明朝数学家科学家徐光启.docx

明朝科学家徐光启 信奉天主教的宰相 徐光启（15621633），字子先，号玄扈。南直隶松江府上海县（今属上海市）人。出身于商人兼小土地所有者家庭。父徐思诚“尝业贾”，继弃而“课农学圃自给”。徐光启出生那年，上海县“遭倭燹”，松江府又发生灾荒。徐家的生活更为窘困。祖母、母亲都得“早暮纺绩，寒暑不辍”，为了生活而从事农业、手工业的生产。在这样的家庭环境中，徐光启幼年常常接触到具体的生产知识。同时，也培养了他以后“富国强兵”的思想，以及勤劳俭朴和旺盛的求知欲。 万历九年（1581），徐光启二十岁时，考中了秀才。在家乡教书，并参加一些农业生产劳动。万历十六年（1588），二十七岁，到太平府去赶乡试，未考中。万历二十四年（1596），三十五岁，在赵凤宇家教私馆，并随之由韶州到广西浔州。这次长途跋涉，俯仰于“崇山峻岭间，文日益奇益富”。在韶州时，遇见了耶稣会传教士郭居静，第一次听到有关西洋的自然科学学说。万历二十五年（1597），三十六岁，春，由广西返广东上北京，赴顺天乡试。他的试卷已被阅卷官摈斥，幸主考官焦竑是个有实学的人，从“落卷”中看到了徐光启的试卷，“击节称赏，阅至三场，复拍案叹曰：此名世大儒无疑也，拔置第一”。但以后万历二十六、二十八年两次赴京试进士，均落第。 在第二次赴北京时，徐光启途经南京，结识了意大利传教士利玛窦。他从利玛窦处了解到天主教，可以“补儒易学”，而“格物穷理”之学更使他神往，于是加入了天主教。万历三十年（1604），他四十三岁时再赴北京应礼部试，以第八十八名中进士；殿试三甲，列第五十二名，授翰林院庶吉士。这时，利玛窦也在北京，从此向利玛窦学习西方的天文学、地理学和水利工程等方面的知识，尤注意于数学。万历三十四年（1606）与利玛窦合作翻译几何原本，由利玛窦口述，他笔译。经过两年努力，译成前六卷。以后，又合译测量法义。另与熊三拔合译泰西水法等书。 万历四十六年（1618），后金破抚顺，警报迭至。徐光启积极上疏建议国防措施。九月，升任詹事府少詹事兼河南道监察御史，管练兵事务。他制订出详细的选练条格和计划，但由于各方面的掣肘，使练兵计划无法完成。因此，他托病请假回到上海家乡，进行原已计划编撰的“农业大百科”性质的“种艺书”，也就是后来成书的农政全书。徐光启这次请假回乡，除上述原因外，也由于阉党开始专政，正直的人遭到排挤，他不愿与这些小人同流合污，所以急流勇退。 崇祯元年（1628）七月，徐光启以原官起任。这年他已六十七岁。次年升礼部左侍郎；七月，奉敕修正历法。六十九岁时，升为礼部尚书兼翰林院学士、协理詹事府事。崇祯五年（1632），七十一岁，以礼部尚书兼东阁大学士，入阁参预机务，知制诰。 徐骥：先文定公行述，见徐氏家谱。 徐骥：先文定公行述，见徐氏家谱。 崇祯六年（1633），七十二岁，加太子太保、礼部尚书兼文渊阁大学士。这时，他身体已很衰弱，屡乞退休，都未获准。十月初七日（11 月24 日）逝世。赐谥文定。徐光启一生，主要是中年以后担任过不少重要官职，他的政治倾向比较鲜明，十分关切国计民生。他从青年时代起，就“以天下为己任”。为此，他曾学习兵书，后来又亲自练兵，负责制造火器，参加保卫京师的战役。鉴于历年水旱灾害严重影响群众生活，他从二十一岁起就开始留意“水法”，对农田水利不断“周咨博访”。在科学上他虽有多方面成就，但主要是以农业科学来贯穿一切，以此达到使天下“丰衣食，绝饥寒”的目的。他几乎寄一生精力于农业试验和经验总结。他曾在天津做了多次试验，开辟水田，想实行军屯，以应付长城东段后金的侵扰，并想将之推行，藉以“兴西北水利，为国家立根本之计，岁省东南挽漕百万之费”。这一增强国防、安定群众生活的重要措施，因明朝政治腐败，国势垂危，未得到实行。明末农民起义威胁着明朝的生存，徐光启片面地认为灾荒是引起农民起义的重要原因。因此，为了巩固明朝的统治，稳定人民生活，他所撰写的农政全书特别重视“荒政”。这一目占到全书的三分之一以上，收集了不少历代常平仓、备荒和赈济的材料，并录载了朱救荒本草和王磐野菜谱两书的植物，作为不得已时的粮食代用品。在他丁父忧，回上海守制期间，也不忘对“地方利弊.如建闸、蓄水、浚吴淞江复禹旧迹及民输布运等役，不靳笔舌”为大家出谋划策。到逝世之日“临殁了了，只以疆圉多故为念，一语不及于私”。徐光启一生廉洁自好，生活俭朴，刻苦耐劳。他做官后，对家乡邻里仍是“温温笑语，竟日无倦容傲色，然不可以干私”；“庆吊燕会，不随俗浮靡，力返于朴，服食俭约，不殊寒士。终身不蓄妾媵。教戒子孙，下至臧获皆有法”。到病危卧榻时，他还“力疾倚榻，犹矻矻捉管了历书。良由生平劳勚，习与性成，不自觉病体之莫可支也”。逝世后，家人检视其卧榻，发现“褥上破烂一穴”。原来是他生前暖脚用的汤壶有些漏水，时间久了，使褥子烂了个洞。“自戊辰环召，至癸酉谢世，未尝携家自随。邸舍之内，一榻萧然，苎帷布褥.祁寒独宿夜用汤壶暖足”。明史中徐光启传评说：徐光启“雅负经济才，有志用世。及柄用，年已老。值周延儒、温体仁专政，不能有所建白”。这是对徐光启晚年政治遭遇的扼要说明。 科技成就及农政全书 徐光启是中国近代科学的先驱，他的科学技术成就是多方面的。 以上徐光启一生活动经历，资料来源，主要根据梁家勉著的徐光启年谱，上海古籍出版社1981 年版，胡道静著爱国科学家徐光启及其总结农业技术经验的三个阶段，见农书农史论集，农业出版社1985 年版。 徐骥：先文定公行述，见徐氏家谱。 梁家勉：徐光启年谱，上海古籍出版社1981 年版。 徐尔默：先考龙与府君及先妣顾孺人行实，见徐氏家谱。 徐骥：先文定公行述，见徐氏家谱。 徐骥：先文定公行述，见徐氏家谱。 徐骥：先文定公行述，见徐氏家谱。 徐尔默：先训，见徐氏家谱。 在数学方面，最大的一项贡献是翻译几何原本。全书共十五卷，译出前六卷。几何原本的翻译，自1603 年起筹划，1606 年秋开始翻译。次年利玛窦在向罗马的报告中写道：“现在只好用数学来笼络中国的人心。”足见利玛窦真正的心意了。已译出的前六卷是原书的拉丁文译文，至于克拉维斯的注解以及其他收集的欧几里得原本研究者的工作，几乎全部删去。虽然如此，几何原本的传入对中国数学界仍有一定的影响。徐光启在几何原本杂议中对它评价很高，说：“此书为益，能令学理者祛其浮气，练其精心，学事者资其定法，发其巧思，故举世无一人不当学。”在翻译完测量法义以后，徐光启自己接着写出测量异同和勾股义两书。在测量异同中，他比较中西方的测量方法，并用几何原本的定理解释中西方的测量方法和理论根据的一致性。勾股义是仿照几何原本方法，试图给中国古代的勾股算术加以严格的论述。它表明徐光启在一定程度上已经接受了几何原本的逻辑推理思想。徐光启对数学的认识和数学研究的方法都有独特的见解。他认为中国当时数学不发达的基本原因，“其一为名理之儒，土苴天下之实事；其一为妖妄之术，谬言数有神理，能知来藏往，靡所不效”。前者指当时一般学者名儒鄙视数学这一实用之学；后者指数学研究陷入神秘主义泥坑。他把讲究数学原理的几何原本看成是一切数学应用的基础。 徐光启也是明代天文学工作中的重要代表。欧洲天文学的特点是用严格证明的逻辑方法力求解释天体运动现象的所以然。他掌握了欧洲天文学知识后，每次预报天象都较其他人准确。崇祯二年（1629），由于钦天监推算日食又发生了错误，徐光启才被任命主持明代唯一一次具有重大意义的历法改革工作。 这次历法改革是以西法为基础，工作繁重，又有来自保守势力的阻挠。 徐光启进行了坚决的抵制，作了精细的规划和安排，使整个工作进展较快，至崇祯六年（1633）就编成了一部一百三十多卷的崇祯历书。它是集体创作，但全书大部分经过徐光启的修改审阅。崇祯历书已开始接受近代天文学和数学的知识，在中国的传统天文学向近代天文学的入口处迈进了一大步。如采用了丹麦天文学家第谷所创立的宇宙体系；采用本轮、均轮等一整套小轮系统来解释天体运动的速度变化；引用了明确的地球概念，引进了经、纬度及其有关的测定、计算方法；引入了球面和平面三角学等等。 除数学、天文历法外，徐光启用力最勤、收集最广的要算是农学方面的研究了。其著作有农遗杂疏、种棉花法、甘薯疏、种竹图说、北耕录、宜垦令、农辑、农政全书等，其中主要代表作就是农政全书。它是徐光启几十年心血的结晶，是一部集中国古代农学之大成的著作。 农政全书共六十卷，五十多万字，分农本、田制、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、蚕桑广类、种植（林木）、牧养、制造和荒政等十二大项。在徐光启生前，农政全书虽已基本编成，但未定稿。现在的农政全书是崇祯十二年（1639）经徐光启的门生陈子龙等在刊行时增删过的，“大约删者十之三，增者十之二”。因此，书中存在着的自相矛盾的错误，很可能是由于增删造成的。 钱宝琮主编：中国数学史，科学出版社1964 年版。 农政全书凡例。 农政全书转录很多古代和当时的农业文献，这部分可以说是前人成就的选编，很便于参考使用。徐光启自己撰写的有六万多字，虽然只占全书篇幅的八分之一，但都是经过他自己试验和观察之后取得材料写成的，所以科学性较强。他对前人的著述，也不是单纯选录，在其后面往往附有意见和评论。 农政全书写作的出发点在于农政，因此着眼于保证农业生产的其他措施，如田制、水利等项。这是与以前农书的不同之处。酿造项目，只收酱、醋、鼓，而删除了酒；烹调只限于农家用得上的简单的几条。王祯农书中有关“农器图谱”，农政全书以“工欲善其事，必先利其器”的原则，大量地收录，并有所增补。蚕桑是江南的重要经营项目，他记录总结了后起的新经验。江南又一向是棉花和苎麻的先进的栽培、加工地区，徐光启的家乡松江府又是江南纺织染业最先进的地区，因此除对种棉和棉田管理的新经验作了介绍之外，对河北肃宁群众以稳定湿度为纺织环境的好办法，特别加以推荐。当时传入的甘薯，他根据自己的试种实践，写出详细的生产指导书甘薯疏，经过整理，收入农政全书，提倡各地种植，用来备荒。对一切新引入、新驯化栽培的作物，无论是粮、油、纤维，都详尽地搜集了栽种、加工技术知识。农政全书还辑录了救荒本草等书中的植物，作为救荒的补充食物。总之，他没有因为着重政治措施而忽视技术。 与明代一般读书人不同，徐光启很重视科学技术，认为它是“经世致用”之学的一个重要方面。他“尝感愤倭奴蹂躏梓里丘墟，因而诵读之暇，稍习兵家言”；又“时时窃念国势衰弱十倍宋季，每为人言富强之术，富国必以本业，强国必以正兵”。张溥农政全书序说：“公初筮仕入馆职，即身任天下，讲求治道，博极群书，要诸体用。诗赋书法，素所善也，既谓雕虫不足学，悉屏不为，专以神明治历律兵农，穷无人指趣。”启祯野乘也说他：“尝学声律，工楷隶，及是，悉弃去，专志习天文、兵法农事、屯、盐、水利诸策，旁及工艺、数学，务可施用于世者。”即使是非常抽象的数学，他认为研究它也是为了实用，在“度数旁通十事”的十事中指出，数学在历法、水利、测量、音乐、国防、建筑、财政、机械、地图、医学、统计等方面都有重要的应用。又概括说数学凡“有形有质之物，有度有数之事，无不赖以为用”。 重视科学实验、重视实践是徐光启治学方法的特点。他利用当时天主教会教士们介绍的天文知识，推算日、月食，改订了历法。他认为，一切用数学推得的结论应该用实践来检验。崇祯元年（1628）农历五月初一日日食，徐光启说：“论救护可以例免通行，论历法正宜详加测验，盖不差不改，不验不用。”这就是说，数学理论应该在实践中不断改善，在实践中求得发展，经实践证明是错误的理论，就不应该再应用它。农政全书中也反映了徐光启研究问题重视试验和实践的科学精神。在上海、天津都曾建立开辟过试验园地，在京东计划兴修水利和开辟水田，种植水稻做了多次试验；还有引种甘薯、种植棉花、放养白蜡、提倡种乌桕树等，他都亲自研究试验，取得经验，一一记录入书中，加以推广。 康成懿：农政全书征引文献探原，农业出版社1959 年版。 徐光启：复太史焦座师函。 启祯野乘徐文定传。 徐光启十分重视农业文献的研究，仅农政全书一书征引的文献就有二百二十五种之多。在除蝗疏中，他把我国历史上从春秋到元代所记载的一百一十次蝗灾所发生的时间和地点，进行了分析，发现蝗灾“最盛于夏秋之间”，得出“涸泽者，蝗之原本也”的结论。他还对蝗虫的生活史进行了细致勘察观测，掌握规律，提出正确的治蝗方法。这些方法，至今还有很大参考价值。他还经常调查访问，取得第一手资料，他的儿子徐骥说他“广咨博讯，遇人辄问，至一地辄问，问则随闻随笔。一事一物，必讲究精研，不穷其极不已”。这种重实践、实验和调查的方法也是他在科学上能够提出创见的重要原因之一。 反对保守思想，敢于冲破旧传统，热心追求新事物是他在科学研究工作中的又一特点。在明代封建理学占绝对统治地位的时候，要学习欧洲的科学知识是需要勇气的。徐光启为此曾受到过理学家们的政治压力，但他没有屈服。在领导改历工作中，他巧妙地利用了明初朱元璋命人翻译回回历的先例作为自己搞翻译、吸取欧洲科学知识的根据。此后在工作中他还和一些固守旧传统的学者进行了学术争论。欧洲天文学知识之能够为中国天文学界所吸收，徐光启的工作起了很重要的作用。在农业中，他对新引进的作物积极推广种植，以丰富人们的生活。而有一些思想保守的人，往往用“风土不宜”拒绝接受新作物。徐光启对这种“风土说”屡屡给予批判。如谈到“占城稻”问题时，他说：“（宋）真宗从占城移之江、浙，江翱从建安移至中州，稍一展转，便令方内足食。则执行土地不宜，使人息意移植者，必不可也。”又说：“余谓风土不宜，或百中间有一、二，其他美种不能彼此相通者，正坐懒慢耳.余故深排风土之论，且多方购得诸种，即手自树艺，试有成效，乃广播之。”在“木棉”条中说：“或云：凡种植必用本地种；他方者，土不宜种，亦随变易。余深非之”。“呜呼，即如彼言，吉贝自南海外物耳，吾乡安得而有之？”又说：“农桑辑要作于元初。当时便云：木棉种陕右，行之其他州郡，多以土地不宜为解。独孟祺、苗好谦、畅师文、王祯之属，能排贬其说。抑不知当时之人，果以数子为是耶否耶？至于今，率土仰其利，始信数君子非欺我者。呜呼，岂独木棉哉。后之视今，犹今之视昔也。”徐光启不愧为我国近代科学的先驱。 先文定公行述，见徐氏家谱。 农政全书卷二五木棉。 徐光启：历史给明朝的最后一个机会 2010-9-29 15:11:16 作者：彭勇 来源：2010年19期 明朝一共277年，入过内阁、掌过相权的人，没上百也有八十。 可这277年里，取了英文名、信了天主教、写了一部农政全书的科学家，只此一位，别无他人。随便拿本数学书来，点、线、面、直角、四边形这些名词，统统都是徐光启翻译的。从这个意义上说，徐光启影响了历史400年，注定还要影响一代代更多的中国人。 传教士的好朋友 要是赶上大明朝查户口，徐光启的资料可就好看了。徐光启，男，1562年出生，籍贯松江府（今上海），曾用名子先、玄扈，英文名Paul，宗教信仰天主教。 疑问来了 论环境，明代松江府是个小地方，和几百年后的国际大都市可不是一个重量级的；论出身，徐光启家境并不好，父母是耕田的农民，就指望着他读书中举光耀门楣。这样的背景，徐光启哪来的机会去认识最摩登的传教士阶层，去接触最新锐的中西思想碰撞的火花？ 答案是：一次应聘。 万历二十一年（1593年），已经31岁并且有了12年教龄的徐光启，受聘到广东韶州（今广东韶关）教书。家乡连年遭遇自然灾害，科考又屡试不中，徐光启把心一横，出远门谋生。这次南下，成为他命运的转折点。明代的广东，是沿海通商之地，不乏国际友人的身影，韶州教书先生徐光启便在此认识了他平生第一个传教士朋友意大利传教士郭居静。这两人的相识，对于中国科学史的意义是难以估量的。 徐光启从郭居静那里知道了天主教的教义和西方科学知识。这是一次多么富有启蒙意义的冲击！可以想象，我们的徐老师面对着天文、数学、测量、武器制造等，在一阵阵眼花缭乱过后，发出了由衷的感叹：上帝啊，外面的世界真精彩，我岂能活得太无奈！ 于是，徐光启当机立断，邀请郭居静到自己的家乡传教，西方传教士正式登上了上海的舞台。来而不往非礼也，天主教也向好学又好客的徐老师打开了大门，就在徐光启38岁那年，他在赴京参加考试途中，终于和著名的耶稣会士利玛窦会面了。 三年后，已过不惑之年的徐光启，不仅在科举考试的阶梯上渐行渐高，而且在宗教信仰上也找到了坚定的方向南京城内，葡萄牙传教士罗如坚庄重而立，在他面前，徐光启虔诚地接受洗礼，并获教名Paul（保罗）。他的好朋友李之藻、杨廷筠，也在等待着上帝的接纳。 这三人皈依天主教的消息，立即轰动朝野，被称为明朝天主教的“三立柱”。 徐光启对西学的钟情，毫无疑问是受益于朋友。比起两个世纪之后，西方传教士在殖民地不甚光彩的形象来说，徐光启所认识的传教士朋友，是如此富有人格魅力。那是一群圣贤之徒，以悲悯而智慧的目光凝视着世人，宣扬忠孝慈爱、改过自新，这和中国的先儒何等相似。与其说徐光启膜拜了上帝，不如说他膜拜了朋友传教士有他的国度，但真理没有国度，大可拿来“补益王化，左右儒术，救正佛 法”。 更重要的是，“八股”仕途没有磨灭徐光启敏锐的触觉。他已经看到，这群朋友身上有中国先儒所没有的特点：学有专长，技术兴国。当时的晚明，海外贸易快速发展，社会思想多元化，但政治日趋衰败，女真族的军队在步步紧逼，农民起义的烽火在点点燃烧。徐光启深深地感到，只有关注农兵、崇尚实践，才能延长明朝微弱的呼吸。 崇祯历书是最大成就 徐光启的户口本，如果只有英文名和信仰这两条，也不会叫人那么咋舌，关键还有学历：进士；职务：礼部尚书兼文渊阁大学士。 在不设宰相的明朝，俗称“阁老”的内阁大学士，实际上手握相权。 名称换来换去，不打紧，宰相的权力，那是换汤不换药的。 松江小地方的一个寒门子弟徐光启，坐到这个位子上，的确不容易。 第一步，19岁的徐光启考中秀才，于是摆脱了务农的命运，可以在私塾教书为生。这一教就是16年，直到碰到了赏识他的恩师、历史学家焦竑，他才时来运转，中了会元，迈出了第二步。等到他考上万历皇帝的进士时，已经42岁了。呜呼，入仕的三部曲总算大功告成。 徐光启到北京后，先在翰林院打了个前哨，接着就到礼部上任了。从万历、泰昌、天启到崇祯，皇帝不停地换，他的官做得也不大顺，三起三落，可是信仰上帝的技术型官员徐光启，只要在任上，就没那么多酸文假醋，他卷起袖子埋头实干。他的宗旨就一条：关心国计民生。办法呢？农业和防务，两手抓。他一边读兵书练武艺，引进和仿制红夷大炮，训练火器营，加强京师的戒备和操练；一边忙着兴修水 利和技术发明，在天津开辟水田，改革军屯，推广高产作物。这些技术上的事情，一点也难不倒他，水文、地理、测绘、武器制造等旁门左道的西洋技术，终于派上用场了。虽说这些对奄奄一息的明朝不可能妙手回春，但至少对百姓的生活、军队的防务，还是颇有益处。 而徐光启主政的最大成就，应该是编写崇祯历书。 由于钦天监（明朝官署名，掌管观察天文、制定历法）推算日食不准，崇祯皇帝召回了已退休的三朝旧臣徐光启，要他主持历法改革。70岁的徐光启以高度的热情参与到各种测量与编制工作中，他的国际友人汤若望和邓玉函也加入其中，一大批年轻官员担任助手。由于专心过度，徐光启还不慎从观象台上摔下来，腰部受了伤。总算皇天不负有心人，这部用西方天体理论指导的历书，终于完成了。 这看起来是一个很奇怪的现象：崇祯是明朝末代皇帝，国家已风雨飘摇，召回一个重臣，仅仅是为着一部历书，而这部既不能打仗又不能救流民的历书，竟成了徐光启的政绩，莫非朝政已本末倒置？ 原来，天文历法在中国传统政治中，有着非同寻常的重要地位。无论崇祯还是徐光启，都是把它当做一项重大的政治任务来看待的。因此，历书编好后，崇祯皇帝让大臣们充分商议，直到1644年明朝灭亡之前才颁行天下。清朝入主中原后，顺治皇帝也认为这部历书非常好，直接改名为西洋新法历书，照样颁行天下。 值得一提的是，天主教的清规戒律还很好地约束了徐光启的“官德”，当他以礼部尚书兼文渊阁大学士加太子太保衔的显赫身份去世时，家属整理他的卧具，发现了一床破烂的褥子，原因是他生前用的暖壶漏水，久而久之，把褥子沤烂了 一切从甘薯开始 徐光启本质上就是个科学天才。 算算看，19岁中秀才，35岁中举人，42岁中进士，他这前前后后为科考忙乎了多长时间啊！但是，漫长的赶考岁月、繁忙的行政工作，都没有影响到他的科研事业，农政全书如期出版，他成为中国历史上一位百科全书式的科学家。 应该说，这得益于他的童年以及他的传教士朋友。 出身于社会底层的徐光启，从小就尝过耕织的辛劳，他经常下地帮助父亲做农活，还向别的老农学技术，给棉花结顶打杈，产量比原来增加不少。小小童心，颇受鼓舞，对自然科学的兴趣已然萌发。后来遇上了利玛窦，他又深切体会到西方科技对富国强兵的积极意义，于是放弃了诗词歌赋，重拾童年爱好，在天文地理、水利测绘等领域，一点即通，自由穿行。 他对科技的贡献，该从一个甘薯说起。 父亲去世那年，江南水灾，农田尽淹。已是朝廷大员的徐光启回家守孝，十分忧心：若不及时补种别的庄稼，来年肯定会出现饥荒。恰在此时，一位朋友提到，福建一带从外国引进了一种高产农作物甘薯，极易成活。徐光启心思一动，立即让朋友带来一些秧苗，开荒试种，果然丰收。于是他把种植心得编成小册，发送乡邻。本来只在福建沿海种植的甘薯就这样得以在江浙推广。 几年以后的初冬，守孝后回朝不久的徐光启因与大臣们政见不合，一气之下，告病到天津闲住，继续试种甘薯。他利用地窖保温技术，成功地将这一高产农作物品种介绍到了寒冷的北方，而地窖储存法也在北方沿用至今。徐光启在天津