诸子百家,常常表达出自己的一些独到见解,因而受到许多人的称赞。然而他参加取得秀才资格的童生考试时,却没有成功。经过反思,他感到学习八股文实在没有什么用处,毅然放弃了通过科举做官的打算,转向了经世致用之学。

1856年,徐寿再次到上海,读到了墨海书馆刚出版的《博物新编》中译本,这本书的第一集介绍了诸如氧气、氮气和其他一些化学物质的近代化学知识,还介绍了一些化学实验。这些知识和实验引起了他的极大兴趣,他购买了一些实验器具和药品、根据书中记载,边实验边读书,加深了对化学知识的理解,同时还提高了化学实验的技巧。徐寿甚至独自设计了一些实验。

随着洋务运动的兴起,博学多才的徐寿引起了洋务派的重视,曾国藩、左宗棠、张之洞都很赏识他。1861年,曾国藩开设了安庆军械所,他以研精器数、博学多通的荐语征聘了徐寿和他的儿子徐建寅,以及包括华蘅芳在内的其他一些学者。1863年,徐寿、华蘅芳以及17岁的徐建寅,一起在安庆内军械所开始了试制蒸汽动力舰船的美高梅在线登录网址。1866年4月,在徐寿、华蘅芳主持下,南京金陵机器制造局制造出中国海军的第一艘蒸汽动力船一一"黄鹄"号。

为了组织好译书美高梅在线登录网址, 1868年,徐寿在江南机器制造总局内专门设立了翻译馆,除了招聘包括傅兰雅、伟烈亚力等几个西方学者外,还召集了华蘅芳、季凤苍、王德钧、赵元益及徐建寅等略懂西学的人才。

1868年起,徐寿在江南制造总局"翻译馆"从事翻译美高梅在线登录网址17年,专门翻译西方化学、蒸汽机方面的书籍。系统地介绍了19世纪七、八十年代化学知识的主要内容。《化学鉴原》就是这时与傅兰雅合作翻译的。在翻译中,他凭借过人的智慧,巧妙地发明了音译的命名方法,首创了一套化学元素的中文名称。即把化学元素的英文读音中的第一音节译成汉字,作为这个元素的汉字名称。例如,对固体金属元素的命名,一律用"金"字旁,再配一个与该元素第一音节近似的汉字,创造了 “锌”、"锰"、"镁"等元素的中文名称,被我国化学界接受,沿用至今。日本得知后,立即派学者来我国学习,并引回日本使用,徐寿对我国近代化学发展起着先驱的作用。

为了传授科学技术知识,徐寿和傅兰雅等人于1874年在上海创建了格致书院。这是我国第一所教授科学技术知识的场所。它于1876年正式开院, 1879年正式招收学生,开设矿物、电务、测绘、工程、汽机、制造等课目。同时定期地举办科学讲座,讲课时配有实验表演,收到较好的教学效果。为我国兴办近代科学教育起了很好的示范作用。

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《化学鉴原》

时务学堂的几本理科教材,浸透了中国的科学家和来华传教士的辛勤汗水,他们在传统社会向近代社会转型的过程中,投身于教育事业,引进和传播国外先进的科学技术,对近代科学技术在我国的发展作出了不朽的贡献,值得后人铭记。

黄冠华 整理

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