物理教育的产生
楼世洲 骆炳贤
（浙江师范大学）
摘
要：中国近代物理教育产生于19世纪末20世纪初，在这一时期中，以传教士为主体的近代系统物理学著作的编译的传播，一方面为近代科学技术的传播产生了深远的影响，同时也为物理教育的产生创造了条件。在近代教育史上，传教士是中国是新式高等学堂中最早的物理（格致）教习，他们主持编译的物理学的系列译著也是物理学教材的最初蓝本。
关键词：近代 物理学
教育
从16世纪末到18世纪初，即从明万历到清康熙的100多年问，中国对西方科学知识和技术的传人，采取了较宽松、开明的政策。所以，在此期间，西方科学的某些成就，如解剖学、透视学、地图学、望远镜、钟表及数学、天文历法等，都传到了中国。不过，当时这种传播主要是在中国的一部分有较高文化水平的士大夫阶层和宫廷中进行的，尚未普及到全部知识分子当中。
学校中也不注重这些知识的学习。来华的传教士与这些阶层的中国学者共同译著了一些自然科学书籍，其中包括物理学著作。在这些著作中，介绍了近代物理学知识。这些书籍有的为西方人编译．有的则为中国人编译。所谓“编译”不是照原著全文翻译某一部著作，而是综合多种著作，择泽其中部分内容，按译者的想法综合整理，白成一书。由于中国的知识分子在编译时尽量将西方的知识纳人中国的体系，因而造成介绍进来的知识较零散，不系统。在这个时期传人的力学和光学知识，比较集中在《远镜说》、《远西奇器图说录最》和《新制灵台仪象志》等书上。
《远镜说》是较早以中文刊行的涉及望远镜及几何光学某些原理的著作。由天主教耶稣会传教士汤若望（J．A．Schall Von Bell,1592～1666）和中国钦天监官员李祖白合译，首刊于明天启六年（1626）。书中介绍了望远镜的性能、原理和制作过程，对光在水中的折射现象、透镜的光学现象等也作了解释，它还介绍了伽利略利用望远镜获得的天文学的新发现。[1]《远镜说》刊行之后，许多书中都论及伽利略望远镜，并开始制造实用的光学仪器，如“摄光千里镜”、“存目镜”、“万花镜”、“半镜”等。[2]
《远西奇器图说录最》三卷，是1627年德国耶纸会士邓玉函（J．Terenz,1576～1630）口述、王徵笔录和绘图的中国第一部介绍西方力学和有关机械的书籍，其中特别是在编写上，也完全吸取了17世纪纪初期文艺复兴时代所开创的结合实验与数学进行理论研究的科学方法。该书为三卷，卷一“重解”，共61款，叙述力学中的基本知识和原理以及与力学有关的知识；卷二“器解”，共92款，叙述各种简单机械的原理与计算；卷三“图说”系各种机械的综合使用，共54幅图说。该书汇总了从阿基米德时期到当时的西方所掌握的全部静力学原理内容，所仍据的蓝本都是当时欧洲比较有代表性的著作，如西蒙·斯特芬（Simon stevin,1548～1555），维伦特乌斯的《新机械》、贝松的《数学仪器》等，[3]而著者亦都是这些方面的权威，所介绍的内容是当时物理学理论中的先进部分。该书的另一简化版本为《新制诸器图说》。该书由王徵整理编著，书中整理总结了他多年研制机械的成果，同时也吸收了西方的机械知识。更为难得的是，王徵应用西方力学和机械学知识，结合中国传统技术，设计制造了许多实用器械，其中绝大部分是农用机械。[4]
《新制灵台仪象志》共有十六卷，由《灵台仪器图》（117幅图）两卷，和《新制灵台仪象志》十四卷组成。是1674年比利时传教士南怀仁（F．Verbiest,1623～1688）等纂著的著作。书中述及较多的物理知识。有力学、光学、热学方面概念及应用，如简单机械、透镜、空气温度汁以及弦线扭转式吸湿性湿度计等。[5]此外，徐光启在1629—1639年间和龙华民、邓玉函、汤若望、罗雅各等传教士合作．合编丁《祟帧历书》，书中介绍了弟谷的宇宙体系，采用了哥白尼、伽利略、开普勒等人的天文数据和科学成果。
鸦片战争后，包含物理学知识的科学普及读物开始在中国翻译出版，在传播“西学”上，当时除了传教士办的墨海书馆、广学会、益智书会翻译出版了一些西书外，京师同文馆、上海江南制造总局翻译馆也翻译出版了许多新书。使西方近代物理学知识大量地、全面地、迅速地传人中国。
其中由上海墨海书馆翻译的，在中国最早介绍牛顿学说的《重学浅说》（1858）和《重学》（1859）。其中《重学浅说》（一卷）由伟烈亚力和王韬译述，《重学》（二十卷）由惠威尔（W．Whewell,1794～1866）著，艾约瑟、李善兰台译，《重学》是中国第一部系统的力学著作，也是当时最重要和最有影响的物理学专著。在普及牛顿学说方面，美国丁韪良的《格物入门》(1866)和《西学考略》(1891)都是比较受读者欢迎的通俗读物。牛顿因见苹果坠地而发现万有引力的轶闻，也是由丁韪良在《西学考略》中首先传人中国的。
将近代声学知识传人中国的是1874年出版的《声学》一书。1855年，上海墨海书馆刊印了英国医生合信(1816—3873)编撰的科普读物《博物新编》，书中介绍了一些热力学的知识。其后，徐寿和伟烈亚力合译的《汽机发轫》10卷（1871），傅兰雅编写出版了《热学图说》（1890），1894年刊行潘慎文泽的《格物质学》，1897年出版的《热学揭要》都有热学的相关内容。但中国一部介绍热力学计算的译著是1899年徐寿和傅兰雅合译的《物体遇热改易记》。
第一部光学译著是1853年．艾约瑟、张福僖翻译出版《光论》，1855午．合信著的《博物新编》内有“光论”一节，《中西闻见录》第36期(1875．8)上有丁韪良撰《论光之速》一文及图示，介绍了测定光速的方法。此后，1876年出版了丁铎尔著，金楷理、赵元益合译的《光学》。这部书则比较明晰地说明了关于光的本质的两种假说。1898年，《光学揭要》印行第二版，末尾增加“然根光”，介绍了1895年伦琴发现x射线的事迹和x射线的一些性质、用途，并简述了阴极射线管的结构。1899年,江南制造局刊行美国莫尔登撰，傅兰雅、王季烈合译的《通物电光》4卷。这是一部专门论述x射线的产生、性质与应用及当时的物理学家对x光这一新发现的一些认识的著作。由于x射线的发现，人们对于光谱知识有了新的发展。
从1851年到1900年的50年间，电磁学知识比较全面系统地传入中国．许多最新电磁学成果为中国及时了解。在这期间先后翻译出版的西方电磁学或包括较多电磁学知识的著作有：玛高温译述的《电气通标》（又称《博物通书》(1851)、傅兰雅、周郇译述的《博物新编》(1855)、《格物入门》(1866)、《电学纲目》(1879)、瑙挨德著，博兰雅、徐建寅合译的《电学》(1879)、《电学图说》(1887)、《增订格物入门》(1889)、《电学须知》(1887—1896)、《电学总览》(1896)、《无线电报》(1898)、《电学纪要》(1896)、《通物电光》(1899)、《电学测算》、 《电学问答》等许多书。都不同程度地介绍了电磁学知识。这些书中讲的内容基本上都是经典电磁学中的基础知识，还涉及到现代物理方面的内容。
在引进物理学知识方面，上海江南制造局翻译馆编译的物理学书籍就达十余种。如《声学》（1874）、《光学》（1876）、《电学》（1879）、《格致启蒙·格物学》（1879）、《无线电报》（1898）、《通物电光》（1899）、《物理学》（1903），等。其中极有影响的是（英）廷德耳（J·Tyndall,1820～1893）著，傅雅兰和徐建寅译的《声学》（八卷）、金楷理和赵元益译述的《光学》（二卷），（英）诺德（H．M．Noad）著，傅雅兰和徐建寅译的《电学》（十卷首一卷），上海江南制造局刊行(日)饭盛挺造编纂，藤田丰八译，王季烈重编的《物理学》上、下篇，共12卷。其统计情况如下表：
明清时期翻译西方科技专著的情况[i]
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学术类著作 |
技术类著作 |
通俗读物 |
教科书 |
总计 |
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数量 |
12 |
19 |
26 |
33 |
100 |
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其中：传教士译著 |
11（92%） |
18（95%） |
34（95%） |
0 |
63（64%） |
在这一时期，引入的西方科技著作中，传教士的译著占了很大的分量，但教科书却很省少。因为我国的第一个学制是按照日本的学制制定，其课程设置基本模仿日本。因此，教材的引入也以日本为主。同时，西方传教士并不是科学家，其翻译的科技著作错误百出，也根本无法作为教材使用。另一方面，也由于我国对科技术语的翻译，尚未作出翻译规范，同一个物理概念被译成多汉语形式，使人不知其所云。例如，丁韪良的《格物入门》，它的前五卷为化学和算术，实际上是数理化的混合读本，由于当时还没有正式的物理学名词，丁韪良只能凭自己的臆想翻译。因而书中的许多物理学名词词不达意，令人费解，像“空气”译成了“天气”，有时又译为“元气”，力学译为“力艺”和“重学”等。
由传教士们翻译的物理书目在内容上以理论为主，很少有系统的物理实验。对经典物理学的内容为主，很少有近代物理学的内容，即使是经典物理学的内容，有的甚至早已过时。三是对经典物理学内容的介绍，也有很多谬误，如对第谷、哥白尼的物理天体学的否定。
随着西方科学技术的逐渐传入，它所产生的影响也在逐渐扩大，尤其是在知识分子中，更是越来越深入。西方科学知识(也包括物理学知识)的传播，给中国知识界，甚至给中国社会带来了一种新鲜感，在传统的牢固的儒学中渗入了新的自然观和宇宙观，新的思维方式和认识方法。一些中国学者在其著述中增添了西方的科技知识；一些中国学者在接受西方科学知识时，根据当时的具体条件，还做了一些实验，进行验证。更有一些中国学者在学习西方科学知识的基础上，继续深入地进行科学研究，并取得了一定的科研成果。他们扬弃了中国传统的思辨方法，而根据基本定理和实验事实，进行具体的分析计算，完全吸取了丁17世纪初期文艺复兴时代所开创的结合实验与数学进行理论研究的科学方法。
随着“西学”的进一步“东渐”和中国新式学校的开办和发展，近代物理学也开始逐步地渗入了中国的学校教育，从而揭开了中国近代物理教育的序幕。
首先，随着近代西方物理学知识的传播，明末清初，出现了物理学概念的中文名词，如力学、重力、重量、平衡、浮力、折射、色散。也出现了物理学的器物，如简单机械、温度计、湿度计、眼镜、望远镜等。在众多的译著中，对这些物理学的概念多用汉文“释义”，表述他们所包含的物理学含义，创译并形成了汉语中最早的物理学概念和词汇。
在中国，把近代物理学列入学校教育的第一个学校是京师同文馆。同治五年(1866)恭亲王奕沂等又建议在同文馆中再专设一馆——算学馆。次年，算学馆增设，同文馆中的学习科目逐渐扩大，于是同文馆由一个外语学校变为一个实用科学学校了，在扩大的科目中有算学、天文、化学、格致(格致亦称格物或格物学，是物理与化学的统称，有时甚至是所有自然科学的统称)、医学、生理等等。
在京师同文馆中，物理学当时也是作为必须学习的基础理论的一个科目列入的，这是中国近代物理教育的起点。并专设格致一席，首由丁韪良教授，于1879年后由英国人欧礼裴充任。1888年设格物馆同时设观星台和物理实验室，各科岁考题中设有“格物题”或“格物测算题”。之后，新式学堂的教学
京师同文馆最初的物理学教材，是丁韪良译著的《格物入门》和《格物测算》，面上海格致书院的教材，则采用上海江南制造总局出版由李善兰、李约瑟合译的《重学》，后陆续出版的是《声学》、《光学》、《电学》与《热学固说》，以及属于格致一类的译本。所以学校中并没有系统的物理教本，当然更谈不上系统的物理教育。
19世纪90年代，在中国已经有多种译自欧美著名教科书问世，如山东文登馆刊印的《声学揭要》（一卷，1893）、《热学揭要》（一卷，1897）、《光学揭要》（二卷，1898），它们都是译自（法）迦诺（A．Ganot,1840～1887）的《初等物理学》的英译本第十四版。20世纪初最有影响的物理学教材，是上海江南制造局刊行(日)饭盛挺造编纂，丹波敬三与柴田承桂校补，藤田丰八译，王季烈重编的《物理学》上、下篇，共12卷，该书于1900至1903年间出版，书中在系统阐述物理学理论和实验的同时，还特别注意介绍有关物理学实验及物理学理论的发展历史，这是中国第一部全面系统的真正可称之为“物理学”的教科书。
《癸卯学制》颁布以后．物理学以法定形式系统地列入了大、中学校的教学科目之中，并以不同的教学要求译编了各级学校和不同专业的物理教材，同时对物理教学中的物理实验教学，包括仪器设备和教学要求等，也作了一些原则性的规定。所以随着《癸卯学制》的实施，中国近代物理教育也正式诞生了。