徐光啟：研究和介紹西方科學的先驅

●邵紅能

徐光啟（1562—1633），字子先，號玄扈，教名保羅（Paul），松江府上?？h人，明末數學家、科學家、農學家、政治家和軍事家，官至禮部尚書、文淵閣大學士。贈太子太保、少保，謚文定。其主要作品有譯《幾何原本》、著《農政全書》《崇禎歷書》《考工記解》等。徐光啟是中西文化交流的先驅，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，他是明末清初學術界、思想界興起的實學思潮中的一位有力的鼓吹者、推動者，為推動中國科學的發(fā)展而奮斗終生，是將歐洲的自然科學介紹到中國的第一人。

徐光啟的父親棄商歸農，其人“博識強記，于陰陽、醫(yī)術、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技術、重農兵、尚實踐、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，母親變賣了家中僅有的一點糧食，為此全家人有幾天斷炊。而他為了節(jié)省路費，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、著名學者焦宏復查落選的試卷，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。一時間，徐光啟名噪南北，他應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習范文。

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?？h法華匯（今屬上海市，為了紀念徐光啟而改名為“徐家匯”）一個小商人的家里，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，除了按照老師的教導學習儒家經典，對其他的學問也很關心。由于家里藏書較多，因此，徐光啟很早就接觸到許多關于數學、天學、農學、水利甚至軍事方面的書籍。當時的法華匯，還只是鄉(xiāng)村，四周都是種滿莊稼的農田。小時候，進學堂讀書，他就很留心觀察周圍的農事，對農業(yè)生產有著濃厚的興趣。青少年時代，徐光啟聰敏好學，活潑矯健，當時人們說他“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，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?！边@是由神童到才子的形象。中秀才后，因家境關系，徐光啟開始在家鄉(xiāng)教書。明萬歷三十二年（1604年），徐光啟考中進士，開始步入仕途。其實，徐光啟20歲時中秀才，36歲中舉人，考中進士時已是43歲，為科舉功名共用去了23年時間。

徐光啟在未中進士之前，曾長期輾轉苦讀，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，主張禪靜頓悟、反對經世致用，實為誤國害民。有人記述徐光啟當時的變化說：“嘗學聲律、工楷隸，及是悉棄去，習天文、兵法、屯、鹽、水利諸策，旁及工藝數學，務可施用于世者。”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，悉屏不為，專以神明治歷律兵農，窮天人指趣?！毙旃鈫⑺枷肷系娜绱宿D變，使他的后半生走上了積極主張經世致用、崇尚實學的道路。徐光啟是明朝學術界、思想界興起的實學思潮中的一位有力的鼓吹者、推動者。

徐光啟在數學方面的主要成就，概括地說有三個方面，分別為“論述了中國數學在明代落后的原因；論述了數學應用的廣泛性；翻譯并出版了《幾何原本》。”中國古代數學源遠流長，至漢代形成了以《九章算術》為代表的體系，至宋元時期達到發(fā)展的高峰，在高次方程和方程組的解法、一次同余式解法、高階等差級數和高次內插法等方面都取得了輝煌的成就，較西方同類結果要早出數百年之久。但進入明代以后，宋元數學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事”，對宋元數學在明代的衰廢原因，可謂“一語道破”。

可以說，徐光啟在數學方面的最大貢獻當推《幾何原本》的翻譯。許多學者認為《幾何原本》所代表的邏輯推理方法，再加上科學實驗，是世界近代科學產生和發(fā)展的重要前提。徐光啟指出：“此書為益，能令學理者祛其浮氣，練其精心，學事者資其定法，發(fā)其巧思，故舉世無一人不當學。……能精此書者，無一事不可精，好學此書者，無一事不可學。”直到20世紀初，中國廢科舉、興學校，以《幾何原本》內容為主要內容的初等幾何學方才成為中等學校必修科目，實現了300年前徐光啟“無一人不當學”的預言。

“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?！?，如今在海外華人中間這樣的稱呼仍然可聞。

西學中用“幾何”名稱的淵源

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

徐光啟在一次關于修改歷法的疏奏中，詳細論述了數學應用的廣泛性。他一共提出了10個方面（“度數旁通十事”），包括天文歷法、水利工程、音律、兵器兵法及軍事工程、會計理財、各種建筑工程、機械制造、輿地測量、醫(yī)藥、制造鐘漏等?？梢哉f把數學應用的廣泛性，講述得十分完備。在300多年前，徐光啟就能達到如此的認識，實屬難能可貴。徐光啟還曾建議開展這些方面的分科研究。如果每個學科都設置相應的機構，那將形成一個相當可觀的“科學院”。

《幾何原本》是古希臘數學家歐幾里得（Euclid）在總結前人成果的基礎上于公元前3世紀編成的。這部世界古代的數學名著，以嚴密的邏輯推理的形式，由公理、公設、定義出發(fā)，用一系列定理的方式，把初等幾何學知識整理成一個完備的體系?！稁缀卧尽方涍^歷代數學家，特別是中世紀阿拉伯數學家們的注釋，經阿拉伯數學家之手再傳入歐洲，對文藝復興以后近代科學的興起，產生了很大的影響。許多學者認為《幾何原本》所代表的邏輯推理方法，再加上科學實驗，是世界近代科學產生和發(fā)展的重要前提。換言之，《幾何原本》的近代意義不單單是數學方面的，更主要的乃是思想方法方面的。

《幾何原本》由公理、公設出發(fā)給出一整套定理體系的敘述方法，和中國古代數學著作的敘述方法相去甚遠。徐光啟作為首先接觸到這一嚴密邏輯體系的人，對此提出較明確的認識。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?！彼€說：“（此書）有三至、三能：似至晦，實至明，故能以其明明他物之至晦；似至繁，實至簡，故能以其簡簡他物之至繁；似至難，實至易，故能以其易易他物之至難?！彼詈笳f：“易生于簡，簡生于明，綜其妙，在明而已?！毙旃鈫⑻岢觥稁缀卧尽返耐怀鎏攸c在于其體系的自明性。這種認識是十分深刻的。歷時一年，《幾何原本》譯出六卷，刊印發(fā)行。徐光啟撫摸著此書，感慨道：“這部光輝的數學著作在此后的一百年里，必將成為天下學子必讀之書，但到那時候只怕已太晚了?！?/p>

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，徐光啟又獨自一人將譯稿加工、潤色了3遍，盡可能把譯文改得準確。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，不大象是一部數學著作。如果按照它的內容，譯成《形學原本》，又顯得太陳舊了。利瑪竇說，中文里的“形學”，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同它發(fā)音相似、意思也相近的詞。徐光啟查考了十幾個詞組，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，成了明末從事數學工作的人的一部必讀書，對發(fā)展我國的近代數學起了很大的作用。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)立了一套幾何學的名詞術語，如點、線、面、銳角、鈍角等等，這些術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)的數學經典著作《九章算術》《周髀算經》進行了整理，并根據歐幾里德的幾何學原理，創(chuàng)立出一套與傳統(tǒng)數學完全不同的證明方法，這也是我國數學史上的創(chuàng)舉。事實上，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，既說明這門基礎學科的重要性，也表達了他以學識惠澤蒼生的非凡氣度?！皫缀巍痹翘撛~，比如“對酒當歌，人生幾何”，徐光啟借用來代指一切度數之學，所創(chuàng)造的譯名可謂淵雅絕妙。他還敏銳地斷言百年之后，人人都要學習數學。

成果豐碩 廣泛傳播近代科學

向傳教士學習科技知識的同時，徐光啟對他們的傳教活動也進行了協助，幫他們刊刻宗教書籍，對傳教士的活動也有所庇護。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），他在天津從事農事試驗，其余時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），并寫成他后來的農學方面巨著《農政全書》的編寫提綱。

徐光啟考中進士后，擔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知識，利瑪竇爽快地答應了。他用公元前3世紀左右希臘數學家歐幾里得的著作《原本》做教材，對徐光啟講授西方的數學理論。利瑪竇每兩天講授一次，徐光啟總是準時到達。經過一段時間的學習，徐光啟完全弄懂了歐幾里得這部著作的內容，深深地為它的基本理論和邏輯推理所折服，認為這些正是我國古代數學的不足之處。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語，都是經過他嘔心瀝血的反復推敲而確定下來的。

徐光啟一生的成就是多方面的，在數學、天文、歷法、農藝、生物等領域都稱得上是專家。雖然徐光啟博學多才，但一直懷才不遇。直到42歲時，他才在翰林院做了個小官。懷著一腔報國之心，他曾數次向熹宗皇帝建議鑄造經他設計的“西洋大炮”，但都沒有被采用。短短的7年時間，徐光啟的官運三起三落，最后，離職回家。從此，他更加專心致志地從事科學研究事業(yè)。幾年間，他與好友利瑪竇共同翻譯了《幾何原本》《測量法義》等科學著作，成為我國介紹西方科學成就的先驅者。

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

徐光啟誕辰450周年時，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和看世界的角度。