徐光启：研究和介绍西方科学的先驱

●邵红能

徐光启（1562—1633），字子先，号玄扈，教名保罗（Paul），松江府上海县人，明末数学家、科学家、农学家、政治家和军事家，官至礼部尚书、文渊阁大学士。赠太子太保、少保，谥文定。其主要作品有译《几何原本》、著《农政全书》《崇祯历书》《考工记解》等。徐光启是中西文化交流的先驱，是上海地区最早的天主教徒，被称为“圣教三柱石”之首。同时，他是明末清初学术界、思想界兴起的实学思潮中的一位有力的鼓吹者、推动者，为推动中国科学的发展而奋斗终生，是将欧洲的自然科学介绍到中国的第一人。

徐光启的父亲弃商归农，其人“博识强记，于阴阳、医术、星相、占候、二氏之书，多所通综，每为人陈说讲解，亦娓娓终日”。而徐光启的母亲“性勤事，早暮纺绩，寒暑不辍”。如此典雅的家庭，对徐光启后来钻研科学技术、重农兵、尚实践、毕生唯勤唯俭、安贫若素等都有良好的影响。明万历二十五年（1597年），35岁的徐先启再次奔赴乡试考场。为了筹备他赴安徽考试的盘费，母亲变卖了家中仅有的一点粮食，为此全家人有几天断炊。而他为了节省路费，竟挑着行李，冒着大雨，沿江边步行100多里。这次考试，起初，阅卷人仍把徐光启圈在榜外，直至发榜前两天，主考官、著名学者焦宏复查落选的试卷，一阅到徐光启的卷子就“击节叹赏”，看到后面时拍案叫绝，赞叹说：“此名士大儒无疑也！”于是，把徐光启从落选者提为此次考试的第一名举人。一时间，徐光启名噪南北，他应试的那篇文章直至清代仍被编入《读墨简练百篇》，作为全国秀才们的学习范文。

从小立志 深受“海派文化”的熏陶

明嘉靖四十一年（1562年），徐光启生于南直隶松江府上海县法华汇（今属上海市，为了纪念徐光启而改名为“徐家汇”）一个小商人的家里，取名光启的意思是希望他光宗耀祖，重启家业。从小，徐光启就聪明好学，除了按照老师的教导学习儒家经典，对其他的学问也很关心。由于家里藏书较多，因此，徐光启很早就接触到许多关于数学、天学、农学、水利甚至军事方面的书籍。当时的法华汇，还只是乡村，四周都是种满庄稼的农田。小时候，进学堂读书，他就很留心观察周围的农事，对农业生产有着浓厚的兴趣。青少年时代，徐光启聪敏好学，活泼矫健，当时人们说他“章句、帖括、声律、书法均臻佳妙”。他喜欢雪天登城，在龙华寺读书时，喜登塔顶，“与鹊争处，俯而喜”。明万历九年（1581年）中秀才，“便以天下为己任。为文钩深抉奇，意义自畅”，他曾说道：“文宜得气之先，造理之极，方足炳辉千古。”这是由神童到才子的形象。中秀才后，因家境关系，徐光启开始在家乡教书。明万历三十二年（1604年），徐光启考中进士，开始步入仕途。其实，徐光启20岁时中秀才，36岁中举人，考中进士时已是43岁，为科举功名共用去了23年时间。

徐光启在未中进士之前，曾长期辗转苦读，在“破万卷书、行万里路”之后，深知流行于明中叶以后的程朱理学，主张禅静顿悟、反对经世致用，实为误国害民。有人记述徐光启当时的变化说：“尝学声律、工楷隶，及是悉弃去，习天文、兵法、屯、盐、水利诸策，旁及工艺数学，务可施用于世者。”还有人记述说：“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，穷天人指趣。”徐光启思想上的如此转变，使他的后半生走上了积极主张经世致用、崇尚实学的道路。徐光启是明朝学术界、思想界兴起的实学思潮中的一位有力的鼓吹者、推动者。

徐光启在数学方面的主要成就，概括地说有三个方面，分别为“论述了中国数学在明代落后的原因；论述了数学应用的广泛性；翻译并出版了《几何原本》。”中国古代数学源远流长，至汉代形成了以《九章算术》为代表的体系，至宋元时期达到发展的高峰，在高次方程和方程组的解法、一次同余式解法、高阶等差级数和高次内插法等方面都取得了辉煌的成就，较西方同类结果要早出数百年之久。但进入明代以后，宋元数学的许多成果却几乎全都后继无人，逐渐衰废。对这种落后局面的形成原因，徐光启曾有十分精辟的分析“名理之儒土苴天下实事”，对宋元数学在明代的衰废原因，可谓“一语道破”。

可以说，徐光启在数学方面的最大贡献当推《几何原本》的翻译。许多学者认为《几何原本》所代表的逻辑推理方法，再加上科学实验，是世界近代科学产生和发展的重要前提。徐光启指出：“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。……能精此书者，无一事不可精，好学此书者，无一事不可学。”直到20世纪初，中国废科举、兴学校，以《几何原本》内容为主要内容的初等几何学方才成为中等学校必修科目，实现了300年前徐光启“无一人不当学”的预言。

“海派”在中国是指一些比较容易接受新鲜事物，具有前卫思想的人，徐光启是中国较早的海派人物。徐光启的家乡就在今天的上海市，如今他的墓地就在上海徐家汇南丹路旁。生前，徐光启被欧洲人士称作“徐上海”，如今在海外华人中间这样的称呼仍然可闻。

西学中用“几何”名称的渊源

数学有一门分科叫作“几何学”。在我国古代，这门数学分科并不叫“几何”，而是叫作“形学”。那么，是谁首先把“几何”一词作为数学的专业名词来使用的，用它来称呼这门数学分科的呢？正是徐光启。“几何”实际上是“geometry”的音译。徐光启在经过反复诵读“geometry”后突然悟出与“几何”发音相近。精通汉学的利玛窦，当即拍手叫好，遂一致确定“几何”为“geometry”的译名。徐光启在数学方面的一项重要成就，就是与意大利传教士利玛窦一起翻译并出版了《几何原本》。

徐光启在一次关于修改历法的疏奏中，详细论述了数学应用的广泛性。他一共提出了10个方面（“度数旁通十事”），包括天文历法、水利工程、音律、兵器兵法及军事工程、会计理财、各种建筑工程、机械制造、舆地测量、医药、制造钟漏等。可以说把数学应用的广泛性，讲述得十分完备。在300多年前，徐光启就能达到如此的认识，实属难能可贵。徐光启还曾建议开展这些方面的分科研究。如果每个学科都设置相应的机构，那将形成一个相当可观的“科学院”。

《几何原本》是古希腊数学家欧几里得（Euclid）在总结前人成果的基础上于公元前3世纪编成的。这部世界古代的数学名著，以严密的逻辑推理的形式，由公理、公设、定义出发，用一系列定理的方式，把初等几何学知识整理成一个完备的体系。《几何原本》经过历代数学家，特别是中世纪阿拉伯数学家们的注释，经阿拉伯数学家之手再传入欧洲，对文艺复兴以后近代科学的兴起，产生了很大的影响。许多学者认为《几何原本》所代表的逻辑推理方法，再加上科学实验，是世界近代科学产生和发展的重要前提。换言之，《几何原本》的近代意义不单单是数学方面的，更主要的乃是思想方法方面的。

《几何原本》由公理、公设出发给出一整套定理体系的叙述方法，和中国古代数学著作的叙述方法相去甚远。徐光启作为首先接触到这一严密逻辑体系的人，对此提出较明确的认识。他说：“此书有四不必：不必疑、不必揣、不必试、不必改；有四不可得：欲脱之不可得，欲驳之不可得，欲减之不可得，欲前后更置之不可得。”他还说：“（此书）有三至、三能：似至晦，实至明，故能以其明明他物之至晦；似至繁，实至简，故能以其简简他物之至繁；似至难，实至易，故能以其易易他物之至难。”他最后说：“易生于简，简生于明，综其妙，在明而已。”徐光启提出《几何原本》的突出特点在于其体系的自明性。这种认识是十分深刻的。历时一年，《几何原本》译出六卷，刊印发行。徐光启抚摸着此书，感慨道：“这部光辉的数学著作在此后的一百年里，必将成为天下学子必读之书，但到那时候只怕已太晚了。”

徐光启（右）与利玛窦

明万历三十五年（1607年）的春天，徐光启和利玛窦译出了这部著作的前六卷。徐光启想一鼓作气，接着往下译，争取在年内译完后九卷，但利玛窦却主张先将前六卷刻印出版，听听反映再说。付印之前，徐光启又独自一人将译稿加工、润色了3遍，尽可能把译文改得准确。然后他又同利玛窦一起，共同敲定书名的翻译问题。这部著作的拉丁文原名叫《欧几里得原本》，如果直译成中文，不大象是一部数学著作。如果按照它的内容，译成《形学原本》，又显得太陈旧了。利玛窦说，中文里的“形学”，英文叫作“Geo”，它的原意是希腊的土地测量的意思，能不能在中文的词汇里找个同它发音相似、意思也相近的词。徐光启查考了十几个词组，都不理想。后来他想起了“几何”一词，觉得它与“Geo”音近意切，建议把书名译成《几何原本》，利玛窦感到很满意。

1607年，《几何原本》前六卷正式出版，马上引起巨大的反响，成了明末从事数学工作的人的一部必读书，对发展我国的近代数学起了很大的作用。后来，徐光启虽然没有能够再和利玛窦一起译出《几何原本》的后九卷，但他又陆续写了许多其他的科学著作。

在翻译《几何原本》的过程中，徐光启创立了一套几何学的名词术语，如点、线、面、锐角、钝角等等，这些术语与原书的意思完全吻合，直到今天仍被我们沿用。徐光启还对我国传统的数学经典著作《九章算术》《周髀算经》进行了整理，并根据欧几里德的几何学原理，创立出一套与传统数学完全不同的证明方法，这也是我国数学史上的创举。事实上，1607年，徐光启在他和利玛窦翻译的欧几里得《几何原本》序言中，以“金针度与人”的比喻，既说明这门基础学科的重要性，也表达了他以学识惠泽苍生的非凡气度。“几何”原是虚词，比如“对酒当歌，人生几何”，徐光启借用来代指一切度数之学，所创造的译名可谓渊雅绝妙。他还敏锐地断言百年之后，人人都要学习数学。

成果丰硕 广泛传播近代科学

向传教士学习科技知识的同时，徐光启对他们的传教活动也进行了协助，帮他们刊刻宗教书籍，对传教士的活动也有所庇护。徐光启的这许多行为，多被朝臣误解，加上与其他官员的一些意见不合，因此，他辞去工作，在天津购置土地，种植水稻、花卉、药材等。明神宗万历至明光宗泰昌年间（1613年至1618年），他在天津从事农事试验，其余时间则多是往来于京津之间。这期间，徐光启写成“粪壅规则”（施肥方法），并写成他后来的农学方面巨著《农政全书》的编写提纲。

徐光启考中进士后，担任翰林院庶吉士的官职，在北京住了下来。在馆所撰课艺，如《拟上安边御敌疏》《拟缓举三殿及朝门工程疏》《处置宗禄边饷议》《漕河议》等，表现了徐光启忧国忧民的思虑和渊博的治国安邦的谋略。徐光启在公余之暇，常常去拜访利玛窦，彼此慢慢熟悉了，开始建立起较深的友谊。明万历三十六年（1606年），徐光启再次请求利玛窦传授西方的科学知识，利玛窦爽快地答应了。他用公元前3世纪左右希腊数学家欧几里得的著作《原本》做教材，对徐光启讲授西方的数学理论。利玛窦每两天讲授一次，徐光启总是准时到达。经过一段时间的学习，徐光启完全弄懂了欧几里得这部著作的内容，深深地为它的基本理论和逻辑推理所折服，认为这些正是我国古代数学的不足之处。于是，徐光启建议利玛窦同他合作，一起把它译成中文。从1606年的冬天开始，开始了紧张的翻译工作。先由利玛窦用中文逐字逐句地口头翻译，再由徐光启草录下来。译完一段，徐光启再字斟句酌地作一番推敲修改，然后由利玛窦对照原著进行核对。译文里的平行线、三角形、对角、直角、锐角、钝角、相似等等中文的名词术语，都是经过他呕心沥血的反复推敲而确定下来的。

徐光启一生的成就是多方面的，在数学、天文、历法、农艺、生物等领域都称得上是专家。虽然徐光启博学多才，但一直怀才不遇。直到42岁时，他才在翰林院做了个小官。怀着一腔报国之心，他曾数次向熹宗皇帝建议铸造经他设计的“西洋大炮”，但都没有被采用。短短的7年时间，徐光启的官运三起三落，最后，离职回家。从此，他更加专心致志地从事科学研究事业。几年间，他与好友利玛窦共同翻译了《几何原本》《测量法义》等科学著作，成为我国介绍西方科学成就的先驱者。

徐光启一生倾注心血最多的著作还是《农政全书》。他前后花了几十年时间，收集材料、实地考察、分析研究，写出了这部对农民非常有用的科学著作。这部书共50多万字，分作60卷、12大类，从垦田、种植、农事、水利、农器制造、树艺、牧养，一直讲到除虫、荒政，真正是农业方面的百科全书。徐光启还对火器在实践中的运用，对火器与城市防御，火器与攻城，火器与步、骑兵种的配合等各个方面都有所探求。编制历法，在中国古代乃是关系到“授民以时”的大事，为历代王朝所重视。徐光启在天文学上的成就，主要是主持历法的修订和《崇祯历书》的编译。在历书中，他引进了圆形地球的概念，明晰地介绍了地球经度和纬度的概念。他为中国天文界引进了星等的概念；根据第谷星表和中国传统星表，提供了第一个全天性星图，成为清代星表的基础；在计算方法上，徐光启引进了球面和平面三角学的准确公式，并首先做了视差、蒙气差和时差的订正。

徐光启诞辰450周年时，利玛窦家族后裔路易吉·利奇撰文称，这位出生于450年前的上海人，给后人留下了丰富的精神遗产和看世界的角度。