（科学技术史专业论文）《格致须知》中的力学与电学知识探析.pdf

内蒙古师范大学硕士学位论文 中文摘要 格致须知是由傅兰雅在多年译书和办报纸的基础上编写的一套 适合中小学学生的教科书，在教科书出版史上占有重要地位。它对晚清 后期教科书的编写具有指导性作用。格致须知中的物理学内容也特别 适宜中小学生和欲探求自然科学而没有基础知识的大众学习。国内目前 还没有学者对此书进行过专题研究，本文对此书及相关问题进行了考察 和探讨。 本文从科学史和教育史以及科技传播史的角度对格致须知中的 三集内容进行了探讨，主要通过对章节内容梳理、与同时期同领域著作 对比分析等方式来展开研究。主要工作有： 1 对格致须知编写的时代背景及出版地点等情况进行了介绍。 2 梳理了格致须知中的力学须知、重学须知、电 学须知的相关内容，详述了杆的种类、轮轴和轮轴的实际应用、 力学的基本概念、运动的基本原理、力学知识的应用、电学的有关 概念“静电学”、“电流和电化学 、“电流的光效应和热效应”、 “电磁学”等理论方面的内容并分析了其特色；介绍了电学须知 在实用技术方面的内容与特色。 3 将格致须知与其前后出版的同领域著作、译著进行了比较， 对力学须知、重学须知、电学须知中涉及的_ 小部分专 业名词的翻译定名进行了分析，并结合清末名词术语翻译定名规则， 对三本书进行了适当的评价。指出格致须知一书在教科书领域的 示范和借鉴作用。同时也指出其存在的缺点和不足。 4 分析了格致须知出版发行后对中小学教育的影响。 关键词：格致须知力学，重学，电学，教科书，影响 内蒙古师范大学硕士学位论文 a bs t r a c t g e z h ix u z h ii sas e r i e so ft e x t b o o ka d a p t e dt op r i m a r ya n ds e c o n d a r y s t u d e n t se d i t e d b y j o h nf r y e ro nt h eb a s i so ft r a n s l a t i o no fb o o k sa n d n e w s p a p e r sf o rm a n yy e a r s ，w h i c hp l a y sa ni m p o r t a n tr o l e i np u b l i c a t i o n h i s t o r y t h et e x t b o o kp r o v i d e sw i t hg u i d i n gf u n c t i o ni nt h ec o m p i l a t i o no f t e x t b o o ki nt h el a t eq i n gp e r i o d g e z h ix u z h ii sa p p r o p r i a t et os t u d e n t sa n d p o p u l a c e w h oi n t e n tt o l e a r ns c i e n c ew i t h o u tb a s i ss p e c i a l l y c u r r e n t l y , s c h o l a r sh a v en o ty e ts t u d yt h i sb o o kp r o f e s s i o n a l l y , t h i sa r t i c l ed i s c u s s e s r e l a t i o n a li s s u e s b a s i n go nh i s t o r yo fs c i e n c ea n dh i s t o r yo fe d u c a t i o na n dh i s t o r yo f s c i e n c ea n dt e c h n o l o g yc o m m u n i c a t i o n ，t h i sa r t i c l e 。d i s c u ，s s e st h r e es e t s c o n t e n t so fg e z h ix u z h i ，i n c l u d i n go fc h a p t e r sc a r d i n ga n dc o m p a r i n ga n a l y s i s 。m e t h o d s t h em a i np o i n t so ft h i sa r t i c l ea r ea sf o l l o w s ： 1 i n t r o d u c ep e r i o db a c k g r o u n dc o n d i t i o n sa n dp u b l i s h e r sd e t a i l y 2 s o r tm e c h a n i c sx u z h i ，z h o n g x u ex u z h i ，e l e c t r i c i t yx u z h io fg e z h i x u z h i ， d e t a i l i n gt h et y p eo fp o l e ，a x l ea n d t h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o no fa x l e ，t h eb a s i c c o n c e p t s o fm e c h a n i c s ，t h eb a s i c p r i n c i p l e s o f m o v e m e n tm e c h a n i c a l a p p l i c a t i o n e l e c t r i c i t yc o n c e p t sr e l a t i n gt o ”e l e c t r o s t a t i c s ”、”e l e c t r i cc u r r e n t a n de l e c t r o c h e m i s t r y ”、l i g h te f f e c ta n d t h e r m a le f f e c to fc u r r e n t ”、 e l e c t r o m a g n e t i c t h i sa r t i c l ea n a l y z et h e o r e t i c a la s p e c t sa n dc h a r a c t e r i s t i c s i n t r o d u c ee l e c t r i c i t yx u z h it h ec o n t e n ta n df e a t u r e si np r a c t i c a lt e c h n o l o g y 3 c o m p a r e dw r i t i n g sa n dt r a n s l a t i o no f s a m ef i e l da n dp e r i o d a n a l y z i n ga n d e v a l u a t i n gt h et r a n s l a t i o nm e t h o da n dt h et r a n s l a t i n g r u l e so ft e r m sa n d c o n c e p t so nt h et h r e em e c h a n i c sx u z h i ，z h o n g x u ex u z h i ，e l e c t r i c i t yx u z h i c o m b i n e dw i t ht h et r a n s l a t i n gr u l e s i nl a t eq i n gd y n a s t y p o i n t e do u t d e m o n s t r a t i o na n dr e f e r e n c ef u c t i o ni nt h ef i e l do ft e x t b o o k a tt h es a m e t i m es o m es h o r t c o m i n g sa n dd e f i c i e n c i e sa l s ob ee n u m e r a t e d 4 a n a l y z eg e z h ix u z h ii n f l u e n c ei np r i m a r ya n ds e c o n d a r ye d u c a t i o n a f t e r p u b l i c a t i o n k e yw o r d s ：g e z h ix u z h im e c h a n i c s ，z h o n g x u e ，e l e c t r i c i t y , t e x t b o o k s ， ；n f l u e n c e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果，尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含本人为获得内蒙古师范大学或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示感谢。 签名：澎磕蕴日期：2 。口年月s 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解内蒙古师范大学有关保留、使用学位 论文的规定：内蒙古师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅i 可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存j 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容 和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。： 签名：常桥淆导师签名：习乙q 日期：2 d o 年6 月1 5 日 引言 己i 吉 j_f习 1 社会背景 鸦片战争后，中国逐步沦为半殖民地半封建社会，陷入了帝国主义列强的控制之 下。中国的贫穷落后，西方列强的富强先进，促使一部分开明的有识之士提出研究学 习“经世致用之学”和“师夷之长技以制夷 的主张，积极提倡新的科学知识，探索 新的理论，他们深深地认识到自然科学和应用技术在富国强民方面的作用。于是，洋 务自强运动开始。从1 9 世纪6 0 年代起，开始开办一些近代工厂，但是发展近代工业， 首要任务是翻译西方国家的科学技术书籍，使之尽快转化成国人的知识。系统性而且 在短时间内学习西方的科学技术，就离不开西方传教士的中介传递作用，因为首先需 要翻译西方先进的科学知识，因而相对来说对传教士的需求有所增加。特别是清政府 逐步解除禁令之后，大量杓传教士纷纷涌入内地进行活动。据统计，至1 8 世纪末， 来华的基督教传教士只有8 1 人但到1 8 9 0 年便增加到5 8 ，0 0 0 人。1 这批传教士进入中 国后一面传教一面建立印书馆，创办书会，编印报纸，开办学校。截止1 8 8 9 年，教 会创办的新式学校有1 0 8 6 所，在校学生有1 6 8 3 6 人。2 2 编写背景 传教士大量涌入之后，便设立了很多学校，目的是为了传教，培养一批聪明的 中国教徒，提高基督教在中国的地位，以取代儒家思想在人们思想中的统治地位。3 随 着学校的日益增多与扩大，有关教学问题亦随之增加而日趋严重，特别是对于习惯读 经书的中国学生来说，更需要有合适的教科书。后来，随着教育内容向深度和专业化 发展，而中国学生相对来说，对数理知识缺乏理论认识，要接受从西方翻译过来的专 业书籍还比较困难，因而迫切需要适合的教科书。这种教科书要既能考虑到中国学生 的历史文化背景，又能结合比较新颖的西方科学知识。在这种情况下，教科书欠缺成 为教育界共同关注的问题。“学生必须等待教科书，方能由读与写进修知识。”4 教会 学校开设自然科学课程可以使其毕业生更有能力，可以控制中国社会向有利于帝国主 义的方向发展”。5 因此，若干传教士就开始自己编译教科书，正如狄考文指出的“教 会学校的成败在相当程度上取决于是否拥有好的和适用的教科书。”6 而且他也身体力 1 刘晓华，贺艳丽略谈教会学校对近现代教育的影响 j 陕两教育学院学报2 0 0 5 ，2 1 ：l 2 香港中文大学图书馆藏，r 目基督教学会手册( 1 8 9 8 年) 第二部分1 8 9 8 - 3 2 6 3 朱有璩，高时良中国近代学制史料( 第四辑) m 上海：华东师范大学出版社，1 9 9 1 ：4 0 一4 1 4 m e b u r t o n t h ee d u c a t i o no fw o m e ni nc h i n a ( n e wy o r k ，1 9 11 ) ，6 3 5 骆炳贤中国物理学史火系物理教育史 m 湖南：湖南教育出版社，2 0 0 1 ：1 1 8 6 陈学恂中国近代教育史教学参考资料( 下册) m 北京：人民教育出版社，1 9 8 6 - 1 0 0 1 0 1 1 内蒙古师范大学硕士学位论文 行自编教科书。但是自编的教科书不能相互流传，在教学当中容易引起差异，不能起 到预期的效果。因此传教士感到有“力谋合作 的必要。1 8 7 4 年，由美国长老会发 起，在山东烟台召开了长老会在华传教工作会议，会上有人提议召开一个在华基督教 传教士大会，得到与会者的热烈响应。7 经过三年的准备，1 8 7 7 年5 月1 0 号，在上海 举行的第一次基督教新教( p r o t e s t a n t i s m ) 传教士全国大会上，经一些传教士建议， 成立了一个英文名称叫“学校教科书委员会 ( s c h o o la n dt e x t b o o ks e r i e sc o m m i t t e e ) 的机构，中文名称叫“z 盖智书会”，负责编撰适合于教会学校的各种教科书。至此中 国才有了“教科书”这一名称。其中主席是丁韪良，韦廉臣、狄考文、林乐知、黎力 基、傅兰雅是委员。1 8 7 9 年，傅兰雅被推举为总编辑，在他的主持下，经过各委员 的反复讨论，为适应当时社会发展的要求决定编写初级和中级两套教科书，傅兰雅编 初级，林乐知编中级。8 教科书覆盖算数、几何、测量、博物、天文、地理、化学、 植物、心理、自然史、古代史、现代史、中国史、英国史、美国史等学科，还涉及了 声乐、器乐和绘画。力求西学与中学结合，。适合在华教育。在这样的宗旨下，格致 须知产生了。 3 已有相关研究综述 格致须知是一部系统的、浅显易懂的教科书，是晚清大部分学校所用的教科 书之一，也属于通俗读物，适合大众阅读。在一些有关近代史的著作中大都对格致 须知有所提及，据笔者所知，目前还没有人对其内容进行较深入的研究，而其中的 物理学知识也没有人进 了过全面系统的总结。 ( 1 ) 国外研究魂态 关于傅兰雅的研究，最重要的有傅兰雅年谱，是由加利福尼亚大学中国学术研究 中心1 9 9 9 年整理的，英文名叫乃砌厅y 盯7sc a l e n d a r ：c o r r e s o p d n e n c e , p b u l i c a t i o n a n d m i s c e l l a n e o u sp a p e r s 订拍e x c e l ) t s 星c o n 而e n t a r y 。主要是讲述傅兰雅的生平，思想的 转变，职业的选择，所2 _ 泽的书籍，出版物以及与友人的书信往来。美国学者内特a d r i a n a r t h u rb e n n e t t 妊飞j o h nf r y e r ：t h ei n t r o d u c t i o no fg e s t e r n 。s c i e n c ea n dt e c h n o l o g y i n t on i n e t e e n c e n t u f ) ，c h i n a 。中文名叫傅兰雅译著考略主要是讲述了三方面的问 题：it h ee a r l yy e a r s l 9 3 9 1 8 6 8 ( 1 8 6 8 年到1 9 3 9 年时期) i it r a n s l a t o rf o rc h i n e s e g o v e r n m e n t ( 中国政府翻译者)i i ip r o m o t i o no fw e s t e r nk n o w l e d g et h r o u g hp r i v a t e e f f o r t ( 通过个人努7 j 对西方知识的提升) 7 王建军中国近代教科i5 发展研究 撕 广州：广东教育出版社，1 9 9 6 ：5 1 8 王扬宗傅兰雅与近代- 4 的科学嬲蒙 m 北京：科学出版社，2 0 0 0 ：9 9 引言 ( 2 ) 国内研究动态 主要文章有：金匙的晚清新式教科书述评，里面谈到了格致须知二集曾 作为教材被上海、南京等地学堂采用。并对它有一个评价“引进了西方先进的自然科 学、应用技术，使中国人大开眼界，对社会有一个新的认识。 顾莹慧的教会学校与 中国近代教育中主要谈及了格致须知的传播应用情况，并对其作了评价：“这 些教科书的编写出版，成为中国近代新式教育的第一批启蒙课本”；顾建新的我国 明清时期教育翻译的发展脉络及特点涉及了格致须知中的物理学部分对晚清教 育的影响。主要硕士论文有：杨柯的从“传教士”到文化使者傅兰雅个案研究 则全面介绍了傅兰雅。主要书籍有王扬宗的傅兰雅与近代中国的科学启蒙；熊月 之的西学东渐与晚清社会；顾长声的从马礼逊到司徒雷登；尚智丛的传教士 与西学东渐。另外，路炳贤先生在其物理教育史中对此书的体系和内容进行了 简短的分析，指出此书是格物入门出版1 0 年后，物理教材有一定进步的表现9 。 王冰在中外物理交流史中谈到了此书，“作为物理学知识启蒙和通俗读物，就传 播知识而言，格致须知的影响较大 。杜石然先生在洋务运动与中国近代科技 中评价此书是“发行量虽不甚大，但其影响，特别是对物理知识的普及是有一定的贡 献的”。 4 、本文拟解决的问题 本文将解决以下3 方面的问题 1 简单研究作者的编译背景，丛书的出版机构，出版后引起韵效应。 2 梳理格致须知中的力学、电学内容，并与同期其他相关刊物中的知识作比较。 并通过典型的实例说明术语翻译定名原则。 3 从教育的角度对格致须知进行分析总结，探讨它的出版，对清末的中国产生 的影响，探讨它对教科书改革方面具有的借鉴意义。 9 骆炳贤中国物理学史大系物理教育史 m 湖南：湖南教育出版社，2 0 0 1 ：1 0 5 3 内蒙古师范大学硕士学位论文 第1 章格致须知概述 “格致”原出自礼记大学：“古之欲明明德于天下者，先治其国；欲治其国 者，先齐其家；欲齐其家者，先修其身；欲修其身者，先正其心；欲正其心者，先诚 其意；欲诚其意者，先致其知，致知在格物。物格而后知至，知至而后意诚，意诚而 后心正，心正而后身修，身修而后齐家，齐家而后国治，国治而后天下平。宋代朱 熹把“格物致知 解释为“即物穷理 ，有探究客观规律的含义。明代徐光启把格致 解释为自然科学，他在刻几何原本序中说：“大者修身事天，小者格物穷理，物 理之一端别为象数”。他把西学分为大小两种，小者即为格致之学。1 8 4 0 年鸦片战争 以后，在传教士口中“格致 变成自然科学各门学科的总称。而洋务派则把“格致 等同于制造之理和实用技术。“格致”一词发生了概念上的变化。 1 1 格致须知的编译者与创作机构 1 1 1 格致须知的编译者简述 格致须知初级册的编写者是傅兰雅。他早年在英国接受教育，青年时期在中 国度过，晚年定居美国。他在华3 5 年，译书办刊，执鞭施教，传播西学，为传播科 学文化知识奉献了一生。他以辛勤的劳动，为中国社会的发展作出了卓越贡献。1 0 傅 兰雅1 8 3 9 年8 月6 日出生在英国肯特郡海德城。1 8 6 1 年3 月离开英国，7 月到达香 港，在那里他掌握了汉语。1 8 6 3 年9 月，在北京同文馆担任英语教师。1 8 6 5 年到上 海英华书馆担任校长兼英语教习。1 8 6 6 年1 1 月兼任上海新报的编辑。1 8 6 8 年5 月，傅兰雅脱离教会，正式到江南制造局翻译馆担任译员。1 8 7 4 年，参与创办了中 国第一所科普学校格致书院。1 8 7 5 年主编中国第一份科学期刊格致汇编。 1 8 8 5 年创办了中国第一家科技书店格致书室。1 8 7 9 年1 0 月2 3 日到1 8 9 6 年这段 时间，傅兰雅一直担任“益智书会 的总编辑。1 8 9 6 年，他接受美国加州大学的聘 请，离开中国，担任东方语言文学教授，并定居美国。1 9 2 8 年7 月2 日，在美国加 利福尼亚州奥克兰城去世。傅兰雅一生辉煌的时期都在中国度过，在华的3 5 年时间 里，独立翻译或与他人合译的西学著作有1 2 9 部，7 7 部在江南制造局翻译馆出版。 著书1 6 部，大部分由益智书会出版。1 1 他所翻译的书籍范围较广，包括军事与航海、 加尚智丛传教士与西学东渐 姗太原：山西教育出版社，2 0 0 0 ：2 0 3 1 1 尚智丛传教士与西学东渐 m 太原：山西教育出版社，2 0 0 0 ：2 0 8 2 1 1 4 第1 章格致须知概述 采矿、冶金与机械、天文、地理、动植物与农业、数理化与化工、【具书、社会科学 医学与科普知识。 图卜1 博兰雅自像 就科学普及工作来说，傅兰雅主要集中在 三个方面：创办格致汇编：发起并参与管理 格致书院，开办格致书室；在益智书会担任教 科书总编辑。这些科学普及工作是较为成功的。 格致须知的中级册虽然没有编成，但 是编写者林乐知也是“益智书会”重要的员， 在教科书编写方面有丰富的经验。在文化传播 方面做了一定的贡献。在这里简单的提及一下。 林乐知( y o u n dj o h na 1 l e n ，1 8 3 6 1 9 0 7 ) ，中 文名亦称乐智、约翰。”他1 8 3 6 年1 月3 日出生在美国南方佐治亚州的伯克郡。1 8 5 8 年从佐治亚洲的埃默里大学毕业，获文学学士学位，当时只有2 2 岁o - ”1 8 6 0 年林乐 知到上海广方言馆担任两学教习，同年在江南制造局翻译馆协助译书。“1 8 0 9 年，广 方言馆并八江南制造局。1 8 6 8 年，林乐知接受上海字林洋行的聘请，兼任中文上 海新报编辑，并在担任编辑期问自费创办了一份中文期刊叫教会新报。教会新 报在】8 7 4 年9 月改为万国公报。1 8 8 1 年林乐知在上海创办了一所教会学校叫 “中西书院”。1 8 8 3 年7 月万国公报停刊。1 8 9 0 年在美国监理会妇女国外柿道 部的经济援助下，林乐知在上海成立了“中两女塾”“，1 8 9 1 年，林乐知和李提摩太 在广学会编辑出版了中西教会报。1 9 0 7 年5 月3 0 几，林乐知去世。“ 112 格致须知的创作及出版机构益智书会 格致须知系列丛书的成书州阃是1 8 8 2 年一1 8 9 4 年，编完就出版然后就在学 校使用，因为随着教会学校办学规模的扩大，剥教科书的内容有了更高的要求。“当 时一般主持教育的认为，教授上最感痛苦的就是西学各科的教材”“适宜教科书的欠 缺成为很多办学者关注的问题。“负责马公学校的布朗夫人就深深感受到这一点”光 绪二年( 1 8 7 6 年) 举行传教士大会时与会的各位传教士都觉得当时所用教材深浅不一 2 苏云峰中国新教育的萌芽与成长 m 北京，北京大学出版社，2 0 0 7 ：1 5 0 一l5 2 ”顾长声从马札逊到司徒雷登一来华新教传教士评传 刚上海：上海人民出版社，1 9 8 5 ：2 6 8 “顾长声从马扎逊到司徒雷登一米华新教传教士评传 加上海：上海人民出版社，1 9 8 5 ：2 6 5 ”顾长声从马礼逊到司徒雷登一来华新教传教士评传 岫上海：上海 民出版社1 9 8 8 ：2 7 2 “顾长声从马扎逊到司徒雷登一来华新教传教士评传 m 上海：上海人民出版社，1 9 8 5 ：2 7 9 ”教务杂忠第2 3 卷第3 03 6 页，1 8 9 2 年美华l5 馆印行 “me b u r t o n ，t h e e d u c a t i o n o f w o m e n i n c h i n a ( n e w y o r k l 9 1 1 1 ：6 3 内蒙古师范大学硕士学位论文 致，在教学当中容易引起差异，没有起到预期的效果。因此商量着应该成立“学校教 科书委员会”。该委员会所编教科书应有算学、泰西历史、地理、宗教、伦理等科， 以供教会学校使用，或者赠给各地教区的私塾。因此1 8 7 7 年5 月1 0 日，在上海举行 的第一次基督教新教( p r o t e s t a n t i s m ) 传教士全国大会上，成立了“益眢书会 。其 实早在1 8 3 4 年在广州就成立了“益智会，以介绍西方科学、艺术、开通华人智慧为 目的。“益智书会 是“益智会 的延伸，“益智会 出版的书籍有1 2 种。“益智书会” 于1 8 9 0 年机构改组，英文名改为e d u c a t i o n a la s s o c i a t i o no fc h i n a ，中文名仍为 “益智书会”。1 9 0 2 年，改称为“中国学塾会”，1 9 0 5 年改为“中国教育会”，1 9 1 6 年改为“中国基督教教育会”。在1 8 7 9 年的时候，傅兰雅被推举为总编辑，在他的主 持下，为适应当时社会发展的要求决定编写初级和中级两套教科书。“两套教材的体 裁需文理简洁，暂不翻译成北京方言 挎。至1 8 9 0 年，“益智书会”出版并审定的教 科书达9 8 种，1 8 9 册。这些书籍大部分都属于学校参考用书，其内容主要为自然科 学知识，其中算学类有8 种，科学类有4 5 种，历史类有4 种，地理类9 种，道学类( 包 括哲学和宗教) 有1 9 种，读本类有1 种，其他1 2 种。以上各类书籍，至1 8 9 0 年共计 出版三万余册，而售出者占其半数。 “益智书会”自成立后就一直重视统一科技术语的工作。在1 8 9 0 年召开的传教 士全国大会上，傅兰雅作了科技术语：当前的歧异与寻求统一的方法的演讲，引 起了与会人员的热烈讨论。同年1 1 月，“益智书会 出版委员会在上海召开会议，专 门讨论译名问题，并成立了几个专门的译名委员会。傅兰雅和狄考文是主要负责人。 会议决定，狄考文负责编辑数学物理学和天文学等学科名词，傅兰雅负责编辑化学、 矿物学、解剖学和地质学等学科术语，潘慎文负责生理学、动物学和植物学等术语， 谢卫楼负责政治经济学、政治学、法学和神学等术语。列各委员会编辑的各科术语最 后交给总编辑傅兰雅，由总编辑编订出版。教科书的编译也使用统一的术语。 1 2 编译内容的介绍 “益智书会”出版的规模最大，最有影响的教科书是傅兰雅编写的两套丛书：格 致须知和格物图说。格致须知原计划编写l o 集，每集8 种。前3 集是自然 科学，第4 ，5 ，6 集是工艺技术和社会科学，第7 集是医药须知，第8 ，9 集是国志 ”( 清) 韦廉臣学校教科书委员会报告，1 8 9 0 ，( 光绪十六年) 2 0 陈学恂中国近代教育史教学参考资料c 上册) m 北京：人民教育出版社，1 9 8 6 ：5 9 甜朱有璩，高时良中国近代学制史料( 第四辑) m 上海：华东师范大学出版社，1 9 9 1 ：4 0 4 1 6 第1 章格致须知概述 须知和国史须知，第1 0 集是教务须知。到1 8 9 0 年，前3 集编成出版，后几集只编成 部分。这套丛书最终也未完全编成。该书内容浅显易懂，篇幅不大，每集l 万多字， 介绍各学科基础知识。 表卜1 格物图说汇总表 名称出版时间名称 出版时间 矿石图说1 8 8 4 年光学图说 1 8 9 0 年 画型图说 1 8 8 5 年 热学图说 1 8 9 0 年 体性图说1 8 8 5 年水学图说1 8 9 0 年 重学图说1 8 8 5 年植物图说1 8 9 4 年 电学图说1 8 8 7 年新式汽机图说1 8 9 4 年 孩童卫生编1 8 9 3 年幼童卫生编1 8 9 4 年 表卜2 格致须知前3 集汇总表 范围名称出版时间备注范围名称出版时间备注 第1 集天文须知1 8 8 7 年第2 集曲线须知1 8 8 8 年 地理须知 1 8 8 3 年 重学须知 1 8 8 9 年 地志须知1 8 8 2 年第3 集 力学须知1 8 8 9 年 地学须知 1 8 8 3 年水学须知1 8 9 1 年 电学须知1 8 8 7 年光学须知 1 8 9 4 年 化学须知1 8 8 6 年热学须知 1 8 9 4 年 气学须知 1 8 8 4 年矿学须知1 8 9 3 年 声学须知1 8 8 7 年全体须知 1 8 9 4 年 第2 集量法须知1 8 8 9 年动物须知 1 8 9 4 年 画器须知1 8 8 8 年植物须知1 8 9 4 年 算法须知 1 8 3 3 - 1 9 0 2 华蘅芳 西礼须知1 8 8 5 年程培芳 代数须知 1 8 8 7 矩戒礼须知1 8 8 6 年程培芳 三角须知 1 8 8 7 年富国须知 1 8 9 2 笠 程培芳 微积须知1 8 8 8 年 理学须知1 8 9 8 年程培芳 7 内蒙吉师范大学硕士学位论文 1 3 论文的研究 本文选题所利用的文献有以下几类： 1 重学须知、电学须知来源于内蒙古师范大学科学技术史研究院资料室，力 学须知来源于清华大学图书馆； 2 晚清时期出版的格物入门、格物测算、重学、电学、电气通标、电学 纲目； 3 晚清名家对重学须知、力学须知、电学须知的认识：评价，主要来源是查 阅各类丛书； 4 与本课题相关的文献、论文、前人的研究成果。 本文将重点放在格致须知的其中三册上，介绍研究对象的版本情况，详细梳 理其中的内容，并把内容作了分类，结合当时西方物理学的发展情况与同时期同类科 学著作做对比研究，选取部分重要内容，从科学史、教育史和科学传播的角度论述格 致须知在清末教科书发展史上的地位。 8 第2 章格致须知中的力学与电学内容 第2 章格致须知中的力学与电学内容 格致须知中涉及物理学内容的几册是重学须知、力学须知、电学须知、 光学须知、热学须知和声学须知。本论文就重学须知、力学须知、电 学须知的内容进行重点研究。 21 关于重学须知、力学须知、电学须知的版本 本论文所选用的重学须知、电学须知，汉译本是内蒙古师范大学科学史研 究院资料室收藏的，重学须知为光绪十五年出版，电学顽知为光绪r 三年出版。 力学须知是清华大学图书馆古籍书库收藏的，光绪十血年出版。以上三本书都是 益智书会出版的。重学须知、力学须知、电学须知的中译本封面图样如下图： 霾隰 图2 - 1三种须知的汉译本封面 表2 - l 原始文献的收藏情况 1 格致绠知( 二集)清光绪问线装8 册国家图书馆 北京大学图书馆 格致须知：2 0 种清光绪8 到2 4 年线装2 0 册特藏库 清华大学图书馆 力学须知清光绪1 5 年线装1 册特藏库 内蒙古师大科学 格致须知：8 种清光绪问线装8 册技术史研究院资 剁室 电学图说清光绪1 3 年线装1 册内蒙古师大图书馆 搴灏篷霉黪嚣戳攀l=i卜keiiili?il川h=_=_】 内蒙古师范大学硕士学位论文 2 2 重学须知、力学须知、电学须知的编排体例及特点 1 编排体例 重学须知、力学须知、电学须知三本书都是分为六章，文章开篇都有 总引，总述了编写这本须知的目的。重学须知的编写是因为日常生活中经常 用到杆、轮轴、滑车、斜面与劈，人们只知道利用这些器具而不知道原理。通过讲解 各种机械运动的原理，使读者更好掌握实用技术并可以有所创新。全书配有插图3 4 幅，非常精美，能够帮助读者更好的理解其中的内容。而且书中所涉及到都是现实生 活中用到的器具，因为在生活中经常会接触到，所以读者阅读时会有熟悉的物理图景， 理解较为容易。重学须知六章内容分别为：第一章重学总论，第二章论杆，第三 章论轮轴，第四章论滑车，第五章论斜面与劈，第六章论机械动法。力学和重学内容 在格致须知出版以前的物理学教科书中是放在一起讲述的，如重学、格物入 门、格物测算等，而力学须知则把力单独分隔出来讲，因此傅兰雅在总引- 中 写道：“乃论体之动理，乃夫各力之根源，兹特别之日力学须知。”2 2 力学须知也 分为六章，第一章总论体性，第二章略论各力，第三章论重心，第四章论动理，第五 章论圈动，第六章特论之。全书配有插图4 7 幅，也是非常精美。电学须知的总引 是从电的实用性谈起的，小到生活所用，大到国防，都涉及到了。这六章依次是：第 一章总论电源电性，第二章论摩电气，第三章论吸铁器，第四章论化电气，第五章论 发电的各个机器，第六章论电的利用：全书配有4 2 幅图。以上三册书都是从总引开 始，通过总论讲解基本的概念和原理，再深入到各种具体实用的内容，“篇幅雎少， 而于精义要理，无不括孩，初学最易通晓，进而深之，不难入奥。2 3 2 特点 ( 1 ) 内容生动 近几年通用的中学物理新课本中加入了很多科学史内容2 4 ，我国已故著名化学家 傅鹰说过：“- i 2 科学的历史是那门科学最宝贵的一部分，因为科学只能给我们知识， 而历史却能给我们智慧。 衢，科学史加入教科书中的益处是不言而喻的。格致须知 中科学史内容丰富、形式多样，不但给书增加了知识点，还增添了很多趣味性，使其 内容变得生动。下面介绍其中出现的比较典型的物理学史的例子： 船( 清) 傅兰雅格致须知之力学须知 m 益智书会出版，1 8 8 7 ：1 ( 清) 傅兰雅格致须知之重学须知 m 益智书会出版，1 8 8 7 ：l 甜中华人民共和国教育部制定，物理课程标准 m 北京师范大学出版社，2 0 0 1 ，7 ：1 茄傅鹰黄子卿著的 ，化学通报 j 1 9 5 6 ，4 ：1 5 1 0 第2 章格致须知中的力学与电学内容 动物电气的产生。“贾法尼外出，其妻剖鸡作羹，偶以小刀切于田鸡腿之脑筋， 旁有学徒在转摩电器，乃见田鸡之腿忽然跳跃，贸法_ l i 归，其妻告之，贾法尼即试多 次，知为动物电气所致”。 科学探索中的失败教训。教利中加入些科学探索中的失败经历是很有必要的， 一方面可以告知学者科学实验有一定的危险性，另一方面使学生或科学工作者以更严 谨的科学态度从事研究工作。如在讲到弗兰克另的实验时，就指出因为有后人佩服他 的成功，就仿造其做法，结果因疏忽被雷电击毙了。 中阿的指南针。书中在介绍磁铁的指示方向的性质时，介绍了指南针、指极针及 罗盘。肯定了中国在指南针发明上有优先权的事实。 ( 2 ) 图文并茂 物理学是以实验为基础的学科，实验教学是物理教育中不可缺少的内容。格致 须知虽不如物理学在实验方面介绍的比重大，但配有图例说明则是其最显著的 特点。例如在介绍红矾发电瓶、硇砂发电瓶、木生发电筒时，结合图形，会更清楚的 了解它们发电的原理。而且在电学知识的编排上很有逻辑性。 托 黎 瑗 二 ? 瓶 i ) 目2 - 2 红矾发电瓶 图23 硇砂发电瓶引24 术生发电筒 ( 3 ) 部分知识逻辑不严密 傅兰雅在重学须知的总引中写道：“致知先言格物，历象必推算学至于重 学不但今人无请求者，即古代传书籍亦不论及，且无其名目，是可知中华本无此学 也明矣，实学问中之一大缺憾事。”他编写重学须知是在光绪十l i 年即1 8 8 9 年， 况且不说在他编写教科书之前，丁韪良已经把算学和重学很好的融合在格物入门 ( 1 8 6 8 年出版) 这本书里了，就是他的说法“古代传书籍亦不论及，且无其名目， 是可知中华本无此学也明矣”就是错误的。中国古代没有专门的书籍论及力学，但是 蕊璃 固 内蒙古师范大学硕士学位论文 有力学知识比较集中的书籍，像考工记和墨经。考工记最早述及了惯性现 象，述及车轮的滚动摩擦。墨经则最早给出力学的定义，以建筑叠石为例，讨论 了力的平衡，并在实例中指出了三种力的存在：重力，拉力和引力。宋代沈括的梦 溪笔谈也有很多例子论及了力学的应用。 在讲述“含微隙”这种性质时，他指出“凡木之能浮于水面，因其体内微隙颇多， 内含空气也，若将其空气抽出，水入隙中，则比等体之水更重，而易沉水下，间有坚 之木，体内微隙较少，入水即沉体 。笔者认为这个论述没有科学道理，傅兰雅把密 度和微隙的概念混淆了，而且所举的例子“有坚之木 目前也没有一个实际的可看得 见例子，无从考证。 在说明“吸力愈远愈小 这种性质时，他运用了蜡烛平板成像的例子，如图2 - 5 图2 - 5 放置不同距离的木板来显示像的大小，用木板上像浓淡的办法说明吸力愈远愈 小，如上图，“左为烛光，距烛一尺置甲乙方板。距烛二尺置丙丁板，其面所遇光之 浓，仅为甲乙面所遇者四分之一，甲乙之影，遂能遮满其面。若于距烛三尺处，置戊 己方板，大为甲乙九倍，甲乙之影，亦能遮满其面，而所遇之光，即小于甲乙九倍”。 笔者认为这段论述有问题，依现在物理理论来判断，光的亮度和万有引力是两个不同 的物理概念，所以不能以实验的表面相似来做类比。 对于“粘力 傅兰雅是从物体表面现象下的定义。“微管吸力 也是把大气压导 致液体上升的现象作为定义。这两个定义有明显的不足之处，与现代课本中的定义大 相径庭，对于没有辨别力的初级水平的学生来说，能够达到理解程度也是很困难的。 当谈到“传力 的时候举了一个例子“试用一架，上挂十球，令各球相切成行， 将首球拉开放之，使击二球，则传于各球，至末球必自抛开，所抛之远，正与首球拉 开之远同”。他的解释是运动的球撞击静止的球，静止的球把力传给第二个小球，第 1 2 第2 章格致须知中的力学与电学内容 二个小球又把力传给第三个小球，依次类推，最后一个球没有可传的物体，就自己抛 开了。在这个解释里他没有考虑到动量和惯性，虽然他在前面讲到这两个知识，但是 他没有把知识联系起来不会综合应用，只是机械的描述，盲目地再一次把看到的现象 当做定义，没有深究其原理，这其实是对学生的一种误导。 2 3 重学须知、力学须知、电学须知的内容梳理 明末清初j 中国人称西方传入的力学知识为“重学”因为“其术能以小力运大 重，故名日重学，又谓之力艺。大旨谓天地生物有数，有度，有重。数为算法，度为 测量，重则即此力艺之学，皆相资而成。”2 6 重学分为静重学和动重学，静重学也就是 本章所谈到的重学须知。动重学也叫力学须知，将在后面的部分讲到。 2 3 1 重学须知中助力机械的介绍 1 ) 杆 “论杆”一章中介绍了杠杆的概念、种类、平衡条件和原理，把杠杆二力平衡的 原理推广到数力平衡的情况。杠杆符合“增力不能增速，增速不能增力2 7 公理。 杆通常用铁或坚硬的木头做成。加力之处叫力点，凭靠之处叫倚点( 即支点) ， 挂重物之处叫重点。力点与倚点之间，叫做“力倚距”。在人民教育出版社编，初级 中学课本物理第一册( 必修) ( 1 9 9 4 年版) 中叫“动力臂”，同样的情况适用于“重 倚距”。倚点与重点之间叫做“重倚距”，即“阻力臂 。“力与重两边相平，叫做相定 。 “相定 在。初级中学课本物理第一册( 必修) ( 1 9 9 4 年版) 中叫“杠杆平衡原理”。 根据力倚重三点的相对位置，杆可以分为三种：第一种杆，倚点在中间，力点和 重点在两端。第二种杆，重点在中间，倚点和力点在两端。第三种杆，力点在中间， 倚点和重点分别在两端。三种杆各有优劣，依力、倚、重三点之间的距离而定。 第一种杆 这种杆是最常用的，也是最简单的，倚点在重点和力点的中间。秤杆是最典型的 应用。以2 - 6 图为例说明一下 拍傅兰雅格致须知之重学须知 m 益智书会出版，1 8 8 7 ：1 2 7 傅兰雅格致须知之重学须知 m 益智书会出版，1 8 8 7 ：l 内蒙古师范大学硕士学位论文 u 。 一l 。- 1 。 i 一-1 1 1 泵a ， 图2 - 6 “甲乙为杆，丙为倚点，甲下有盘以承重，空盘之重，与丙乙长边杆之重相等。盘内 置一斤重之物，长边挂一锤，移使与物重相定，即于其挂处作记一，盘内再加重一斤， 移锤至能定之处作记二，则依一二两点之距，向外度杆，作三四五六，各记其锤每外 移一记，盘内即能加重一斤而相定，如移至三，则与盘内三斤定，移至五，则与盘内 五斤定总之盘内物重。秤杆每度之间，若再平分十六分，则每分能抵一两之重，再细 分之，可称一钱一分等撇，中国之秤，一秤有；提，用一锤可称大小之重，因其杆 三面各作分记，一可称两数，一可称斤数，一可称数斤或数十斤”。 从以上文字，我们可以明白丙乙边的重量与空盘的重量相等，在空盘内加一斤的 物体，然后向右移动锤子使其与物体平衡，这时候作一个标记一，依次往盘子里加二 斤、三斤的物体，则相应作二、三的标记。在每个标记之间再分成十六分，就能用“两 计算( 由此也可知道，到清末，斤和两之间的进制仍是1 6 ) ，如果再把“两 之间细 分，就是以“钱来计算。古代的称有三个提子，因为杆的三面分别作有斤、两、钱 的标记，可以用来称比较重的物体。从秤杆的讲解得出了“相定，即“力x 力倚距 = 重重倚距。现在的叫法是杠杆平衡原理，运用这个原理，可以在已知三个量的 情况下，求出另外一个未知量。即文中所谓的求“加力法 ，求“物重法”，求“力倚 距法 ，求“重倚距法 。明白了这个原理之后，学生就能更好地理解和