徐光啟：研究和介紹西方科學(xué)的先驅(qū)

●邵紅能

徐光啟（1562—1633），字子先，號玄扈，教名保羅（Paul），松江府上海縣人，明末數(shù)學(xué)家、科學(xué)家、農(nóng)學(xué)家、政治家和軍事家，官至禮部尚書、文淵閣大學(xué)士。贈(zèng)太子太保、少保，謚文定。其主要作品有譯《幾何原本》、著《農(nóng)政全書》《崇禎歷書》《考工記解》等。徐光啟是中西文化交流的先驅(qū)，是上海地區(qū)最早的天主教徒，被稱為“圣教三柱石”之首。同時(shí)，他是明末清初學(xué)術(shù)界、思想界興起的實(shí)學(xué)思潮中的一位有力的鼓吹者、推動(dòng)者，為推動(dòng)中國科學(xué)的發(fā)展而奮斗終生，是將歐洲的自然科學(xué)介紹到中國的第一人。

徐光啟的父親棄商歸農(nóng)，其人“博識強(qiáng)記，于陰陽、醫(yī)術(shù)、星相、占候、二氏之書，多所通綜，每為人陳說講解，亦娓娓終日”。而徐光啟的母親“性勤事，早暮紡績，寒暑不輟”。如此典雅的家庭，對徐光啟后來鉆研科學(xué)技術(shù)、重農(nóng)兵、尚實(shí)踐、畢生唯勤唯儉、安貧若素等都有良好的影響。明萬歷二十五年（1597年），35歲的徐先啟再次奔赴鄉(xiāng)試考場。為了籌備他赴安徽考試的盤費(fèi)，母親變賣了家中僅有的一點(diǎn)糧食，為此全家人有幾天斷炊。而他為了節(jié)省路費(fèi)，竟挑著行李，冒著大雨，沿江邊步行100多里。這次考試，起初，閱卷人仍把徐光啟圈在榜外，直至發(fā)榜前兩天，主考官、著名學(xué)者焦宏復(fù)查落選的試卷，一閱到徐光啟的卷子就“擊節(jié)嘆賞”，看到后面時(shí)拍案叫絕，贊嘆說：“此名士大儒無疑也！”于是，把徐光啟從落選者提為此次考試的第一名舉人。一時(shí)間，徐光啟名噪南北，他應(yīng)試的那篇文章直至清代仍被編入《讀墨簡練百篇》，作為全國秀才們的學(xué)習(xí)范文。

從小立志 深受“海派文化”的熏陶

明嘉靖四十一年（1562年），徐光啟生于南直隸松江府上海縣法華匯（今屬上海市，為了紀(jì)念徐光啟而改名為“徐家匯”）一個(gè)小商人的家里，取名光啟的意思是希望他光宗耀祖，重啟家業(yè)。從小，徐光啟就聰明好學(xué)，除了按照老師的教導(dǎo)學(xué)習(xí)儒家經(jīng)典，對其他的學(xué)問也很關(guān)心。由于家里藏書較多，因此，徐光啟很早就接觸到許多關(guān)于數(shù)學(xué)、天學(xué)、農(nóng)學(xué)、水利甚至軍事方面的書籍。當(dāng)時(shí)的法華匯，還只是鄉(xiāng)村，四周都是種滿莊稼的農(nóng)田。小時(shí)候，進(jìn)學(xué)堂讀書，他就很留心觀察周圍的農(nóng)事，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著濃厚的興趣。青少年時(shí)代，徐光啟聰敏好學(xué)，活潑矯健，當(dāng)時(shí)人們說他“章句、帖括、聲律、書法均臻佳妙”。他喜歡雪天登城，在龍華寺讀書時(shí)，喜登塔頂，“與鵲爭處，俯而喜”。明萬歷九年（1581年）中秀才，“便以天下為己任。為文鉤深抉奇，意義自暢”，他曾說道：“文宜得氣之先，造理之極，方足炳輝千古。”這是由神童到才子的形象。中秀才后，因家境關(guān)系，徐光啟開始在家鄉(xiāng)教書。明萬歷三十二年（1604年），徐光啟考中進(jìn)士，開始步入仕途。其實(shí)，徐光啟20歲時(shí)中秀才，36歲中舉人，考中進(jìn)士時(shí)已是43歲，為科舉功名共用去了23年時(shí)間。

徐光啟在未中進(jìn)士之前，曾長期輾轉(zhuǎn)苦讀，在“破萬卷書、行萬里路”之后，深知流行于明中葉以后的程朱理學(xué)，主張禪靜頓悟、反對經(jīng)世致用，實(shí)為誤國害民。有人記述徐光啟當(dāng)時(shí)的變化說：“嘗學(xué)聲律、工楷隸，及是悉棄去，習(xí)天文、兵法、屯、鹽、水利諸策，旁及工藝數(shù)學(xué)，務(wù)可施用于世者。”還有人記述說：“公初筮仕入館職，即身任天下，講求治道，博極群書，要諸體用。詩賦書法，素所善也，既謂雕蟲不足學(xué)，悉屏不為，專以神明治歷律兵農(nóng)，窮天人指趣。”徐光啟思想上的如此轉(zhuǎn)變，使他的后半生走上了積極主張經(jīng)世致用、崇尚實(shí)學(xué)的道路。徐光啟是明朝學(xué)術(shù)界、思想界興起的實(shí)學(xué)思潮中的一位有力的鼓吹者、推動(dòng)者。

徐光啟在數(shù)學(xué)方面的主要成就，概括地說有三個(gè)方面，分別為“論述了中國數(shù)學(xué)在明代落后的原因；論述了數(shù)學(xué)應(yīng)用的廣泛性；翻譯并出版了《幾何原本》。”中國古代數(shù)學(xué)源遠(yuǎn)流長，至漢代形成了以《九章算術(shù)》為代表的體系，至宋元時(shí)期達(dá)到發(fā)展的高峰，在高次方程和方程組的解法、一次同余式解法、高階等差級數(shù)和高次內(nèi)插法等方面都取得了輝煌的成就，較西方同類結(jié)果要早出數(shù)百年之久。但進(jìn)入明代以后，宋元數(shù)學(xué)的許多成果卻幾乎全都后繼無人，逐漸衰廢。對這種落后局面的形成原因，徐光啟曾有十分精辟的分析“名理之儒土苴天下實(shí)事”，對宋元數(shù)學(xué)在明代的衰廢原因，可謂“一語道破”。

可以說，徐光啟在數(shù)學(xué)方面的最大貢獻(xiàn)當(dāng)推《幾何原本》的翻譯。許多學(xué)者認(rèn)為《幾何原本》所代表的邏輯推理方法，再加上科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是世界近代科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的重要前提。徐光啟指出：“此書為益，能令學(xué)理者祛其浮氣，練其精心，學(xué)事者資其定法，發(fā)其巧思，故舉世無一人不當(dāng)學(xué)。……能精此書者，無一事不可精，好學(xué)此書者，無一事不可學(xué)。”直到20世紀(jì)初，中國廢科舉、興學(xué)校，以《幾何原本》內(nèi)容為主要內(nèi)容的初等幾何學(xué)方才成為中等學(xué)校必修科目，實(shí)現(xiàn)了300年前徐光啟“無一人不當(dāng)學(xué)”的預(yù)言。

“海派”在中國是指一些比較容易接受新鮮事物，具有前衛(wèi)思想的人，徐光啟是中國較早的海派人物。徐光啟的家鄉(xiāng)就在今天的上海市，如今他的墓地就在上海徐家匯南丹路旁。生前，徐光啟被歐洲人士稱作“徐上海”，如今在海外華人中間這樣的稱呼仍然可聞。

西學(xué)中用“幾何”名稱的淵源

數(shù)學(xué)有一門分科叫作“幾何學(xué)”。在我國古代，這門數(shù)學(xué)分科并不叫“幾何”，而是叫作“形學(xué)”。那么，是誰首先把“幾何”一詞作為數(shù)學(xué)的專業(yè)名詞來使用的，用它來稱呼這門數(shù)學(xué)分科的呢？正是徐光啟。“幾何”實(shí)際上是“geometry”的音譯。徐光啟在經(jīng)過反復(fù)誦讀“geometry”后突然悟出與“幾何”發(fā)音相近。精通漢學(xué)的利瑪竇，當(dāng)即拍手叫好，遂一致確定“幾何”為“geometry”的譯名。徐光啟在數(shù)學(xué)方面的一項(xiàng)重要成就，就是與意大利傳教士利瑪竇一起翻譯并出版了《幾何原本》。

徐光啟在一次關(guān)于修改歷法的疏奏中，詳細(xì)論述了數(shù)學(xué)應(yīng)用的廣泛性。他一共提出了10個(gè)方面（“度數(shù)旁通十事”），包括天文歷法、水利工程、音律、兵器兵法及軍事工程、會(huì)計(jì)理財(cái)、各種建筑工程、機(jī)械制造、輿地測量、醫(yī)藥、制造鐘漏等。可以說把數(shù)學(xué)應(yīng)用的廣泛性，講述得十分完備。在300多年前，徐光啟就能達(dá)到如此的認(rèn)識，實(shí)屬難能可貴。徐光啟還曾建議開展這些方面的分科研究。如果每個(gè)學(xué)科都設(shè)置相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，那將形成一個(gè)相當(dāng)可觀的“科學(xué)院”。

《幾何原本》是古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得（Euclid）在總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上于公元前3世紀(jì)編成的。這部世界古代的數(shù)學(xué)名著，以嚴(yán)密的邏輯推理的形式，由公理、公設(shè)、定義出發(fā)，用一系列定理的方式，把初等幾何學(xué)知識整理成一個(gè)完備的體系。《幾何原本》經(jīng)過歷代數(shù)學(xué)家，特別是中世紀(jì)阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家們的注釋，經(jīng)阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家之手再傳入歐洲，對文藝復(fù)興以后近代科學(xué)的興起，產(chǎn)生了很大的影響。許多學(xué)者認(rèn)為《幾何原本》所代表的邏輯推理方法，再加上科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是世界近代科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的重要前提。換言之，《幾何原本》的近代意義不單單是數(shù)學(xué)方面的，更主要的乃是思想方法方面的。

《幾何原本》由公理、公設(shè)出發(fā)給出一整套定理體系的敘述方法，和中國古代數(shù)學(xué)著作的敘述方法相去甚遠(yuǎn)。徐光啟作為首先接觸到這一嚴(yán)密邏輯體系的人，對此提出較明確的認(rèn)識。他說：“此書有四不必：不必疑、不必揣、不必試、不必改；有四不可得：欲脫之不可得，欲駁之不可得，欲減之不可得，欲前后更置之不可得。”他還說：“（此書）有三至、三能：似至晦，實(shí)至明，故能以其明明他物之至晦；似至繁，實(shí)至簡，故能以其簡簡他物之至繁；似至難，實(shí)至易，故能以其易易他物之至難。”他最后說：“易生于簡，簡生于明，綜其妙，在明而已。”徐光啟提出《幾何原本》的突出特點(diǎn)在于其體系的自明性。這種認(rèn)識是十分深刻的。歷時(shí)一年，《幾何原本》譯出六卷，刊印發(fā)行。徐光啟撫摸著此書，感慨道：“這部光輝的數(shù)學(xué)著作在此后的一百年里，必將成為天下學(xué)子必讀之書，但到那時(shí)候只怕已太晚了。”

徐光啟（右）與利瑪竇

明萬歷三十五年（1607年）的春天，徐光啟和利瑪竇譯出了這部著作的前六卷。徐光啟想一鼓作氣，接著往下譯，爭取在年內(nèi)譯完后九卷，但利瑪竇卻主張先將前六卷刻印出版，聽聽反映再說。付印之前，徐光啟又獨(dú)自一人將譯稿加工、潤色了3遍，盡可能把譯文改得準(zhǔn)確。然后他又同利瑪竇一起，共同敲定書名的翻譯問題。這部著作的拉丁文原名叫《歐幾里得原本》，如果直譯成中文，不大象是一部數(shù)學(xué)著作。如果按照它的內(nèi)容，譯成《形學(xué)原本》，又顯得太陳舊了。利瑪竇說，中文里的“形學(xué)”，英文叫作“Geo”，它的原意是希臘的土地測量的意思，能不能在中文的詞匯里找個(gè)同它發(fā)音相似、意思也相近的詞。徐光啟查考了十幾個(gè)詞組，都不理想。后來他想起了“幾何”一詞，覺得它與“Geo”音近意切，建議把書名譯成《幾何原本》，利瑪竇感到很滿意。

1607年，《幾何原本》前六卷正式出版，馬上引起巨大的反響，成了明末從事數(shù)學(xué)工作的人的一部必讀書，對發(fā)展我國的近代數(shù)學(xué)起了很大的作用。后來，徐光啟雖然沒有能夠再和利瑪竇一起譯出《幾何原本》的后九卷，但他又陸續(xù)寫了許多其他的科學(xué)著作。

在翻譯《幾何原本》的過程中，徐光啟創(chuàng)立了一套幾何學(xué)的名詞術(shù)語，如點(diǎn)、線、面、銳角、鈍角等等，這些術(shù)語與原書的意思完全吻合，直到今天仍被我們沿用。徐光啟還對我國傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)經(jīng)典著作《九章算術(shù)》《周髀算經(jīng)》進(jìn)行了整理，并根據(jù)歐幾里德的幾何學(xué)原理，創(chuàng)立出一套與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)完全不同的證明方法，這也是我國數(shù)學(xué)史上的創(chuàng)舉。事實(shí)上，1607年，徐光啟在他和利瑪竇翻譯的歐幾里得《幾何原本》序言中，以“金針度與人”的比喻，既說明這門基礎(chǔ)學(xué)科的重要性，也表達(dá)了他以學(xué)識惠澤蒼生的非凡氣度。“幾何”原是虛詞，比如“對酒當(dāng)歌，人生幾何”，徐光啟借用來代指一切度數(shù)之學(xué)，所創(chuàng)造的譯名可謂淵雅絕妙。他還敏銳地?cái)嘌园倌曛螅巳硕家獙W(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。

成果豐碩 廣泛傳播近代科學(xué)

向傳教士學(xué)習(xí)科技知識的同時(shí)，徐光啟對他們的傳教活動(dòng)也進(jìn)行了協(xié)助，幫他們刊刻宗教書籍，對傳教士的活動(dòng)也有所庇護(hù)。徐光啟的這許多行為，多被朝臣誤解，加上與其他官員的一些意見不合，因此，他辭去工作，在天津購置土地，種植水稻、花卉、藥材等。明神宗萬歷至明光宗泰昌年間（1613年至1618年），他在天津從事農(nóng)事試驗(yàn)，其余時(shí)間則多是往來于京津之間。這期間，徐光啟寫成“糞壅規(guī)則”（施肥方法），并寫成他后來的農(nóng)學(xué)方面巨著《農(nóng)政全書》的編寫提綱。

徐光啟考中進(jìn)士后，擔(dān)任翰林院庶吉士的官職，在北京住了下來。在館所撰課藝，如《擬上安邊御敵疏》《擬緩舉三殿及朝門工程疏》《處置宗祿邊餉議》《漕河議》等，表現(xiàn)了徐光啟憂國憂民的思慮和淵博的治國安邦的謀略。徐光啟在公余之暇，常常去拜訪利瑪竇，彼此慢慢熟悉了，開始建立起較深的友誼。明萬歷三十六年（1606年），徐光啟再次請求利瑪竇傳授西方的科學(xué)知識，利瑪竇爽快地答應(yīng)了。他用公元前3世紀(jì)左右希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得的著作《原本》做教材，對徐光啟講授西方的數(shù)學(xué)理論。利瑪竇每兩天講授一次，徐光啟總是準(zhǔn)時(shí)到達(dá)。經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，徐光啟完全弄懂了歐幾里得這部著作的內(nèi)容，深深地為它的基本理論和邏輯推理所折服，認(rèn)為這些正是我國古代數(shù)學(xué)的不足之處。于是，徐光啟建議利瑪竇同他合作，一起把它譯成中文。從1606年的冬天開始，開始了緊張的翻譯工作。先由利瑪竇用中文逐字逐句地口頭翻譯，再由徐光啟草錄下來。譯完一段，徐光啟再字斟句酌地作一番推敲修改，然后由利瑪竇對照原著進(jìn)行核對。譯文里的平行線、三角形、對角、直角、銳角、鈍角、相似等等中文的名詞術(shù)語，都是經(jīng)過他嘔心瀝血的反復(fù)推敲而確定下來的。

徐光啟一生的成就是多方面的，在數(shù)學(xué)、天文、歷法、農(nóng)藝、生物等領(lǐng)域都稱得上是專家。雖然徐光啟博學(xué)多才，但一直懷才不遇。直到42歲時(shí)，他才在翰林院做了個(gè)小官。懷著一腔報(bào)國之心，他曾數(shù)次向熹宗皇帝建議鑄造經(jīng)他設(shè)計(jì)的“西洋大炮”，但都沒有被采用。短短的7年時(shí)間，徐光啟的官運(yùn)三起三落，最后，離職回家。從此，他更加專心致志地從事科學(xué)研究事業(yè)。幾年間，他與好友利瑪竇共同翻譯了《幾何原本》《測量法義》等科學(xué)著作，成為我國介紹西方科學(xué)成就的先驅(qū)者。

徐光啟一生傾注心血最多的著作還是《農(nóng)政全書》。他前后花了幾十年時(shí)間，收集材料、實(shí)地考察、分析研究，寫出了這部對農(nóng)民非常有用的科學(xué)著作。這部書共50多萬字，分作60卷、12大類，從墾田、種植、農(nóng)事、水利、農(nóng)器制造、樹藝、牧養(yǎng)，一直講到除蟲、荒政，真正是農(nóng)業(yè)方面的百科全書。徐光啟還對火器在實(shí)踐中的運(yùn)用，對火器與城市防御，火器與攻城，火器與步、騎兵種的配合等各個(gè)方面都有所探求。編制歷法，在中國古代乃是關(guān)系到“授民以時(shí)”的大事，為歷代王朝所重視。徐光啟在天文學(xué)上的成就，主要是主持歷法的修訂和《崇禎歷書》的編譯。在歷書中，他引進(jìn)了圓形地球的概念，明晰地介紹了地球經(jīng)度和緯度的概念。他為中國天文界引進(jìn)了星等的概念；根據(jù)第谷星表和中國傳統(tǒng)星表，提供了第一個(gè)全天性星圖，成為清代星表的基礎(chǔ)；在計(jì)算方法上，徐光啟引進(jìn)了球面和平面三角學(xué)的準(zhǔn)確公式，并首先做了視差、蒙氣差和時(shí)差的訂正。

徐光啟誕辰450周年時(shí)，利瑪竇家族后裔路易吉·利奇撰文稱，這位出生于450年前的上海人，給后人留下了豐富的精神遺產(chǎn)和看世界的角度。