近代前期的天文學(xué).doc

近代前期的天文學(xué)鴉片戰(zhàn)爭后到五四運(yùn)動前是中國傳統(tǒng)天文學(xué)向近代天文學(xué)轉(zhuǎn)變過程中的一個重要的過渡時期。鴉片戰(zhàn)爭后，為了謀求國家的富強(qiáng)，中國大地上出現(xiàn)了一股向西方學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的潮流。西方近代天文學(xué)知識開始全面?zhèn)魅胫袊?，傳統(tǒng)天文學(xué)逐漸遭到淘汰，而為近代天文學(xué)所取代，且在清末的一些學(xué)校中出現(xiàn)了天文學(xué)教育。從十九世紀(jì)七十年代起，西方列強(qiáng)開始在中國建立近代天文臺。民國初年，政府接管清欽天監(jiān)，成立了中央觀象臺，并出現(xiàn)了一座民辦軍山天文臺，開始進(jìn)行近代天文觀測和研究工作。這時中國已有了近代天文事業(yè)的萌芽。第一節(jié)近代天文學(xué)知識的傳入自明末清初起，西方的近代天文知識已有部分傳入中國，但傳入的內(nèi)容和產(chǎn)生的影響都極其有限，只是改變了中國的天文學(xué)方法，即西方的幾何模型方法代替了傳統(tǒng)的代數(shù)方法，而并未改變中國天文學(xué)的性質(zhì)。中國的天文學(xué)仍是為皇權(quán)服務(wù)而以歷算和星占為主的宮廷天文學(xué)。中國傳統(tǒng)天文學(xué)的御用性以及知識界盛行的“西學(xué)中源”說大大阻礙了天文學(xué)的發(fā)展，以致直到十九世紀(jì)上半葉，作為近代天文學(xué)基礎(chǔ)的哥白尼日心地動說還仍然遭到封建學(xué)者的反對。而在那時的歐洲，隨著觀測技術(shù)的改進(jìn)和理論研究的進(jìn)展，近代天文學(xué)早已有了巨大的發(fā)展。鴉片戰(zhàn)爭后，隨著五口通商和一系列不平等條約的簽訂，西方人士紛紛來華，形成第二次西學(xué)東漸，近代天文知識再度傳入中國。傳入的主要途徑是中國少數(shù)先進(jìn)知識分子與熱心介紹西方科技知識的西洋傳教士一起合作譯著、出版近代天文學(xué)書籍。最早系統(tǒng)介紹西方近代天文學(xué)的譯著是中國著名學(xué)者李善蘭與英國傳教士偉烈亞力合譯的談天。談天譯自英國著名天文學(xué)家約翰赫歇爾（J.Herschel，1792 1871）的名著天文學(xué)綱要（The Outlines ofAstronomy），是根據(jù)該書1851 年的新版譯出，1859 年在上海墨海書館出版。全書分18 卷，以哥白尼的日心地動說、開普勒行星運(yùn)動定律和牛頓的萬有引力定律為基礎(chǔ)，介紹了天體測量方法，天體力學(xué)的基本理論，太陽系的結(jié)構(gòu)和天體的運(yùn)動規(guī)律，以及恒星周年視差、光行差、小行星、天王星、海王星等一系列天文新發(fā)現(xiàn)，以及赫歇爾父子對雙星、變星、星團(tuán)和星云的觀測結(jié)果，首次向國人展示了西方近代天文學(xué)的全貌，其與中國傳統(tǒng)天文學(xué)完全不同，使人耳目一新。李善蘭還在談天一書的序言中駁斥當(dāng)時一些知識名流反對哥白尼學(xué)說的種種謬論，并以力學(xué)原理和恒星光行差、視差等事實證明日心地動說和開普勒行星軌道橢圓理論已是“定論如山，不可移矣”。聲稱“余與偉烈君所譯談天一書，皆主地動及橢圓立說，此二者之故不明，則此書不能讀”。談天出版后，受到社會的廣泛重視和歡迎，使哥白尼學(xué)說在中國站穩(wěn)了腳跟，從此近代天文學(xué)得以在中國廣為傳播，傳統(tǒng)天文學(xué)逐漸遭到淘汰，而以探索宇宙為目的的現(xiàn)代意義上的天文學(xué)逐漸為國人了解和接受，并日漸深入人心。因此談天在中國傳統(tǒng)天文學(xué)向近代天文學(xué)的轉(zhuǎn)變中起了關(guān)鍵性的作用。 Hu Min-fu：Linear Integro-Differential Equations with a Boundary Condi-tion.Transactions of AmericanMathematical Society，19，363402.在李善蘭與偉烈亞力所譯的談天刊出15 年后，江南制造局翻譯館的徐建寅（18451901）與偉烈亞力又根據(jù)天文學(xué)綱要的最新版本（第12版）續(xù)譯其增訂部分，把截止1871 年的最新天文學(xué)成果補(bǔ)充譯出，于1879年刊印談天增訂本。1880 年江南制造局翻譯館刻印了美國林樂知（Y.J.Allen，18361907）口譯，鄭昌棪筆述的譯著格致啟蒙天文學(xué)。該書譯自英國天文學(xué)家洛基爾（J.N.Lockyer，18361920）的著作天文學(xué)，是英國麥克米倫公司出版的科學(xué)初級叢書之一。全書共分七章，介紹地球、月球、太陽系各行星、彗星、太陽、恒星等天文學(xué)基礎(chǔ)知識，以及牛頓萬有引力學(xué)說，內(nèi)容深入淺出，簡明扼要，是優(yōu)秀的入門教材，也是清末流傳較廣的一部天文學(xué)譯本。這一時期出版的近代天文譯著還有英國傳教士合信（B.Hobson，18161875）編譯的天文略論（1849 年），中國學(xué)者王韜（18281897）與偉烈亞力合譯的天學(xué)圖說（1880 年），美國摩嘉蘭和中國薛承恩合譯的天文圖說（約1894 年）以及京師同文館、登州文會館的天文教習(xí)和學(xué)生翻譯的一些書籍和教科書等。此外，偉烈亞力創(chuàng)辦的綜合性月刊六合叢談（ShanghaiSerial）（1857年墨海書館出版）和林樂知編輯的益智新錄（18761878），以及英國人傅蘭雅編輯的格致匯編等雜志也以一定篇幅介紹西方近代天文學(xué)知識。近代天文知識的傳播不僅促進(jìn)了中國傳統(tǒng)天文學(xué)向近代天文學(xué)的轉(zhuǎn)變，而且對中國社會產(chǎn)生了不可忽視的影響。清末著名維新派思想家康有為、譚嗣同等人都不同程度地吸收和運(yùn)用過近代天文知識。近代天文學(xué)中的天體演化學(xué)說是康有為歷史進(jìn)化論的科學(xué)來源之一，而西方的“以太”假說以及康德和朗白爾的無限宇宙模型則是譚嗣同哲學(xué)思想的自然科學(xué)基礎(chǔ)。康有為還于1885 年寫成諸天講一書，介紹西方近代天文知識。1926 年又對此書作重大修改和增補(bǔ)。書中介紹了不少天體物理學(xué)知識，如恒星光譜型、太陽的化學(xué)元素組成等等，并首次介紹了康德一拉普拉斯的星云說以及二十世紀(jì)初關(guān)于太陽系演化的一些新學(xué)說。 李善蘭等譯：談天，上海墨海書館1859 年版。 王揚(yáng)宗：江南制造局翻譯書目新考，中國科技史料第16 卷（1995）第2 期，第1 頁。 王揚(yáng)宗：格致匯編與西方近代科技知識在清末的傳播，中國科技史料第17 卷（1996）第1期，第36 頁。第二節(jié)清末民初各類學(xué)校中的天文教育中國近代天文教育始于十九世紀(jì)六十年代洋務(wù)派官員開辦的一些新式學(xué)堂。創(chuàng)辦于1862 年的京師同文館是中國最早的新式學(xué)堂，1866 年在館內(nèi)增設(shè)天文算學(xué)館，開始講授自然科學(xué)知識。京師同文館學(xué)制8 年，從學(xué)習(xí)語言文字開始，逐漸增設(shè)歷史、地理和數(shù)理化等自然科學(xué)課程，最后兩年要學(xué)“天文測算”。對于不學(xué)外國語言文字者，則學(xué)制5 年，“天文測算”課安排在第四、第五年。實際上天文課到1877 年才開始添設(shè)，最初均由外國教習(xí)講授，后來漸有畢業(yè)生擔(dān)任副教習(xí)。當(dāng)年的考題有“克伯爾測天文三綱，試一一言之”，“行海路定船方位之法，求表明”，“詳論海王星，從何而始知有此星？”“測木星小月之月蝕，而可知日地距，其法詳論之”，“土星之光環(huán)，詳論其理”等題?？梢娭v授的內(nèi)容側(cè)重于基礎(chǔ)天文以及與航海、測量等有關(guān)的實用天文知識，這也是早期各類學(xué)校中天文教育的共同特點。據(jù)文獻(xiàn)記載，同文館內(nèi)還建有配合教學(xué)用的觀星臺。天文教習(xí)駱三畏（S.M.Russell）曾與學(xué)生合譯教科書星學(xué)發(fā)軔。從1878 至1898 年，每年由洋教習(xí)算輯，學(xué)生翻譯一本中西合歷。上海廣方言館也講授自然科學(xué)，開設(shè)有天文科。由當(dāng)時江南天算名家賈步緯（18291902）和一位英國人擔(dān)任天文教習(xí)，內(nèi)設(shè)天文館，有觀測儀器。每年編輯一本航海年歷即航海通書。賈步緯曾與傅蘭雅合譯恒星赤道經(jīng)緯表1 冊。此外，諸如上海的格致書院這類學(xué)堂也講授天文知識。在清末民初的天文教育中，實用天文教育比較突出，在一些工業(yè)技術(shù)學(xué)堂和軍事學(xué)堂中，凡與航海或測量有關(guān)的學(xué)科都教授實用天文學(xué)。早期聘請外國教習(xí)講授，以后逐漸由中國人接替。例如1866 年開辦的福建船政學(xué)堂和1880 年設(shè)立的天津水師學(xué)堂的駕駛班，稍后創(chuàng)辦的唐山路礦學(xué)堂、天津北洋大學(xué)堂、太原山西大學(xué)堂等學(xué)校的土木工程科等都教授實用天文。清末京師測繪學(xué)堂和民初的陸地測量學(xué)校是培養(yǎng)測繪人才的教育機(jī)構(gòu)，其三角科以實用天文為主課。京師陸地測量學(xué)校高等科有些畢業(yè)生，如曹謨、劉述文等人后來成為中國近代天文大地測量工作的骨干。近代中國大學(xué)的天文教育與其他學(xué)科相比，發(fā)展相對遲緩。雖然早在1903 年，清廷頒布的奏定學(xué)堂章程中就已規(guī)定格致科大學(xué)分算學(xué)門、星學(xué)門、物理學(xué)門、化學(xué)門、動植物學(xué)門、地質(zhì)學(xué)門6 門，1913 年民國政府教育部公布的大學(xué)規(guī)程中，也規(guī)定大學(xué)理科要設(shè)星學(xué)門，但實際上，由于缺乏師資和必要的近代天文觀測設(shè)備，直至一十年代末，全國還沒有一所大學(xué)開設(shè)有單獨的天文系，只有一所教會學(xué)校濟(jì)南的齊魯大學(xué)于1917 年設(shè)立了天文與數(shù)學(xué)合并的天算系。北京大學(xué)、北京高等師范學(xué)校、南京高等師范學(xué)校等只是在數(shù)學(xué)系或數(shù)理部、物化部內(nèi)開設(shè)有天文課。齊魯大學(xué)是1917 年由美國傳教士狄考文于1864 年在山東創(chuàng)辦的登州文會館與青州、濟(jì)南的一些教會學(xué)校合并而成的。天文教育在文會館時期已初具規(guī)模。文會館實為一個不分院系的書院，實行通才教育，所有學(xué)生兼學(xué)文、理、天文諸科。學(xué)制9 年，前3 年為備齋，后6 年為正齋。據(jù)1891 年所印課程表，與天文學(xué)有關(guān)的課程，第三年有“測繪學(xué)”，第六年有“天文揭要”。該校以中文授課，教科書自編。天文教科書有美國教習(xí)赫士（WMHayes）編譯的天文揭要和天文初階兩本。文會館已具備當(dāng)時首屈一指的天文觀測設(shè)備，建有觀星臺，臺內(nèi)裝置有狄考文1879 年休假回美時勸募到的一架口徑25 厘米的反射望遠(yuǎn)鏡。齊魯大學(xué)成立后開始分系。天算系最初只有兩位教員，系主任王錫恩（18711932）1893 年畢業(yè)于登州文會館，后獲齊魯大學(xué)理科碩士學(xué)位，是法國天文學(xué)會會員，編有實用天文學(xué)、普通天文學(xué)兩本教科書，當(dāng)是中國天文界的老前輩。另一名教員也是登州文會館畢業(yè)生。齊大天文臺除原有的那架口徑25 厘米的反射望遠(yuǎn)鏡外，又添置一架16 厘米折射望遠(yuǎn)鏡?？偟膩碚f天文學(xué)已在中國近代教育中占有一席之地。不過當(dāng)時天文教育的范圍非常有限，學(xué)生也極少。 康有為：諸天講1930 年。 朱有主編：中國近代學(xué)制史料第一輯上冊，華東師范大學(xué)出版社1983 年版，第32167 頁。 陳展云：中國近代天文事跡，中國科學(xué)院云南天文臺1985 年版，第5859 頁。第三節(jié)天文機(jī)構(gòu)的變遷鴉片戰(zhàn)爭后，我國天文機(jī)構(gòu)的變遷帶有濃厚的半封建半殖民地社會的烙印。從十九世紀(jì)七十年代起，西方列強(qiáng)開始在中國設(shè)立近代天文臺。1872 年法國耶穌會在上海徐家匯建立天文臺，1884 年設(shè)立航海服務(wù)部，1900 年在余山建立天文臺， 1908 年又設(shè)立陸家浜地磁臺，三臺一體總稱徐家匯天文臺。最初建臺是為擴(kuò)大法國對華侵略服務(wù)的，除開展授時工作外，還為各國航海和商業(yè)活動提供氣象服務(wù)。但它也是法國科學(xué)院在中國從事區(qū)域性觀測和研究的一個科研機(jī)構(gòu)。當(dāng)時，佘山天文臺安裝了亞洲首屈一指的口徑40 厘米雙筒折射望遠(yuǎn)鏡和中星儀等儀器，開展了星圖、星云、雙星、新星和太陽的觀測與研究工作，出版有佘山天文年刊和天文年歷等刊物。1898 年，即德國在強(qiáng)占我膠州灣的第二年，在青島設(shè)立了氣象天測所，隸屬于德國海軍港務(wù)測量部。其最初的主要工作是收集我國華北沿海一帶的氣象資料，后來逐漸擴(kuò)充為具備氣象、天文、地磁和地震等設(shè)備的觀測研究機(jī)構(gòu)，1911 年定名為“皇家青島觀象臺”。同時又增添天文測時和授時工作，為在附近海域活動的德國軍艦服務(wù)。該臺擁有16 厘米蓋氏赤道儀、4 厘米子午儀和地平經(jīng)緯儀等天文儀器。1914 年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，青島臺落入日軍之手，改名“青島測候所”，沿襲德人所做的氣象、地磁、地震工作，而停止天文工作。該臺直至1924 年才歸還中國。1900 年，八國聯(lián)軍攻占北京，清欽天監(jiān)觀象臺上的我國天文古儀遭到德、法兩軍的瘋狂掠奪。德軍劫走天體儀、紀(jì)限儀、璣衡撫辰儀、地平經(jīng)儀和渾儀；法國掠得地平經(jīng)緯儀、黃道經(jīng)緯儀、赤道經(jīng)緯儀、象限儀和簡儀。法國劫走的儀器存放在法國駐華使館，后迫于世界輿論壓力，于1902 年歸還中國；德軍掠走的儀器則被運(yùn)往德國，陳列于波茨坦德皇離宮中，直到1921年才根據(jù)凡爾塞和約運(yùn)回我國。早已沒落的清朝的天文機(jī)構(gòu)欽天監(jiān)，經(jīng)過這場浩劫也就名存實亡了。辛亥革命推翻了清皇朝的封建統(tǒng)治。1912 年民國政府教育部接收清朝的欽天監(jiān)，撤銷了這一機(jī)構(gòu)，以欽天監(jiān)外署泡子河觀象臺為臺址，建立了一個新的機(jī)構(gòu)，定名“中央觀象臺”。原計劃按當(dāng)時歐洲一些觀象臺的組織模式，在臺內(nèi)設(shè)立歷數(shù)、氣象、天文、磁力（即地磁）四科，但因人力經(jīng)費不足，成立之初只設(shè)歷數(shù)一科，以應(yīng)付趕編歷書的任務(wù)。第二年增設(shè)氣象科，到1921年才又成立天文科和磁力科。其天文儀器除明清遺留下來的古代儀器外，主要添購了等高儀、六分儀、計時鐘和小型望遠(yuǎn)鏡等。中央觀象臺在一十年代的主要天文業(yè)務(wù)就是編制歷書。教育部薦任高魯（18891947）、常福元（18741939）為技正，高兼臺長，常兼歷數(shù)科科長，還委任歷數(shù)科技士5 人，任用辦事員數(shù)人。臺長高魯畢業(yè)于福建船政學(xué)堂，后留學(xué)比利時，獲布魯塞爾大學(xué)博士學(xué)位，深通數(shù)理，通曉實用天文，1911 年從比利時回國后一直致力于開創(chuàng)中國近代天文事業(yè)。常福元畢業(yè)于天津水師學(xué)堂，曾在編譯圖書局任職，是高魯?shù)牡昧χ帧?朱有、高時良主編：中國近代學(xué)制史料第四輯，華東師范大學(xué)出版社1993 年版，第455489 頁。 閻林山、馬宗良：徐家匯天文臺的建立與發(fā)展（18721950），中國科技史料第5 卷（1984）第2 期，第65 頁。中央觀象臺每年編制一本民用歷書向各省頒發(fā)。高、常二人革故鼎新，對編歷工作作了重大改革。從1913 年起毅然放棄過去按清代歷象考成后編計算的舊法，改用近代天文方法，即按紐康（S.Newcomb）的太陽表和漢森（P.A.Hanson）的月亮表來進(jìn)行編算。不過由于直接推算工作量過大，人手不夠，實際上是用外國提前出版的天文年歷按說明書換算而成。新歷書依照公歷按月排比。以北京地方平時為標(biāo)準(zhǔn)，列入朔望時刻和二十四節(jié)氣，刊載“星期”和“日中平時”，并在歷書中刊載天文常識圖說。此外還編算出版民國四年至八年的5 冊觀象歲書，類似天文年歷，包括行星歷