從皇朝經世文編看晚清自然科學

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【內容提要】本文以九種《皇朝經世文編》為史料依據，考察近代科學知識從西方輸入時，晚清社會大眾如何進行文化和知識架構的調整，以試圖認識近代科學的本質，形成自己對近代科學的認知體系的過程。

【摘要題】思想·文化

【關鍵詞】科學/格致/西學/學科

【正文】

近代科學在中國是通過移植的方式建立起來的，因而必然會產生中國固有文化與近代科學在觀念上的銜接問題，即如何調整原有的知識體系。關于這一問題，以往的有關研究多以當時的著名人士尤其是所謂的“先進”人士的觀念作為研究對象來考察，然而這樣的研究在反映社會大眾對近代科學認知的實際狀況上不無缺陷。因此，本文試用體現儒家經世致用思想的《皇朝經世文編》作為考察的資料依據。《經世文編》的編纂在晚清蔚然成風，前后多達數十種，所輯文章既有出自碩儒高官的，更大量出自普通知識分子，因而成為反映社會一般認知狀況的史料。本文就此選擇了其中流傳較廣、影響較大的九種：賀長齡輯《皇朝經世文編》（1826年，簡稱《賀編》）；饒玉成輯《皇朝經世文編續集》（1882年，簡稱《饒編》）；葛士浚輯《皇朝經世文續編》（1888年，簡稱《葛編》）；盛康輯《皇朝經世文續編》（1897年，簡稱《盛編》）；陳忠倚輯《皇朝經世文三編》（1898年，簡稱《陳編》）；麥仲華輯《皇朝經世文新編》（1898年，簡稱《麥編》）；邵之棠輯《皇朝經世文統編》（1901年，簡稱《邵編》）；何良棟輯《皇朝經世文四編》（1902年，簡稱《何編》）；求是齋主人輯《皇朝經世文編五集》（1902年，簡稱《求是齋編》）及甘韓輯《皇朝經世文新編續集》（1902年，簡稱《甘編》）。由于“格致”或者“格物”是晚清用于表達科學內涵時最為常用的概念，因此本文考察先從“格致”的涵義入手。

一、“格致”的倫理取向與自然研究取向

“格致”即“格物致知”的簡稱，出自儒家經典《大學》：“古之欲明德于天下者，先治其國；欲治其國者，先齊其家；欲齊其家者，先修其身；欲修其身者，先正其心；欲正其心者，先誠其意；欲誠其意者，先至其知；致知在格物。物格而后知至，知至而后意誠，意誠而后心正，心正而后身修，身修而后家齊，家齊而后國治，國治而后天下平。”可見儒家“格致”所關注的是社會倫理問題，作為實現“誠正、修齊、治平”的基本手段。

早期《經世文編》中“格致”一詞的使用，多反映了這種倫理取向。例如，陸世儀認為，“格致工夫，義禮居其大半”（注：陸世儀：《思辨錄論學》，《賀編》，卷3，學術3，法語。），可見義禮是儒家格致的主要內容。俞長城更強調格致是實現治國平天下所不可或缺的，“夫格物致知、誠意正心、修身齊家，以至治國平天下，此自然之理而必至之勢也。今而曰：物不必格也，知不必致也，意不必誠，心不必正，而身不必修也，我治天下而已耳。是猶不逾跬步，而欲至千里，吾見其不能及也。”（注：俞長城：《王霸辨》，《賀編》，卷7，治體1，原治上。）凌廷堪這樣解釋格致：“所謂物有本末，事有終始是也。格物格此也。禮器一篇，皆格物之學也。若泛指天下之物，有終身不能盡識者矣。必先習其器數儀節，然后知禮之原于性。所謂致知也，知其原于性，而后行于誠。”（注：凌廷堪：《復禮中篇》，《賀編》，卷54，禮政1，禮論。）這就是說格致的目的是通過對物性的理解而明白禮，并由此而達到知行合一。另外，從《經世文編》的編纂體例來看，大量關于格致的文章，多被列于“治體”、“禮政”以及“學術”或“原學”門類下，這種分類也體現了儒家格致活動的倫理取向。

事實上，儒家的格致也包含有自然研究。在早期《經世文編》中，這類文章被列于“戶政”綱中的“荒政”門下。楊景仁的《備雜糧》中提到明朝周憲王的《救荒本草》及王磐的《野菜譜》，認為“二書皆精于格致”（注：楊景仁：《備雜糧》，《賀編》，卷41，戶政16，荒政一。）。書中內容主要是有關植物性狀及其應用。故而此處的格致亦指自然研究的活動。趙元益在《備荒說》中，將格物進一步具體化，用于考察土壤的性質，“茍能講求樹藝，則天下實無不可用之土也。要在格物者之善察其性耳。”（注：趙元益：《備荒說》，《葛編》，卷39，戶政16，荒政下。）儒家格致不排斥自然研究，但這種活動不是以形成科學理論為最終目的，而是僅關注其實際功用。

在較后的《經世文編》中，有人認為，朱熹為《大學》所作的注解就使得儒家的格致須囊括自然研究的內容，“所謂致知在格物者，言欲致吾之知，在即物而窮其理也。”依據朱熹的“即物窮理”說，作者指出：“非格物則不知造化自然之理。由此則知敬天，知敬天則自能于誠正修齊之功，循序漸進，以冀不愧于屋漏。”（注：《論格致之學》，《邵編》，卷95，格物部1，格致。）但格物的終極目的仍是達成“誠正、修齊、治平”之功。這也反映在對所格之“物”的分類上。李元度提出：“論者頗疑天下之物無窮。格物者，從何起訖？”他的處理方式是將“物”的范圍具體化，“一曰六德：知、仁、圣、義、中、和；二曰六行：孝、友、睦、姻、任、恤；三曰六藝：禮、樂、射、御、書、數。司徒之教，即大學之教。”（注：李元度：《格物說》，《饒編》，卷3，學術3，原學。）顯然，屬于自然范疇的“物”只在其中的“六藝”中占很小一部分。葉耀元則按重要程度，將儒家所格之物進行排序：“古之致力于格物者，有表里，有次序。最要者，仁義禮智四端；次君臣父子；類次與人接物；類次禮樂詩書六藝及古今人物、事變、天地高厚、鬼神幽顯；類尤次者，雖一蟲一魚一草一木，亦當因其已知之理而益窮之，以求至乎其極。”（注：葉耀元：《格物窮理說》，《邵編》，卷95，格物部1，格致。）從這個角度來看，屬自然范疇的“物”是放在“類次”及“類尤次”的最低層次的。

而且，在學術分類上，儒家格致的自然研究體現出某種功利性。在經史子集四部分類法中，與自然研究相關的門類多被置于子部之下，其中，“農家”以“民，國之本也，谷，民之天也”；“醫家”以“本草經方，技術之事也，而生死系焉”；“天文算法”以“重民事者先授時，授時本測候，測候本積數”；“術數”以“百家方技，或有益，或無益，而其說久行，理難竟廢”；“藝術”以“游藝亦學問之余事，一技入神，器或寓道”（注：《子部總》，《賀編》，卷5，學術5，文學5。）。由此可見，雖然自然研究已成為儒家行為的一部分，但自然研究與理學是一種依附關系。假如有關自然研究的知識對儒家格物的終極目標無益，那么這些知識也許就失去了意義。這種情況制約了中國傳統的自然研究向近代科學的轉變。

于是，當近代科學以“西學”的形態輸入時，這種儒家格致的認知架構便面臨著挑戰。人們在將西學進行“格致”的歸類時，自身的格致概念也便在不斷調整。

二、中西格致之別

《四庫全書總目提要》為耶穌會士艾儒略的《西學凡》所寫的提要《西學》，以儒學為參照，認為西學是：“其致力亦以格物窮理為本，以明體達用為功，與儒學次序略似。特所格之物，皆器數之末；而所窮之理，又支離神怪而不可詰。是所以為異學耳。”（注：《四庫全書總目提要·西學》，《賀編》，卷69，禮政16，正俗下。）這一評論反映了人們將包括近代科技的“西學”納入儒家的格致架構中來理解，其“次序”在“器數之末”。

這種評價也為晚清知識分子所繼承，體現在他們專門討論中西格致之別的文章中。這類文章主要收在《陳編》的“格致”門類下。辟出獨立的“格致”門類，說明人們已有將格致視作獨立學問的傾向，然而從其討論來看，這些議論雖已承認西學格致在實際應用上的優勢，并倡導學習近代科學知識，但最初對兩者之間本質差異的認識沒有大的進步。如李鴻章的《格物入門序》，還主要是從訓詁而不是學理的角度來看待兩者的差別：“如以西學‘界’字之義詰大學‘格’字之意，則界以內皆所當窮至者也，界以外皆所當捍御者也。二家之說，無事紛拏矣。”雖然他沒有將西學格致視為“異學”，但在他看來，近代科學也僅是有關“象緯器數”的學問，價值在于“開物成務，利用厚生”。另外，從他強調“西學格物之說，不背于吾儒”（注：李鴻章：《格物入門序》，《陳編》，卷10，學術10，格致上。）的觀點可知，近代科學要為人所接納，就必須首先融入儒家的思想體系。

曾就學于上海廣方言館的鐘天緯，認為“中國重道而輕藝，故其格致專以義理為重；西國重藝而輕道，故其格致偏于物理為多，此中西之所由分也。”（注：鐘天緯：《格致說》，《陳編》，卷11，學術11，格致下。）在這里，格致的物理與義理已經分開，但鐘天緯認為中西格致的差異只是側重點不同，因而聲稱“茍稍分制藝之精神專究格致，不難更駕西人而上之。”（注：鐘天緯：《西學古今辨》，《陳編》，卷11，學術11，格致下。）顯然，鐘天緯雖意識到“藝”的重要，但道、藝仍不是地位完全平等的學問。彭瑞熙也持同樣的觀點，稱“世有求格致者，以道為經，以藝為緯，則中西一貫，亦何異之有哉。”（注：彭瑞熙：《中西格致異同辨》，《陳編》，卷10，學術10，格致上。）這就是說，儒家知識分子只要對“藝”多重視一點，中西格致之間的差別就會消失。葛道殷也認為兩者的差別很小：“格致之理固無不同，而格致之事各有詳略精粗之不同。”（注：葛道殷：《中西格致本原論》，《陳編》，卷10，學術10，格致上。）

人們將西學的格致納入儒家格致的“器數之末”，其原因是僅注重西方技術的應用價值，對抽象原理的研究則甚少關心。確實，正如英國學者斯諾所說，“學術界沒有為工業革命做任何事情，……十九世紀工業而論，一切想法來自富于幻想的狂熱者和聰明的工人。”（注：斯諾著，陳恒六、劉兵譯：《對科學的傲慢與偏見》，四川人民出版社1987年版，第30—31頁。）純科學的研究與當時應用技術的革命是有相當大的距離的。

然而，科學知識的增加，使得儒家的格致越來越難以包容西學的格致。王佐才就格致的“物理”和“義理”間的區別，提出“中西相合者，系偶然之；中西不合者，乃趨向之歧”。他認為，中學格致“乃義理之格致，而非物理之格致也”，并且明確指出歷代學者所談的格致“從未有及今之西學者”（注：王佐才：《中西格致源流論》，《陳編》，卷11，學術11，格致下。）。他還注意到儒家的格致因“厚古薄今”之風而成為幾乎停滯的學問，而西學格致在他眼中是變化的、發展的、切乎實際的學問，一靜一動造成了兩者之間的差別。于是，西學的格致有了獨立于傳統格致架構之外的傾向。

人們也逐見看到近代科學本身的一些特性。如《格致論》認為格致本身有“體用”和“本原”，指出“茍習于日用之常而不察其體用，或驚為罕見之品而不溯其本原，類分飛、潛、動植而不辨其宜性，判燥濕剛柔而不別其等”是不行的。“嘗考天文、五行、食貨等書，言物性者或未竟其本原，論物理者或未推其變化，傳疑者不敢強解，志怪者無從索解，學者于此安能冀其玩索而有得乎。”（注：《格致論》，《邵編》，卷95，格物部1，格致。）這里實際上已涉及了近代科學研究的一些要素：觀察、懷疑、辨別、歸納等等。于是，作為近代科學的西學格致成為一種有自身本體和方法的獨立學問。有人指出西學的格致是“會通”的整體：“泰西之格致，悉為天然之公理，由人事之試驗，漸推漸廣，以神其運用也。分而言之曰算法、幾何、熱、重、電、化、天文、地理、聲、光、汽、水、動植、全體、醫、農、測侯、礦產等學；合而言之，皆一理之貫，各有相關。徒知一學無以得要旨，泛覽各學無以造精深，貴交通以明其理，專一以見儲用，循序漸進乃有實獲。”（注：《格致會通說》，《甘編》，卷20，學術。）

西學的格致超脫傳統的格致概念，使近代科學成為人們獨立的認知對象，但要具體掌握科學知識，人們還必須跨越這些知識背后的中西文化畛域。

三、跨越中西文化畛域的科學認知

雖然科學知識本身沒有國界，但是承載科學知識的人是有特定的民族和文化背景的，于是，人們在理解來自西洋的科學知識時，一個通常不可避免的步驟便是試圖將這些知識轉移到中國文化的背景之下。

“西學中源”說就是這種轉移的最常見表現。此說雖源于清初，但在除《賀編》外的《經世文編》各編中大量涌現，一方面是出于文化至尊心理，使引進西方科學不被斥為“用夷變夏”，另一方面也出于尋找中西學會通的路徑，尤其在涉及具體知識的問題上。例如，姚模就代數學與四元法間的關系說：“從來理溯淵源，必由乎舊，術求敏捷，必出以新。數學自河洛圖書，而后門類日增，精義日出，諸法繁多理甚精奧入者，未深迷眩矣。至本朝西人以借根方法傳入中國，借根方者即西國代數也。至近年而代數盛行，其式雖繁而理尚明，晰然西法代數即中法四元，闡而明之，集而補之，故曰代數本于四元。”他認為，“蓋四元之法中國失傳而后流入天竺，由天竺而傳入歐西，經西人推闡增詳，創為代數，復行于中國，習算者以四元簡而深為難，以代數繁而淺為易，遂謂四元不及代數，中法不如西法，是未知代數之淵源與四元之奧旨也。”（注：姚模：《西法代數本于中法四元說》，《求是齋編》，卷14，解釋。）雖然這種代數源于中國的考證全部出自臆測，但將西洋代數學與中國四元法互相參照，無疑有助于加深對代數學的理解。而隨著人們對科學知識了解的深入，這種初期“中源”說的謬誤也日益顯現，于是又有人再為其正本清源，以求得更準確的認知。如有人就早先代數稱為“東來法”而證其“中源”的說法指出：“所謂東來法者，系當時譯書之誤，西名阿爾熱巴拉，系天方國方言，言多少二數等而相消，即今之方程式也，并非為東來法。世傳借根方本于天元，其言之不確。”（注：《跋中西算學源流考后》，《何編》，卷8，學術，算學。）

更重要的是，通過這種轉移而得出有創新意義的解釋。徐有壬就是一例。他將利瑪竇所譯《幾何原本》中求球臺側面積的公式在參照唐代李淳風的《九章注》后，提出了“截球術”：“《幾何原本》謂：球與同徑同高之圓囷，其外面皮積等；截球與截圓囷同高，則其外面皮積亦等。而不直抉其所以然。檢梅氏諸書，亦未能明釋之也。蓄疑于心久矣。近讀李淳風《九章注》乃得其解。”“今釋《幾何原本》，而淳風之注因是以明，蓋淳風用方，今用圓，其理則無二也。”（注：徐有壬：《截球解義》，《葛編》，卷6，學術6，文學二附算學。）文中“圓囷”義指圓柱體，“外面皮積”現稱之為“側面積”，“截球”現稱之為“球臺”。在立體幾何中，球臺側面積公式為S＝2πrh（S為側面積，r為球體半徑，h為截球后兩個平行平面之間的距離）；而圓柱體的側面積也為S＝2πrh（S為側面積，r為底面半徑，h為圓柱體高），因此當圓柱體底面直徑與高均與球體直徑相同時，球體與圓柱體側面積相等，同為4πr[2]。

徐有壬的事例在當時翻譯的西方科學書籍中經常存在，因為書中的原理通常缺乏用較先進的符號系統寫成的公式及推導過程，故而如果沒有大量的注釋，就會很難理解。在這種情況下，徐從較熟悉的中國典籍中尋找對應的理論，使西方的知識在中國文化背景下得到理解，從而實現了理論的創新。

事實上，晚清科學知識便是在中西文化間的翻譯和注釋過程中傳播，并實現一定程度的創新的。例如有人指出：“咸豐間海寧李壬叔與偉烈亞力續譯《幾何》之后九卷，又譯《重學》，又《對數理探源》，有尖錐泛積表。錢塘戴鄂士亦有《對數簡法》，皆與訥白爾造表之理相合。然較諸彼國創始此表，真數屢次開方，假數屢次折半求至數十次，而真數、假數始能會通者，可謂事逸而功倍。徐莊愍公垛積招差割圓綴術，皆能發西人所未發。”（注：《中西算學源流考》，《何編》，卷8，學術，算學。）

四、關于科學系統性特征的認知

隨著科學知識的增加，科學內部的體系構架問題也相應地突出起來。

如前引《子部總》一文，早先關于科學知識的分類采用的是書籍分類法，對學術門類本身的內涵和外延沒有明確的界定，而且基本不考慮門類之間邏輯上的相關性。1861年，馮桂芬在《采西學議》一文中，即以書籍分類方式將部分近代科學門類納入儒家“格物”的范疇，“惟明末意大里亞及今英吉利兩國書凡數十種，其述耶穌教者，率猥鄙不足道；此外如算學、重學、光學、視學、化學等皆得格物至理。”（注：馮桂芬：《采西學議》，《葛編》，卷120，洋務20，培才。）馮氏對近代科學知識了解顯然不多，將“視學”與“光學”視為不同的門類即是一種體現。

李鴻章則試圖將明末清初傳教士輸入的西學分類方式放在中國傳統術語下來理解。“世之說易者，以理為主宰，以氣為流行，以數為對待。泰西之學，則以默達費西加說理，費西加說氣，瑪得瑪第加說數。利氏東來，中國始有《名理探》、《幾何原本》二書，蓋其一說理，其一說數，……蓋說氣之書，得之試驗，以資推測者也。如謂地心吸力悟自墜蘋，而奈端之動律出；蒸氣漲力推自煮茗，而瓦德之汽機成，固皆推見至隱之事。”（注：李鴻章：《格物入門序》，《陳編》，卷10，學術10，格致上。按：“默達費西加”（metaphysics）現譯為“形而上學”，費西加（physics）現譯為“物理學”，瑪得瑪第加（mathematics）現譯為“數學”。）在李鴻章的概念中，“默達費西加”似乎相當于儒家所謂形而上的“理”，不僅是《名理探》中的邏輯學知識，這類學問在整個學問體系中居于主導地位；根據“氣”是“得之試驗，以資推測者”，“費西加”似乎指有關自然現象的規律；而“瑪得瑪第加”指數學知識，是整個學術體系的基本工具。

自《陳編》之后的各編中，有關科學系統內部各科關系的探討逐漸興起。例如，潘克先首先確定數學在科學體系中的基礎地位，認為：“西學門類繁多，而要皆權興于算學。學者從天算入門，雖不能盡通各藝，而凡一切制造考驗分合變化皆從此出，故天算尤為西學之要也。”然后他從實用角度出發，確定各學科在科學體系中的位置：“惟于天算之外，擇要而圖，余則姑從其緩。如重學為權衡之本，機器之根，近之用于制造工程，遠之推夫天空星曜。礦學探金石之源，分煤鐵之質，銅銀鉛錫依樣可別。化學之用甚溥，體驗諸一身，覺察乎萬物，大可搜測山海，小可剖析毫芒。”（注：潘克先：《中西書院文藝兼肆論》，《陳編》，卷42，禮政7，學校中。）以科學的系統性特征作為學堂設科的依據，并在《學堂論》一文中從國家財力的角度，判斷各科發展的輕重緩急：“格致之學，請以天文氣學為一科，物理化學為一科，聲、光、電學為一科。然天文、氣學其用尚可緩，其費則獨巨，且俟財力充裕后，然后設之。是格致學內不可不先設專門學堂者，惟二科。”（注：《學堂論》，《甘編》，卷5，學校下。）從中可見其對科學系統的認識是：早先為人所看重的天文歷法已失去原有的地位，算學也已不在格致的范圍之內，而劃“物理化學”和“聲光電學”為兩科，其中聲、光、電學本屬物理學，故這種劃分可能表明對理論科學與應用科學的區別。

隨著對科學知識水平要求的提高，“學問分科”也日益被強調，如開辦京師大學堂時提到：“學問宜分科也。京師同文、廣方各館西學所教，亦有算學諸端，徒以志趣太卑，淺嘗輒止，歷年既久，成就甚稀，不立專門，終無所得也。”（注：官書局：《議覆開辦京師大學堂折》，《陳編》，卷1，學術1，原學。）

于是，在較后的《經世文編》里，“學科”這一概念逐漸被使用。雖然人們使用“學科”一詞時，其含義往往并不一致，但近代科學的各個分支逐漸獲得了“學”的地位。如張謇稱：“西政專門之書，經東（按：日本）今列為學科者，類已逾百。……日本學科并有專書，……各有設局編小學堂及中學堂課本書，譯各史及各學科書。”（注：張謇：《變法平議》，《邵編》，卷102，通論部3。）這里的“學科”一詞還是與書籍有某種關系。而梁啟超在《教育當定宗旨論》中，將“學科”理解為課程，“一國之有公教育也，所以養成一種特色之國民，使之結為團體，以自立競存于優勝劣敗之場也。然欲達此目的，絕非可以東涂西抹，今日學一種語言，明日設一門學科，茍且敷衍，亂雜無章，而遂可以收其功也。”（注：梁啟超：《教育當定宗旨論》，《甘編》，卷19，教宗。）但在他的《新史學》中，“學科”已指自成體系的學問：“今日泰西通行諸學科中，為中國所固有者惟史學，史學者學問之最博大而最切要者也。”（注：梁啟超：《新史學》，《甘編》，卷20，學術。）

同時，人們也開始思考近代科學的分科依據。有人認為，學問分類取決于物類的分化，“萬物有有形、無形之分，界限甚明，且有形之物又分有生命與無生命之兩類。物類既分，學問之類即由此而亦分。然則緣各物之類為類者，是固學問中分門最善之法也。”（注：《學問之源流門類》，《甘編》，卷20，學術。）該作者還就天文學與算學的密切關系，認為天文學不是一門獨立的學科；而地理學由于與形性學（物理學）及化學的密切關系，也不是獨立的學科。梁啟超從西方科學發展的歷史脈絡入手，探討科學體系中各學科之間的關系，“西學之屬先虛而后實，有形有質之學，皆從無形無質而生也。故算學重學為首，電化聲光汽等次之，天地人謂全體學，物謂動植物學等次之，醫學圖學全屬人事，故居末焉。”（注：梁啟超：《西學書目表序例》，《麥編》，卷21，雜纂，西學。）這一認知顛倒了以往對科學突出功利性的認知序列。

這些見解雖然只是嘗試性的，但隨著對科學系統性認知的出現，人們對科學的認知便基本完成了跨文化的調適，科學成為了中國近代知識體系中一個自成體系的組成部分。