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中国科技史料 第1 3 卷 第2期 199 2年 Ch 呈 n a Hist o rioal M ate ria ls of S eie ne ea n dT eebnolo gyV o l 13N o 2 1992 泰西水法 中的物理学知识 杜正国 江苏苏州 市第二中学 苏州2 15005 内 容提要 泰西水法 是明代 传教士 熊三拔和徐光启合译的一部书籍 初版于 16 12年 它历来被认为是一部水利著作 然而该书介绍了不少西方古代的 物理学知识 比 明代王微 翻译的 远西奇器图说 要早 1 5 年 因此 泰西 水法 实是介绍 西方古代的物理学知识 的第一部书 关键词 泰西水法 物理学知识 泰西水法 是明代传教士熊三拔和徐光启合译的一部书籍 初版于16 1 2年 万历四 十年 后来徐光启又将其编入于1 6 30年完成初稿的 农政全书 中 泰西水法 历来被认为是 纯以利民之术传入中国者 皆记取水蓄水之法 的 水利著作 然而深入地研读可知 泰西水法 中介绍了不少西方古代的物理学知 识 比明 代王微翻译的 远西奇器图说 162 7年天启七年出版 要早巧年 泰西水法 实是介绍 西方古代的物理学知识 特别是力学知识 的第一部书 所以值得引起我们的重视 一 泰西水法 成 书经过及主要内容 从1 6 世 纪中叶开始 罗马教皇派遣耶 稣会士来华传教 其政治背景是配合资本主义殖民 扩张的需要而来的 为了达到传教的 目的 他们不能不用一些科学技术作为敲门砖 这在耶 稣会士写的各种传教记述中有着明确的自白 其中说到他们传入科技知识 以此为饵 中 国颇多落入教会网中者 就是在这种特定的历史条件下 西方的科技知识 传入了中国 当时在我国传教比较著名并掌握有一定科学知 识的耶稣会士有利玛窦 15 5 2一1 6 10年 意大利人 1582年来华 任会长 熊三拔 1575一162 0年 意大利人 1 6 06年来华 等 徐光启是最早同传教士联系的中国士大夫之一 徐光启 1 5 6 2一1 6 33年 字子先 号玄 馗 上海人 1 5 97年中举 1 6 0 3年徐光启在南京认识 了利玛窦 对于西洋科学知识 有了初步 的接触 16 04年徐光启中了进士 从此 他一方面从利玛窦学习并翻译西洋的科学书籍 吸 取其中有用的地方以补充中国旧有的不足 另一方面自己设置农业栽培试验园和自己所需用 的仪器 在博访咨询以外 进而通过试验 以提高自己的科学研究水平 徐光启所以能够建 成新的科学思想体系 使他自己的科学研究带有近代科学的倾向 主要就在这个地方 毛 据徐光启在 泰西水法 序 中所述 昔与利 玛窦 先生游 尝为我言 薄游数 2 期 泰西水法 中的物理学知 识 盯 十百国 有所闻水法一事 象数之流也 可以言传器写 倘得布在将作 即富国足民 或 且岁月见效 私愿以此为主 上代天养民 之助 特恐羁旅孤踪 有言不信耳 余尝 留意兹事 二十余年矣 询诸人人 最多画饼 骤闻若言 则唐子之见故人也 就而请益 辄为余说其 大指 悉皆意外奇妙 远非畴昔所及 1 6 07年徐光启升任翰林院检讨 两个月以后 他的父 亲 死 了 按照 当时 的制度 必须 回家守制三年 徐光启去和利玛窦辞行时 刚好熊三拔也来 看利玛窦 利玛窦就对徐光启说 昨所言水法 不获竟 之 他日以叩之 此公 指熊三拔 可 也 等到徐光启 服闯趋朝 而先生已长逝矣 间以请于熊先生 徐光 启 在翻译的时 候 选择其中对中国适用的 或者确属于先进方法的 经过制器和试验 才编写到书中去 泰西水法 全书共 有六卷 一卷 日龙尾车 即阿基米德式提水螺旋 用掣江河之水 二卷 日玉衡车 即压力式抽水机 附以专筒车 日恒升车 即吸取式抽水机 附以双 升车 用挚井泉之水 三卷 曰水库 记 用蓄雨雪之水 四卷 曰水法附余 皆寻泉作井之法 而附以疗病之水 五卷 曰水法或问 备言水性 六卷 为诸器之图式 二 泰西水法 中的物理学知识 1 阿基米德式螺旋提水器叙拉古的阿基米德 公元前2 87一21 2年 是个把工程学和 科学联合起来了的古希腊人 阿基米德到过亚历山大里亚 据说他住在亚历山大里亚时期发明 了阿基米德式螺旋提水器 今天在埃及仍旧使用着 r 其物理原理是利用斜面来举重 泰西水法 卷一中首次介绍了这种提水器 龙尾者 水象也 象水 之宛委而上升 也 龙尾之物有六 一日轴 轴者 转之主也 水所由以下而为上也 二日墙 螺旋形的薄 板 墙者以束水也 水所由上也 三日围 围住螺旋的圆柱形体 围者外体也 所以为 固抱也 四日枢 轴承 枢者所以为利转也 五日轮 装在轴上的齿轮 下文中又称 枢 轮 轮者所以受转也 六日架 架者所以制高下也 承枢而转轮也 六物者具 斯成器 矣 或人焉 或水焉 风马牛焉 巧者运之 不可胜用矣 本卷中又介绍了齿轮传动的规律 凡轮皆以他轮之齿发之 其疾徐之数 视轮与他轮 之大小焉 其齿之多寡焉 如枢轮之齿八 而人车之接轮齿十六 是拐木一转而得二转 也 人车之接轮齿二十四 是一转而得三转也 2 压力式抽水机卷二中介绍的玉衡车 是两只并排放置的压力式抽水机 用一根横 杆 衡 带动 两只 活塞杆一升一降地动作 所附的专筒车 则是 指单只的压力式抽水 机 工作原理是一样的 玉衡车的部件有七 一日双筒 炼铜或锡为双筒 其圆中规而上下等 底之圆孔 为之舌 单向阀 门 以携 之 凡水之入也必从其底之孔也 有舌焉而开阖之 开之则入 阖之则不出 二日双提 旋坚木以为砧 活塞 其圆中规而上下等 砧之大入于双筒也 欲其密切 6 8 中国 科技史料1 3卷 而无滞也 意思是密封性要好 摩擦阻力要小 筒的底部又有管子接到 壶 上 三日壶 炼铜以为壶 壶之 两孔 各为之舌 单向阀 门 而揍之 四日中筒 炼铜或锡 以为中筒 中筒实际上是一根连接 盘 与 壶 的管子 五曰盘 炼铜或锡 以为盘 六曰衡轴 直木为衡 七日架 3 吸取式抽水机 卷二中还介绍了恒升车 是吸 取式抽水机 所附 的双升车 是两只 并排放置的吸 取式抽水机 恒升车的部件有四 一日筒 q l J 木以为筒 中底而为之孔 象孔之方圆为之舌 单向阀 门 而掩之 二曰提柱 炼铜以为砧 活塞 圆者中规 方者中矩 当砧之心而设之孔 孔 之上 为之舌 单向阀 门 以掩之 直木以为柱 活塞柄 三日衡 直木以为衡 四日架 注曰 恒升者 一升一降而得水一焉 值得注意的关于抽水机取水原理的解释 按照现代物理知识可知 当活塞上提时 在活 塞的下部形成真空 靠大气压将水从抽水机底部的单向阀门进入筒中 当活塞下压时 压力 式抽水机是将水压入 壶 中 吸取式抽水机是将水从活塞下面 压 到活塞的上面 再由 活塞将水提上来 泰西水法 中 尚未有关于大气压强的介绍 玉衡车用 的是 实取 之 法 恒升 车 可以用 实取 之法 也可以用 虚取 之法 所谓 实取 之法 实取之柱 其砧 活塞 入于水升降焉 即活塞在井水水面之 下工作 所谓 虚取 之法 虚取之柱 活塞杆 无用长 入筒数尺而止 升降于无水之处 以气取之 进而又解释说 虚取者 降而得气焉 气尽而水继之 原书注日 气尽而水继之 者 天地之间悉无空际 气水二行之交无 间也 是谓气法 是谓水理 凡用水之术 率此一 语为之本领焉 这是亚里士多德的 自然厌恶真空 的说法 原书还特别介绍了活塞与筒之间的 密切之法 稍弱其砧 活塞 之径 以擅输之 属 皮革之属 附于砧之四周焉 欲挚之先 注水于砧之 上高 数 寸 以闭其摊 而嗡 之 既实用 又科学 活塞式抽水机至今仍是初中物理中的教学内容 4 辨别水质的比盆法卷四介绍了辨别水质的五种方法 其中的一种 叫 称试 有各 种水欲辩美恶 以一器 更酌而称 之 轻者为上 因为纯水的密度 比重 最小 混有泥 沙之类的杂质后 水的密度 比重 将变大 现在 以一器 称出同体积的各种水的重 量 轻者水质较纯 5 四元说 卷五 水法 或问 中 以问与答的形式 解释了许多的自然现 象 问 题的本身是非常有意义 的 例如 问 海水潮汐者 何也 2 期 泰西水法 中的物理学知识 6 9 问 海水浮物强于江河之水 尝见海舟载物未增 入于江河验其水痕 顿深尺许 问 雪花六 出 何也 问 器中贮水曹无漏 泄 贮以冰雪 外成湿润何也 但对上述这些 物理问题的回答 原书认为 殆四行之实理也 也就是亚里士多德的观 点 一切处在月层下面的东西都是由四种地 上元素土 水 气 火组成 6 泰西水 法 的开首 有一篇熊三拔写的 水法本论 其中谈 到 造物之主备大全能 能以无为 有 其始有之物为元行 元行四 一日土 二日水 三曰气 四日火 因之以为体而造万物 也 非独为体而己 既生之物不依四行不能自存 不赖四行不能自养 总之 泰西水法 是一部最早介绍西方古代 即伽利略之前亚里士多德时代的物理学 知识的译著 徐光启也就成了中国第一位西方物理学知识的介绍者 泰西水法 对后来的 一些中国科学家也产生了一定的启示作用 如王微 1511一1644年 的 远西奇器图说 新制诸器 图说 中的一些水利器械 注明采 用 泰西水法 一书 又如清代郑复光 178 一1853 年 于1 842年刊行的 费隐与知 录 中 也多处引用了 泰西水法 在 弓 l水 过山仍必就下 的条目中写道 吾友鲍 泽之 中谦 昆仲尝深究水理 为予言明徐相国 光启 有言 出水处 乙 苟低于受水处 甲 一寸 则虽数十 丈可引之而上 出水处 甲 苟 高于受水处 乙 一寸 则 水必 回矣 水自乙出矣 是说最确 可见 泰西水 法 一书的影响 参考 文 献与 注 释 1 泰西水法 明 熊三拔撰说 徐光启笔记 清席世臣校正 2 张维华 明清之际中西关系简史 齐鲁书社 198 7年版 第22 4页 3 金尼阁 入华传教记 弓 王重民 徐光启集 上册 上海 古籍出版社 1984年版 第 6页 5 英3斯蒂芬 F 梅 森 自然科学史 上海人民出版社 197 7 年版 第4 0页 6 同 5 第31页 7 郑复光 费隐与知录 上海科技出版社 KNO W LED G EOFPHYS CS IN t TAIXISHUIFA D u Z 七e n g g uo Ab亏traet T a X1Sh倪fF a tra n sla ted byXio n g Sa n ba an dX u G u angq i an dfir st p u bulish ed in161 2 h a s e e n tho ug ht to b ea w orka bo utw atere ons ervanC了 b u tit a lso e on tain s m ueh k n o wledg eo fP hy sie so fthe a n e ie ntw estan 生w a s 1 5y ear sear lic r tha n the y a n X Qi QIT S h 0 in1627d ur i