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作者:邢春如

出版社:辽海出版社

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近代化学演进(下)

近代化学演进(下)试读:

前言

中国的科学技术有着自己的发展道路,成就辉煌,举世瞩目,对人类文明产生过巨大的影响。

一、石器时代的科技萌芽

工具的制造是原始技术启始的标志。原始社会时期,人类征服自然界的物质基础十分薄弱,因而,这一时期科学技术的萌芽和发展非常缓慢。工具的制造与火的使用,农业、畜牧业、手工业的起源,原始医药水平的提高,交通工具和居所的建造等都是科学知识与技术萌芽的表现,都给自然界打上了越来越多的人为烙印。这是人类理性曙光的初现,它昭示了那大放异彩的科技发展的未来。

二、青铜时代的科技幼苗

这一时期的科学技术在原始社会的基础上有了巨大进步,在世界文明史上占有重要的地位。青铜器是这一时期最具代表性的标志物。夏、商、西周的科技进步,促进了中国早期国家的形成和发展,成就了青铜文化的辉煌,为此后科学技术的发展开辟了道路。

三、铁器时代的科技奠基

春秋战国是中国科技知识进一步积累与奠基的重要时期。这一时期所取得的科技成果在中国科技史上占有重要地位,为秦汉及其后的科技发展奠定了坚实的基础。

四、壮大成型中的秦汉科技

秦汉科技最显著的特点是科学建制完整、技术体系统一。在这一时期,传统的农、医、天、算四大学科体系框架已基本形成,冶炼、纺织、土木建筑、造纸、船舶制造等主要技术体系及风格也大体确立,从而为此后近两千年的中国科技发展确定了大方向。

五、魏晋南北朝的科学技术

这一时期战乱频仍,政局动荡,科学技术以其强大的生命力在曲折中进步着,有些学科甚至获得了突破性进展,主要体现在农业、机械、数学、天文历法、地理、化学等领域所取得的成就。

六、隋唐科技

综观随唐科技,可谓是全面推进,重点突出。这一时期既是对先前的诸多科技领域的成就进行了继承与发展,又开创了多方面的世界之最。中国科技在随唐时期获得了蓬勃发展,而且随着中外交流的增强,科技成就不仅促进了中国社会的进步,对世界文明的进展也产生了极大影响。

七、鼎盛的宋元科技

这一时期虽说一直战火纷飞,社会也动荡不安,但中国科学技术的发展却进入了一个前所未有的黄金时代。这一时期,可谓人才辈出,硕果累累,取得了一系列极其辉煌的成就,其中包括许多堪称是划时代的创造发明,这些都使宋元科技在世界文明史中占有重要地位。

八、传统科技的成熟和集成

明清时期是中国科学技术发展历史上一个重要的转折时期。在明代,中国传统科学技术趋于成熟,中国在大部分科技领域仍居于世界领先地位,各方面的成果得到总结,出现了一批集大成式的著作。

明末清初,中国的科学技术却裹足不前,开始落伍于世界科学技术发展的滚滚洪流。

九、西学东渐与国人回应

自明末万历年间开始,西方科技知识开始源源不断地传入中国,这股“西学东渐”的潮流前后持续了上百年的时间,成为推动中国科学技术发展的重要因素。这是一个复杂的过程,其中充满了矛盾和斗争。在这个过程中,国人逐渐由被动到主动地走进了西方人的认识视野,开始接触新的科学知识。

十、近代科技的引进和传播

近代中国的落后与贫弱促使许多有识之士开始积极探索中华民族的富强之路,开眼看世界一时间成为时代的潮流。而这股看世界的风气则肇始于林则徐和魏源二人。随之而来的洋务运动的开展则展开了向西方学习的热潮,开启了中国的近代化。

十一、中国现代科技事业的开创

辛亥革命的爆发,使中国社会发生了重大转折,现代科技教育体制开始建立。继来之而来的新文化运动,极大地推动了科学精神在中国的启蒙。同时,大批从国外留学归来的新一代科学家纷纷在中国建立科学社团,以及设立高等院校中的理、工、农、医等学科和院系,使现代科学技术得以在中国生根发芽。

十二、新中国的科技事业

中华人民共和国的成立,揭开了中国历史新的一页,也开始书写科学技术的新篇章。经过五十多年的风风雨雨的拍打锻炼,如今中国的科技事业蒸蒸日上,一日千里。更多的科技新成就,必将汇聚成一盏盏明灯,发出更加耀眼的光!《中国科技史话》以全景式眼光,生动地勾画出了中国科技成长壮大和发展演变的轨迹,描绘出科学家探索自然奥秘、造福华夏的奋斗经历,以及在西学东渐背景下所作出的回应和为追赶世界科技潮流所进行的不懈追求过程。《中国科技史话》全书共分48册,它简明扼要,通俗易懂,生动有趣,图文并茂,体系完整,有助于读者开阔视野,深化对于中华文明的了解和认识;有助于优化知识结构,激发创造激情;也有助于培养博大的学术胸怀,树立积极向上的人生观,从而更好地适应新世纪对人才全面发展的要求。

因时间和水平所限,尽管我们作了很大努力,书中的疏漏、错误和不妥之处在所难免,恳请广大读者批评指正。本书编委会2007年5月

三、化学知识的发展

近代化学的传入

前面各章,我们论述了中国古代在与化学密切相关的各个方面所积累的化学知识。瓷器、纸和火药是中国人的发明;中国古代金属化学十分发达;中国拥有独特的金丹术,它比阿拉伯和西方的金丹术要早数百年;中医药学中包含着丰富的化学知识;在酿造、食品、颜料、涂料、印染等许多方面也有不少独特的化学成就,等等。所有这一切不但促进了中国文化的发展,其中许多技术还通过各种渠道传播到东西方各国,从而对世界文明做出了不可磨灭的贡献。但是,在半个世纪之前,这些事实是西方人不知道也不愿承认的,也是许多中国人并不了解的。近几十年来,随着对中国古代科学遗产的深入研究,中国古代化学成就已得到举世公认。国际知名的中国科技史权威、英国李约瑟博士(Dr.Joseph Needham)指出,在近代化学诞生之前,中国化学曾长期领先于西方。

然而,科学的化学——近代化学是在西方诞生的,这也是有目共睹的事实。为什么中国古代化学没有发展成为近代化学?为什么中国化学在近代落后了?这些问题连同整个中国科技史上的一个大问题——为什么中国没有产生近代科学或为什么中国科学在近代落后了——一样,不但困扰着中国科技史研究者,而且也是关心中国科学事业的人们不能回避的。

中国化学没有发展出科学的化学有其自身的原因。比如,在古代中国,工匠传统与学术传统分离,学者们关于物质的一些精辟论述没有引起工匠们的注意而付诸实验验证,工匠们的许多宝贵经验也往往不能得到学者们的重视,得不到总结整理,许多技术甚至—再失传。再如中国金丹设备大多不透明,不便于观察其中的反应变化;不注意气体的收集与研究;仅仅满足于用阴阳观念来解释复杂的物质变化;一般来讲,化学变化中的数量关系往往也没有受到应有的重视。这些都是中国古代化学本身的缺点或弱点。

人们还可以举出许多外部的、社会的原因。其中最重要的是,中国历代都轻视科学技术,许多化学技艺被视为“奇技淫巧”,不登大雅之堂。这些社会因素对化学发展的阻碍往往比中国化学本身的弱点更严重。然而,要全面地回答近代化学为什么没有在中国产生这一问题,还必须回答:近代化学何以在西方产生?这是一个问题的两个方面,而追究这后一方面,我们就有必要简要地回顾近代化学在西方发生、发展的历史进程。

正如李约瑟所说,在公元3世纪至13世纪之间,中国的科学知识水平为西方所望尘莫及。化学也是如此。公元12~13世纪,许多阿拉伯炼金术手稿被翻译成拉丁文,迅速推动了西方化学的发展。16世纪,矿冶化学和医学化学取得了突出的成就,随着化学方法的进步,化学新物质的制备和新的化学反应的发现,到17世纪初,化学获得了作为一门独立的科学分支的地位,开始出现一批专门的化学家。1661年,英国科学家波义耳著《怀疑的化学家》问世,他批判了各种陈旧的化学理论,运用微粒说解释化学现象,产生了广泛的影响。17世纪末和18世纪初,德国化学家贝歇尔(Jo⁃hann J.Becher,1635—1682年)及其学生施塔尔(Georg E.Stahl,1660—1734年)提出燃素说,把燃烧现象归结为物质吸收燃素和释放燃素的过程。这一学说在18世纪占据统治地位,结果阻碍了化学的进步。然而,定量方法的广泛采用和气体化学的发展,特别是氢气(1766年)和氧气(1747年)的发现,为拉瓦锡(Antoine L.Lavoisier,1743—1794年)奠定近代化学的基础创造了条件。1783年,拉瓦锡提出了以氧化学说为核心的燃烧理论。1789年,拉瓦锡的《化学纲要》(Traité élémentaire de chimie)出版问世,该书全面阐述了他的燃烧理论,推倒了陈腐的燃素说,并确立了近代化学元素概念,列出了第一个真正的化学元素表。《化学纲要》对化学的贡献完全可以同牛顿的《自然哲学的数学原理》在物理学上的贡献相媲美。拉瓦锡的新燃烧理论和《化学纲要》的问世,标志着近代化学的诞生。在他之后,化学以前所未有的速度发展。19世纪初,道尔顿(John Dal⁃ton,1766—1844年)提出了近代原子理论,柏齐力乌斯(Jöns Jacob Berzelius, l779—1848年)测定了一系列元素的原子量和化合物的“化合重量”。1811年,阿佛加德罗(Amadeo Avogadro,1776—1856年)提出了分子假说。在19世纪上半叶,有机化学迅速兴起成为一个独立的分支;无机化学由于元素周期律的发现(1869)而得到系统化;随着物理方法在化学上的应用,物理化学也逐渐成为一个独立的化学分支学科。

所有这一切都没有在中国发生,总之,近代化学没有在中国产生。因而,即使沿着中国化学的传统方法能发展出近代化学,我们也不必关起门来,自己摸索。在西方近代化学诞生之后,我们要发展化学科学,最简捷的途径就是引进西方近代化学,吸收消化,从而在中国建立近代化学学科。历史的事实却远非如此简单,科学的发展往往要受到社会历史条件的制约。

历史上,由于地理上的隔离,中国同西方的直接交往十分有限。中国同西方的文化和科学交流,一般先是实物交流,再后才是知识交流,而且主要是实物交流。明末清初,随着耶稣会士来华,这种情况有所改变,中国同西方开始有较多的直接的知识交流。西方的数学、天文学等知识相继传入我国。但是,当时的西方化学还处于工艺化学和医药化学阶段,当时虽传入了一些零散的西方化学知识,却非近代化学。而传入的一些化学知识,如明末翻译了Agricola的矿冶化学名著《金属学》(De la Metallica),却未见流传;徐光启的《造强水法》手札,到本世纪中才发现。清初,耶稣会士在清宫使用过一些西药剂如金鸡纳(奎宁),蚀刻过铜板,算是与化学知识有关。但是由耶稣会士维系的东西科学的微弱交流,不久由于雍正禁教(1723年)而濒临中断。乾隆二十二年(1757年),清廷又实行了闭关政策。当清朝沉醉于“天朝大国”的迷梦时,西方资本主义国家迅速发展,把封建的中国远远地抛在后面。18世纪后期到19世纪,是西方科学技术突飞猛进的时代,特别是18世纪后期开始的工业技术革命,使欧洲的物质文明为中国望尘莫及。闭关的结果是,封闭的中国终于在19世纪40年代为拥有先进武器技术的资本主义强国英国所打败。中国从屈辱中开始认识到西方科学技术的先进性,从失败中开始学习西方的科技。在中国的大门被打开之后,几乎花了一个世纪,化学学科才在中国建立起来。

化学书籍的翻译与化学知识的传播

西方近代化学知识是随着鸦片战争的硝烟而开始进入中国的。对于中国在鸦片战争中的失败,林则徐归因于“器不精”和“技不熟”,即军事技术落后。鸦片战争后期,就有一些国人开始学习西方技术知识,仿造军火和轮船。军工技术与化工技术密切相关,在仿制火药火器的活动中,必然接触到一些酸碱知识和金属化学知识等。就是在这种仿制洋枪洋炮和洋船的活动中,中国人开始了解到一些零散的近代化学知识。比如,19世纪初欧洲化学家合成起爆药雷酸银的技术,就在鸦片战争稍后传入并为中国人掌握。

当时,关于雷酸银的制法,“夷人甚秘其方”,后来“粤中大吏向夷人购得其方”(丁守存《自来火铳造法》,见魏源编《海国图志》百卷本第57卷)。道光二十二年(1842年),丁守存在天津监造地雷、火机时,进行了仿制,获得成功。丁氏在其《自来火铳造法》一文中,记载了他实验过的硝酸钾和乙醇的提纯方法、硝一矾蒸馏法制硝酸和雷酸银制法等。制造雷酸银技术比较复杂,雷酸银对化学杂质十分敏感,混有杂质即易爆炸,因此用于制取它的硝酸、乙醇和银需达到相当的纯度。丁守存在当时的条件下能掌握雷酸银的制造技术,确属难能。(潘吉星:《论清代化学家丁守存的起爆药雷酸银合成》,《科技史文集》第15辑,第58~67页,上海科学技术出版社,1989年)

鸦片战争之后,中国关闭的大门被打开了,但是,西方近代科学技术并没有因此而很快传入中国。一方面,清廷仍顽固坚持闭关政策,林则徐、魏源等先觉者们“师夷之长技以制夷”的呼喊被弥漫全国的中世纪的梦鼾所淹没了。另一方面,自1807年来华的基督教新教传教士和恢复活动的来华天主教士恃船坚炮利为后盾,也不再以科学知识为敲门砖。所以鸦片战争之后的20年间,传入我国的西方近代化学知识十分有限。

中国人了解独立的化学学科,可能以玛礼逊学堂的学生为最早。该学堂是为纪念第一名来华新教传教士玛礼逊(Robert Morrison,1782—1834年)而创办的第一所教会学校,1839年在澳门开办,招收了几名中国幼童入学,1842年该学堂迁至香港后,曾一度开设过化学课,自然是十分肤浅的(顾长声:《传教士与近代中国》,上海人民出版社,1981年)。

一些传教士医师在行医过程中,也附带传入了某些化学知识。传教士医师受过较多的科学训练,又以治病为幌子,故能赢得一些中国人的好感。在近代早期的西学东渐史上,传教士医师具有一定的贡献。最早的一些西方科学著译,大都是他们编译的。如玛高温(D.J.MacGowan,1841—1893年)译介过物理、天文、航海知识,合信(Benjamin Hobson,1861—1873年)较系统地译介了西医知识,译有《西医五种》(1851—1858年)。西医离不开自然科学知识,合信在译医书之时,就编译了一本《博物新编》(1856),作为《西医五种》之一。《博物新编》是一本自然科学常识书。这本书虽属常识,却是近代科学的常识,它已经远远地超越了明末清初耶稣会士介绍的科学知识的水平。该书共三集,分别介绍理化、天文和动物学知识。其第一集“地气论”和“水质论”等篇之中介绍了化学知识。它第一次向中国人介绍了元素理论:“天下之物,元质(即元素)五十有六,万类皆由此以生”,并具体阐述了养气(今氧气)、轻气(今氢气)、淡气(氮气)、炭气(二氧化碳气)、磺强水(硫酸)、硝强水(硝酸)和盐强水(盐酸)等化学物质的性质与制法。此外,他的《内科新说》(1858)卷下“东西本草录要”也介绍了一些化学药品的制法。《博物新编》是第一部介绍了近代化学基础知识的译书(在1853年,玛高温编译有《博物通书》出版,合信氏把自己的书名曰“新编”,当即相对于玛氏书而言的,但《博物通书》中并没有介绍化学知识),但该书并没有提到化学这一科学分支。最早把Chemistry译为“化学”并介绍作为科学的一个分支的化学学科的,是上海墨海书馆的翻译家。墨海是英国伦敦会在华出版机构。馆主英国传教士麦都思(Walter Henry Medhurst,1796—1857),认为,为了使中国人皈依上帝,必须使中国人认识到西方文化与中国文化一样发达,为此应向中国人介绍西方科技文明。墨海聘请著名数学家李善兰(181l—1882年)等人与传教士伟烈亚力(Al⁃exander Wylie,1815—1887年)等人合作,翻译了几部数学、天文学、物理学和植物学著作,较系统地介绍了近代自然科学知识。遗憾的是,他们没有译出一部化学书。不过,他们已把chemistry一词翻译过来,称为“化学”。墨海书馆雇佣的中国学者王韬(1828—1897年)的《蘅华馆日记》咸丰五年正月十四日(1855年3月2日)日记中已提及“化学”一词(刘广定:《中文“化学”源起再考》,台北·《化学》第50卷,1992年第1期第17~20页)。稍后,伟烈亚力主办的《六合丛谈》(月刊,1857年)创刊号(1857年1 月)“小引”之中指出:“……化学,言物各有质,自能变化;精识之士,条分缕析,知有六十四元(即元素),此物未成之质也。”他们以“变化”之“化”译以物质反应变化为研究对象的chemistry这一学科,极为贴切。伟烈亚力在“小引”中还把化学与“察地之学”(地质学)、“鸟兽草木之学”(动、植物学)、“测天之学”(天文学)、“电气之学”(电学)、“重学”(力学)、“听学”(声学)和“视学”(光学)等并列,从此,化学作为近代科学的一个分支,逐渐为中国人所了解。化学一词还传入了日本,并取代了日本人先前音译chemie的“舍密”一词,至今日本称chemistry为“化学”。

1861年,第二次鸦片战争中国再一次失败。清廷终于认识到中国遇到了几千年未有过的大变局,再也无法闭关自守了。由此,清廷的一部分上层统治者发动了一场所谓“借法自强”的洋务运动。洋务为了自强,“自强”的核心就是要学习掌握西方的先进技术,特别是军工技术。从1856年筹办上海江南制造局开始,一批军工、工矿企业次第兴建。而军火、矿冶都与化学密切相关。许多民用工业品如火柴、肥皂、食品也离不开化学。因此,化学知识的引进已刻不容缓。正是在这种情势下,一系列化学译著陆续问世。

1868年,京师同文馆出版了该馆总教习、美国传教士丁韪良(W.A.P.Martin,1872—1916年)所著《格物入门》,其中有《化学入门》一册。《格物入门》虽在1868年刊出,但其编译在1866年即已告成。《化学入门》分为“总论”、“原质”(元素)、“气类”(气体)、“似气类”(非金属)、“金类”(金属)、“生物之质”(有机物)共六章。全书采用问答体,介绍了30种元素及其化合物,已粗具化学知识系统的轮廓。

在《化学入门》问世的时候,已有人着手翻译专门的化学书籍,他们是广州博济医局的美国传教医师嘉约翰(John G.Kerr,1824—1901年)与其学生何瞭然,上海江南制造局翻译馆的徐寿和英国人傅兰雅(John Fryer,1839—1928年)。

嘉约翰是美国北长老会传教医师,自1853年起主持医师传教会的广州博济医局。自1866年起,他在该局附设学校讲授解剖学和化学。何瞭然曾从合信氏学医兼及化学。他们在1869年开始翻译《化学初阶》,1970年译成二卷,1871年刻成印行间问(王扬宗:《关于〈化学鉴原〉和〈化学初阶〉》,《中国科技史料》第11卷,1990年第1期,第84~85页)。

徐寿(1818—1884年),字生元,号雪村,江苏无锡人。他早年科举应试不获售,后来转而研究格物制器等实用之学。在《博物新编》刊行不久,他在上海得到该书。后来他认真研读,并照书中所述做了许多理化实验。后来,他被曾国藩招至幕下,试制成功“黄鹄”号轮船。1867年,他被调到江南制造局襄办造船。经徐寿的请求,制造局于1868年6月专设翻译馆,聘傅兰雅为主要口译人,开始较大规模地翻译西方科技书籍。徐寿对化学特别重视,翻译馆设立之初。他就计划翻译化学书。从1869年开始,他与傅兰雅合作,由傅氏口译,他笔述翻译了一系列化学著作,为化学知识的介绍与传播作出了极其重要的贡献。

由于化学专门著作的汉译在当时尚属初次,许多元素与化学概念在汉语中都没有现存的词汇表达,因此必须拟定一套元素与化学概念的汉译名。为此,徐寿等人作了充分的准备工作。1869年,他们开始翻译《化学鉴原》,同年11月他们译出了该书全部,在该书第一卷,即概述化学理论的一卷,他们添加了“华字命名”一节,阐述元素与化合物的译名方案。关于元素的译法,徐寿等首创了以元素英文名称的第一音节或次音音译为汉字再加偏旁以分别元素的大致类别的造字法,巧妙地将元素名称译成汉字。他们据以新造的汉字元素名称如钙、铍、锂、钠、镍等合乎汉字习惯,几乎看不出是新造的汉字。他们的这一元素译名原则与所译51个元素汉名中有38个至今仍为我们所习用,丰富了汉语科学语汇。而在当时,嘉约翰、何瞭然了解到他们的译名后,就在翻译《化学初阶》时采用了徐寿等人所拟的一些译名。(王扬宗:《关于〈化学鉴原〉和〈化学初阶〉》,《中国科技史料》第ll卷,1990年第l期,第84~88页)至于化合物的译名,徐寿等除对一些特别常见的化合物采用意译外,一般都译其化学式,“连书原质之名”,如硫酸铜其中文译名为“铜养硫养”等。《化学鉴原》于1869年译完(王扬宗:晚清科学译著杂考,《中国科技史料》第15卷1994年第4期,第35~36页),1871年作为翻译馆的第一批译书,稍后于《化学初阶》刊印问世。《化学初阶》和《化学鉴原》是最早的两部系统地介绍无机化学知识的两部汉译书。凑巧的是,它们是根据同一部原著翻译的,都是译自Wells’s Principles and Ap⁃plication of Chemistry的无机部分,原书是美国南北战争前后很流行的课本。著者David A.Wells(1829—1898年)是美国科学著作家和经济学家。《初阶》译文比较简略,而《鉴原》内容很丰富,译文也比较流畅,被时人誉为“化学善本”。在此我们着重介绍《鉴原》。《鉴原》共六卷。其卷一论述化学基本概念与基本原理,如元素理论、亲和力理论、物质分类、原子理论、酸碱理论、当量概念、定组成定律、定比定律、质量作用定律和物质不灭定律等。全书介绍了64种元素,卷二以下即分类介绍元素及其化合物的制法与性质,是整部书的重点所在。卷二论述气体氢气、氯气、氧气和氮气及其化合物,卷三论述I、Br、F、D、S、P、Si、C等非金属及其化合物,卷四论述碱金属、碱土金属等及其化合物,卷五论述Fe、Mn、Co、Zn、Pb等22种贱金属及其化合物,卷六论述Hg、Ag、Au、Pt等贵金属。由于原著是19世纪60年代前后的普通化学课本,它所介绍的化学知识与当时化学的最新水平距离较大,部分内容已陈旧过时。如书中原子量与当量概念含混不清,还没有正确的分子概念。至于元素周期律在西方化学教材中也是到19世纪70年代中后期才被采用,对此未可苛求。

在介绍有机化学时,徐寿和傅兰雅选用了C.L.Bloxam所著《化学》(1867年)一书的有机化学部分,译为《化学鉴原续编》,于1875年刊行。Bloxam(1831—1887年)是伦敦King's College的化学教授,所著《化学》从1867年初版至1912年共出12版,是一部很著名的教科书。该书的特点是介绍化学理论不多,而着重论述元素及其化合物的性质、制法和应用,故其主体不易受当时化学的飞速发展而动摇。但Bloxam对有机化学兴趣不大,其书有机部分主要取材于他的同事W.A.Miller(1817—1870年)《化学基础》第三卷(Elements of Chemistry, vo1.Ⅲ.organic chemistry,3rd.ed.,1864—1867年),较无机部分为逊色(D.I.Davis et.a1,Charles Loudon Bloxam—AVictorian University and Military Academy Chemistry TeacherAmbix vo1.33—1986—Pt.1.pp 25-29)。有机化学被徐、傅译为“生物化学”。《续编》卷一云:“化成类之质(即无机化合物)与生长类之质(有机化合物)最难定其分界。因其质有相似之形者,又有相合而成者。故生物化学之本意,以动植两物之质,或从直路得之,或从绕道得之,或从化成生长二类之质合而得之,俱属生物化学。”《续编》即按其不同的来源和制法分类论述当时已知的主要有机物,如氰化物、苯及其衍生物、动植物碱、植物染料、动植物香料、有机酸、醇、糖和金属有机化合物等。由于有机物西文命名都很复杂,徐、傅对有机物名称翻译绝大多数都采用音译,故《续编》一书比较难读。《续编》译成之后,他们又将原书的无机化学部分译出,称为《化学鉴原补编》,于1879年刊行。《补编》主要分类介绍各种元素及其化合物的性质与制备,内容比《化学鉴原》更为丰富,其元素分类较《鉴原》更接近于元素周期律。译者还增补论述了新发现的元素镓及其化合物。但《补编》没有介绍当时新的化学理论。徐寿和傅兰雅还根据翻译《续编》和《补编》时积累的化合物译名编成《化学材料中西名目表》(1885年)出版,这是第一部英汉化学词汇表。《化学分原》(1871年)是第一部分析化学译著,由徐寿之子徐建寅(1845—1901年)和傅兰雅合译,它概述了定性分析和定量分析的基本方法和实验。后来,徐寿和傅兰雅根据英译本把近代分析化学之父、德国分析化学大师Karl R.Fresenius(1818~1897年)的两部最有名的分析化学专著《化学考质》(1883年)和《化学求数》(1883年)译出刊行。《考质》和《求数》是19世纪在定性分析和定量分析方面最著名的著作,内容相当详尽,代表了当时分析化学发展水平。因此,19世纪介绍到中国的化学知识,与当时西方科学水平最为接近的是分析化学这一学科。《物体遇热改易记》(1899年)译自HenryWatts(1808—1884年)编辑的名著《化学词典》中的有关条目。它介绍了气体、液体和固体受热膨胀理论、气体定律、理想状态方程、绝对零度等理论和概念,详细罗列了19世纪70年代之前西方科学家研究液体、固体热膨胀率的实验结果。

上述无机、有机、分析和物理化学著作的翻译出版,表明近代化学知识的引进介绍在洋务运动时期已有一定的系统性。与此同时,江南制造局还译出了不少专门的化工著作和其他化学著作。

在化工方面,徐寿等人译有《造硫强水法》、《垸髹致美》、《制玻璃法》、《制肥皂法》和《制油烛法》等(均见《西艺知新》丛书正续集,1877,1883)。傅兰雅还与汪振声翻译了一部化学名著,即著名的德国工业化学家Georg Lunge(1839—1923)的《化学工艺》(A Theoritical and Practical Treatise on the Manufacfure of Sulphuric Acid and Alkali, With Colleteral Branches, Lodon,1879—80,1898年出版),此书共三集,初集论述硫酸工业,二集论述盐酸工业和勒布兰(Nicolas Leblanc)制碱法,三集介绍19世纪60年代新发展起来的索尔维(E.Solvay)氨碱法制碱工艺,并论述了漂白粉的制造。另外还有《电气镀金略法》(1881)和《镀镍》(约1882),论述金属电镀工艺。

在金属化学和矿冶化学方面,有《造铁全法》(1880)、《宝藏兴焉》(1885)、和《银矿指南》(1891)等。其中《宝藏兴焉》是根据英国著名化学家William Crookes(1832—1919)的《金属学实用大全》(A Practical Treatise on Metallurgy, London,1868—1870)翻译的,详细论述了金、银、铜、锡、镍、锑、铋、汞等金属的矿藏、冶炼与提纯及其物理化学性质,内容相当深入丰富。此书也是徐寿和傅兰雅翻译的。此外,在火药方面,制造局译有《制火药法》(1871)和《爆药纪要》(1880)等;在农业化学方面,译有《农务化学问答)(1899)、《农务土质论》(1902)和《农务化学简法》(1902)等。

江南制造局翻译馆的主要口译者傅兰雅,不仅同徐寿等人翻译了大量的化学译著,他还以自己的力量创办了中文第一种科技刊物《格致汇编》(1876~1892),以通俗易懂的语言介绍和宣传各种科技知识。有关化学知识,在《格致汇编》中占有较大篇幅。它曾刊登过有关制造玻璃、冰块、啤酒、汽水、蔗糖、火柴、榨油、水泥和造纸等日用化工技术的文章,并连载了傅兰雅和栾学谦翻译的《化学卫生论》一书。《化学卫生论》(The Chemistry of Common Life, rev.ed, Edinburgh,1895)是英国化学家JohnF.Johnston(1798—1855年)所著,论述日常生活中的化学现象和有关知识,后来由广学会出版了单行本。但当时制造局没有专门论述化学实验和实验仪器的译书,《格致汇编》中连载二年的《化学器》(1880—1881年),填补了这一空白。它是英国化学家和科学仪器制造商John J.Griffin(1802—1877年)的著作(Chemical Handcrift—aClassfied and Descriptive Catalogue of Chemical Appartus,2nd, ed, London and Glasgow,1877),比较详细地介绍了化学实验室常用工具、衡量仪器、容热量热器、分离分析仪器等,并附有大量的插图。《格致汇编》曾多次重印,各册印数达万份以上,远远多于制造局译书的单种销量,《化学卫生论》和《化学器》还印行过单行本。《汇编》传播化学知识的作用未可低估。如图3-12-1所示为《格致汇编》中英国科学仪器制造商的化学仪器广告图。

鉴于当时许多人对制造局译书感到深奥难懂,傅兰雅还根据局译化学书,编写了《化学易知》(1880)和《化学须知》(1886)等入门书,便于初学。

19世纪下半叶,翻译化学书的还有京师同文馆化学教习法国人毕利干及其学生、同事。毕利干等译有《化学指南》〔Lecons élémentaire de chimie, by Faustino J.M.Malaguti(1802—1878)?1853〕(1873)和《化学阐原》(1882),前者是一部普通化学教材,后者与《化学考质》底本一致,也是Fresenius的定性分析专著。但毕氏译书中所造元素名称的新字笔画十分繁烦,不合汉字习惯,译文佶屈聱牙,故流传较少,影响较小。

对于这些化学译著,当时的一名西学高材生曾有如下评价:所译化学之书,迄今已称赅备。《化学鉴原》专详化成类质(无机化合物),为化学善本,欲习化学,应以此为起首工夫。《化学分原》专论化分工夫……《化学(鉴原)续编》专详生长类之质(有机化合物)……《化学(鉴原)补编》补《鉴原》之所不及,惟较《鉴原》为尤详。《化学考质》大意与《分原》略同,而尤详焉,……《化学求数》谓之求数者乃推求物质之轻重数或体积数,较考质工夫,更属精密,实为化学之极致……《化学易知》乃摘《鉴原》与《续编》,之紧要者辑成,以为初学之捷径。《化学卫生论》论颇详尽,意亦趣雅,堪供众赏。《化学初阶》卷一、二原稿与《化学鉴原》同,译出则大异名目,此书可旁观,不可正读。《化学指南》为问答体,便于童蒙用之,《化学阐原》大意与《分原》略同,而较详焉,此二书所以异于他书者,不惟名目不同,各名之写法亦大奇,甚觉难读。习化学,应以《鉴原》、《续编》为要,他书可旁及焉。(王韬编《格致课艺汇编》卷四,己丑年(1889年)春季超等第一名孙维新课艺,上海书局1897年石印本)图3-12-1 《格致汇编》书中英国科学仪器制造商的化学仪器广告图

一系列化学译著的出版,改变了19世纪60年代以前化学知识的引进与传播的落后状况,到19世纪末,化学知识的介绍甚至可以说已走在数学、物理学科的前头。当时许多探求科学知识的人士都非常重视化学。有人认为“制造功夫,以算学为体,以化学为用”,又有人认为化学应用广泛,因而“冠乎声学热学光学电学之上”。甚至还有人认为“化学实为诸学之根”(均见王韬编《格致课艺汇编》卷四)。当然,依赖译书学习化学知识具有很大的局限性。首先,绝大多数译书都是英美流行的教科书,19世纪后半叶的化学新发现和新理论一般都没有介绍过来,化学各分支学科虽大都有译本,但除无机分析化学外,其他都只有惟一的译本;其次,即使是最好的译书一般人也感到难读难懂,真能理解其科学内容的人实在很少。因此,人们从译书中获得的化学知识是十分有限的,有时免不了闹笑话。比如,到1890年,已知的元素已不止64种,但当时译书只介绍了64种元素,有人竟将64种元素与64卦相比附。(见《格致课艺汇编》卷四)(本节论述的化学译著的底本考证主要参考了Adrian Bermett的《傅兰雅译著考略》一书和潘吉星《明清时期化学译作书目考》,载《中国科技史料》第5卷第一期,第23~38页)

化学教育的发展

翻译介绍科学知识,目的在于培养掌握科学知识的新型人才。就化学方面而言,乃是要造就中国自己的近代化学家。徐寿等通过译书而具有一定近代化学知识的人才,可称是中国第一批近代化学家。他们通过翻译化学著作,传播了化学知识,对化学科学在我国的建立有筚路蓝缕之功;他们还利用自己的化学知识,为洋务运动时期建立新式工矿企业有所贡献,如徐寿为江南制造局龙华分厂建硫酸车间(1874年),徐建寅在山东机器局和湖北枪炮厂设计制造火药,徐华封在淄川矿厂冶炼铅矿等。但这一批人人数很少,根本不能满足洋务事业的需要。当时还有一些人通过学习化学译书掌握了一些化学知识,但这些人的水平极为有限,根本不是化学专门人才。专门人才的培养需要专门的教育,这就迫切需要变革传统的教育制度。在19世纪60年代开始,洋务派兴办了几所新式学堂,尝试外语与科技教育。但是,由于科举制度没有改变,风气不开,洋务派对科技发展支持不力,在甲午战败以前,化学教育进展甚微。

中国近代第一所学堂是京师同文馆,官办学堂中最早实行化学教育的也是同文馆。1866年,该馆拟议科学教育计划,并聘请外国人担任教习。次年,通过中国海关总税务司赫德(R.Hart)聘法国人毕利干(Anatole A.Billequin,1837—1894年)为化学教习。毕氏曾在法国著名化学家Jean B.J.D.Boussingault(1802—1887年)的实验室工作过,来华前担任另一法国化学名家Anselme Payen(1795—1871年)的助手。1871年毕氏来馆执教,至1890年返回法国,继由德人施德明(Carl Stublman)担任化学教习。同文馆初期的两名优秀学生承霖和王钟祥,曾先后任化学副教习。(朱有王献主编:《中国近代学制史料》第一辑上册,第32~66页,华东师范大学出版社,1983年)

同文馆的化学课,分用中文与外文授课两种。中文化学课,选修者主要是从一些略知化学者中招取的主修化学的学生,这些学生多用《化学指南》和《化学阐原》为教材。但他们不懂外文,难以深造;还有一些年龄大的学生,在“格物”课内兼习化学,也用汉文讲授。同时,还开设了外文化学班,供一些有一定外语基础的学生选修,年限不定。教育内容则以无机化学和分析化学为主。1876年,同文馆还建立了化学实验室,学生在实验室可学做一些基本操作和实验。据说,在同文馆所有科学课程之中,学生最喜欢化学,但是该馆培养的科学人才微乎其微。它的大多数肄业生都以翻译或教书为业,少数化学优秀生曾在天津等地的机器局任职。

徐寿对化学教育也曾努力尝试。1876年徐寿与傅兰雅等创建了格致书院,他们购置了一些简单的化学仪器。1883年,该院曾拟聘一名外国人来院开设化学、矿学课,因缺乏经费而作罢。1889年,聘到一英人来院执教,但此人不久就病故了。直到1895年以后,傅兰雅等人在书院开设了周末教演班,讲授数学、化学知识。栾学谦《格致书院教演化学记》(图3-12-2为其中一页)所记叙的正是1897年讲化学时的情景。〔《新学报》第三册,光绪二十三年(1897)七月〕当时,连《化学鉴原》中的基础知识听众都诧为惊奇, 说明洋务30余年间,化学知识的传播还十分有限。光绪初年,浙江瑞安孙诒让、平阳杨镜澄等人办过一所瑞平化学堂,但不久即解散。(民国·平阳县志:孙诒让、黄庆澄传)

洋务运动时期,在教育方面最大胆的尝试是向国外派遣留学生。首先是选派幼童到美国留学,自1871~1874年,陆续有120名幼童赴美,准备学习科学技术。但他们绝大多数还未进入大学或专科学校或未完成大专学业即于1881年被莫名其妙地撤回,学习中途夭折。而且这批留美学生以学习工程技术和电报的人最多,专门学习化学的实无一人。但当时美国大、中学校已有普通化学课,他们当然也因此而掌握了一定的化学知识,且远胜于国内通过译书学习化学。1877~1886年,福州船政学堂选派了几批学生到英法等国深造。船政学生大都是学习造船和驾驶,但其中学习制造的学生林庆升、林日章、张金生、池贞铨、罗臻禄、王桂芳、吴学铿、任照等人在法国学习矿务学。(林庆元:《福建船政局史稿》,福建人民出版社,1986年)化学是近代矿学的重要基础之一,这些留学生在巴黎国立高级矿务学院等校学习,已经受到了比较系统的化学训练。据第一批留学生的外国监督报告:“矿务学生五人,考试以林庆升、池贞铨为最优,张金生、罗臻禄、林日章次之。池贞铨、罗臻禄可派查看地势,制造木炭并设厂炼铁;林庆升、张金生可派管理铁厂,并添设钢厂;林日章可派管铁厂之化学学堂。……王桂芳、任照、吴学铿可派入拉铁厂充当监工,或在机器局襄助,三人以王桂芳为领袖。”(薛福成:《出使英法义比四国日记》卷三,岳麓书社,1985年)陪同第一批留英学生的随员翻译罗丰禄,曾进英国伦敦King's College,受教于化学家C.L.Bloxam(即《化学鉴原续编、补编》的原作者)门下,他是当时惟一的专门修习化学的留学生。这些留学生在1880年都回到了国内。归国后,林庆升、池贞铨等发现了福州穆源铁矿,王桂芳、任照主持了炼铁炼钢等工作。他们虽不以化学为业,但其化学水平在当时国内远在他人之上。

教会学校较早开设化学课的有山东登州文会馆,其创办人是美国北长老会传教士狄考文(C.W.Mateer,1836~1908年)。该馆前身是养蒙学堂,创建于1864年,狄考文曾为该学堂建一个极其简陋的理化实验室。1873年,学堂增设中学课程。1876年改名为登州文会馆,其后科学教育大为进步。该馆学生在第五、六年学习无机化学和分析化学,采用江南制造局译书为教材,另外狄考文自编有《理化实验》(未刊》。文会馆用中文教学,其毕业生科学水平较高,为当时教会学校争相延聘。狄考文的一名学生丁立潢,学习理化仪器制造专业,在20世纪初办过一所山东理化器械制造所,为当时全国第一家。〔张汇文:一所早期的教会学校——登州文会馆,《文史资料选辑》(上海)1978年第2辑(总第22辑),上海人民出版社,1979年〕到19世纪90年代,主要的教会学校如上海圣·约翰书院、苏州博文书院、杭州育英书院、南京汇文书院等都开设了化学课。这些教会学校的毕业生,其中有些人担任了清末学制改革后所办初、高等学堂的化学教师。

在编写教科书和统一化学术语方面,传教士们也做过一些工作。早在1877年,新教传教士就组织了学校教科书编辑委员会(益智书会),该会的非传教士主编傅兰雅编写了《化学易知》和《化学入门》等书。到19世纪末,传教士厚美安编译了《化学入门》(1889),福开森(J, C.Fergu⁃son,1866—1945年)编译有《化学新编》等。同时,传教士也很注意科学术语的翻译与统一工作,1891年,益智书会下设科学术语委员会,起初由傅兰雅整理化学名词。1896年傅氏赴美后,由狄考文、赫士(W.H.Hayes)嘉约翰等人负责。1898年,他们发表了《修订化学元素汉译名表》,1901年又出版了狄考文主编的《化学术语与命名法》(Chemical Terms and Nomenclature)一书。他们拟译了71个元素的译名,对元素译名也有所改进,如气体元素一律加“气”字头;但他们不尊重徐寿和傅兰雅的元素译名已被大部分接受的事实,对大量的元素译名进行了重译或改译,其新造汉字却很繁烦别扭,故很少有人沿用。《化学术语与命名法》的主要篇幅是无机物的命名方案。其中“Acid”先前译为“强水”,他们改用日本译名“酸”,Salt译为“盐”或“石”,Oxide(氧化物)译为“锈”,等等,“酸”、“盐”和“锈”等字一律置于译名之尾,据此,他们列出了近千种无机物的译名。这本术语译名出版的时候已临近中国人大量翻译日文科学书籍之时,故而影响较小。(王扬宗:《清末益智书会统一科技术语工作述评》,《中国科技史料》第12卷,1991年第2期)

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