放射学知识在近代中学物理教科书中的传播

吴培熠 霍佳鑫 王大明

(1.清华大学公共管理学院，北京 100084；2.上海交通大学科学史与科学文化研究院，上海 200240；3.中国科学院大学人文学院，北京 100049)

放射学是研究放射能和放射性物质性质及应用的物理学分支，起源于真空放电现象和阴极射线的发现。1895年德国物理学家伦琴(W.C.Röntgen，1845—1923)发现X射线，拉开了放射学研究的序幕[1]。之后居里夫人(Marie Curie，1867—1934)研究发现了放射性(Radioactivity)，奠定了放射学的知识基础[2]。放射学开启了从原子内部探索物质变化的新时代，被视为原子核物理和放射化学的先声，为整个20世纪物理学、医学、生物学和化学的发展奠定了基础[3]。

以X射线为标志的放射学知识，在传入中国后不久就被编入中学教科书。与晚清时期的其他知识相比，放射学知识在中国的传播显得非常及时[4]。中学教科书是近代教育改革下产生的新兴事物，相对于大众报刊和实践应用具有较高的科学性和普及率，被视为近代知识传播的重要手段[5，6]。本文以中学物理教科书的视角考察放射学知识传入中国过程，具体包括物理课程标准的确立、知识的来源、知识的传播方式、社会对于知识传播的影响等。

1 物理课程标准中的要求

1903年清政府颁布的“癸卯学制”将物理学以法定的形式列入大、中教学科目，标志着中国近代物理教育的正式诞生[7]。物理学纳入中学教学体系后，教科书的编写和管理就成了一个重要议题。从教科书的编审制度上，清末民初虽然历经政权更迭和机构变动，但主要以审定制为主，出版机构和编者掌握一定的自主权。民国中后期教育部强化了对教科书的管制，大部分教科书的编写都参照课程标准，主要以“国定制为主、辅以审定制”[8]。作为指导教科书编写的官方依据，课程标准和纲要对于教科书内容的影响不容忽视。

清末民初的放射学正处于发现和形成阶段，知识基础尚不完备，所以物理教学内容的规定还比较粗率，如：《奏定中学堂章程》只是简单说明，“当先讲物理总纲，次及力学、音学、热学、光学、电磁气”([9]，页1)，并未明确提出要求讲授放射学的知识，相关知识只是零星的在中学物理教科书中体现。

1922年北洋政府颁行“壬戌学制”，将中学分为初级中学和高级中学两段各三年。次年教育部公布的三份课程纲要中，胡刚复起草的《初级中学自然课程纲要》和任鸿隽起草的《高级中学公共必修的科学概论课程纲要》主要从目的、内容和方法方面介绍了教学要求。薛天游起草的《高级中学第二组必修的物理学课程纲要》列出了具体纲目，规定讲授“无形之放射稀空气中之放电，X光，阴极射线”([9]，页10)。这是课程标准中首次提到放射学的内容。

1927年南京国民政府成立后，教育部将“三民主义”确定为教育宗旨，并修订了中学课程标准。1929年教育部颁布各科暂行课程标准，其中《初级中学理化暂行课程标准》提到“以常识为中心”介绍“X光线”([9]，页17—19)；《高级中学普通科物理暂行课程标准》则要求“阴极光线和X光线，质射电象，电子学说” (经考证，“质射电象”为“放射性”在汉语中的早期意译名)，并在实验部分增加了阴极光线和X光线的观察([9]，页25—27)。

1932年教育部颁布的正式课程标准中，初中物理已不再要求讲授X射线内容，高中物理则进一步明确将“真空管中放电，阴极射线及电子，X射线，放射性”作为讲授内容([9]，页34—35)。值得注意的是，从此标准开始X射线和放射性的名称得到统一，并沿用至今。1936年《高级中学物理课程标准》将“放射性”扩展为“放射质及其射线”(据《万有文库》解释，放射质为“放射性物质之意”)([9]，页44)，增加了现代物理学的内容。

抗日战争爆发后，国民政府调整了教育政策以适应抗战需要。1941年《修正高级中学物理课程标准》要求学生“略知物理学与其他自然科学及国防生产之关系”，放射学知识与现实联系密切获得保留。抗战结束后，社会环境发生了变化，减轻中学生负担的呼声不断，为恢复正常教学秩序，教育部于1947年再次修订课程标准。1948年《修订高级中学物理课程标准》将放射学内容精简为“真空放电，阴极射线及电子，X射线，光电管”([9]，页67)。但因国民政府的溃败，该标准没有来得及完全实施。

从晚清民国颁布的历次中学课程标准看，放射学知识的教学重点限于高中阶段，初中阶段很少涉及；放射学内容主要包括真空放电、阴极射线、电子、X射线以及放射性等；放射学知识在历次课程标准的修改中不断丰富，既受到现代物理学进步的影响，也与当时的政治变革、教育目标和社会发展息息相关。

2 清末民初中学物理教科书中放射学知识的传入

在清末民初，中学使用的物理教科书主要有两类：一类是翻译引进的日本教材，另一类是根据中外资料自编的教材。在甲午战败后，国人怀着“富国强种、拯救国运”的教育理想，掀起了持续十数年的师日浪潮，学习日本的教育制度，译介日文著作。1903年清政府正式实行新学制，地方学堂对教科书的需求扩大，大量日本物理教科书在中国翻译出版。据统计1900—1911年译自日本的物理学书籍有61种，其中57种为教科书[10]，大部分适用于中学或师范学校教育，内容大多涉及一些与放射学相关的知识。

1903年中国最早以“物理学”命名的教科书《物理学》出版，介绍了阴极射线、X射线及其“囘光闪色”(Fluorescence的意译，荧光之意)的性质[11]。该书作为日本东京大学医学部预科生的教科书，对中国物理教科书的体例和术语影响很大[12]，但该书不是专为中学编写的，对于学生而言难度偏大。当时广泛使用的日本中学教科书有中村清二的《近世物理学教科书》和本多光太郎、田中三四郎合著的《新撰物理学》，还有一些教科书由日本学者以中文编写，如后藤牧太编著的《物理学课本》[13]和酒井佐保的《汉译最新物理学教科书》。《汉译最新物理学教科书》提到了放射的定义、放射作用、放射体、A线、B线、Y线以及放射线的发光、化学、电气和热作用等，还介绍了放出物和放射物的变化[14]，这是国内中学物理教科书中首次较为全面的介绍放射学知识。

1902年陈榥编著的《物理易解》是国人自编的首部中学物理教科书[15]。陈榥根据其在东京小石川清华学校的物理讲义“辑西书东书而成”，先在日本出版后运回国内发行([16]，例言)。该书提到“火花和林达根试验”，介绍了X射线“寻常光线所不透光之物质亦能透过之”的性质([16]，页307—310)。此书与新学制十分契合，先后八次出版非常畅销，被后来的多本教科书引为参考。另外1906年由伍光建自编的《物理教科书电动学》介绍了X射线和镭[17]。早期自编教科书的特点是以多本国外教科书为基础，加入一些编者的理解进行重新编写。

在当时较为畅销的教科书中，陈文哲的《普通应用物理教科书》从1904—1907年五次订正再版，学部评价该书“算理未深者读之颇便，文笔亦明畅”[18]，批准“应即作为中学堂教科书”[19]，成为当时少数被官方审定的中学物理教科书。辛亥革命后，民国教育部改革推行“壬子癸丑学制”，进行了一系列改革。1914年数学家黄际遇根据教育部定章编写的《中华中学物理学教科书》，是中华书局出版的一本重要教科书[20]。下面以这两本国人自编教科书为例，分析放射学知识的来源。

表1 《普通应用物理教科书》与《中华中学物理学教科书》的参考书目对比

①《中华中学物理学教科书》中为《物理学》,经查证应为《新撰物理学》。

从表1可以看出，两本自编教科书的参考名目基本来源于日本经典教材，这既与两位作者曾在日本留学有关，又体现了日本对中国早期物理学教育的影响。陈文哲曾留学日本东京高等师范学校，期间聆听过日本高等师范教师和田猪三郎讲授的物理学，《普通应用物理教科书》就是以此课程为基础编写的([21]，例言)。《普通应用物理教科书》介绍了火花实验、“蓋司来尔管”“克尔格司管”和X射线实验和性质的知识([21]，页335—338)，据1909年学部介绍该书“动电气学”的内容主要源自中村清二的《近世物理学教科书》[18]。但根据插图判断该部分同时也参考了本多光太郎与田中三四郎合著的《新撰物理学》。而《中华中学物理学教科书》的放射学内容完全出自1911年中村清二《最近物理学教科书》，介绍了电气火花、真空管、阴极线、X线、气体电离和放射体。从两本教科书的内容来源可以看出受到“师日”的影响，日本教科书对于X射线知识经教科书在中国的传播起到了重要作用。

在1900年前后的一些的英文教科书中，X射线内容也有所涉及，如1900年出版美国司麻华大学教授何德赉(Geroge A.Hoadley，1848—1936)编写的《简明物理学教程，实验与应用》(ABriefCourseinGeneralPhysic，ExperimentalandApplied)。1904年谢洪赉将该书译成中文《最新中学教科书物理学》，成为20世纪初少有的直接译自西方的物理学教科书。

中华民国建立后逐步确立了“壬寅癸丑学制”，其中四年制的中学教育以“造成健全国民”为宗旨，物理学作为具有“实利主义”“普及常识”的重要课程在第三年开设。民国早期的中学物理教科书大都涉及放射学内容，如：1912年文明书局出版，余岩以《普通物理学讲义》为基础改编的《中学物理学教科书》；1913年商务印书馆出版，王兼善编写的《民国新教科书物理学》均有提及。相比之下，王季烈编写，1913年由商务印书馆出版的《共和国教科书物理学》介绍更为系统，在论及“感应电流”时，介绍了“X线”及其“盛发萤光”的性质。到1924年第22版时，真空管、阴极线、X线、放射性物质、镭、放射线、崩坏(Disintegration)、镭射氯(Radium Emanation)等相关知识被整合为“放射论”单独成章[22]。教育部在审定该书时，做出了“词意通达，所取教材分量亦均不寡不多”的评价。

3 民国中后期中学物理教科书中放射学知识的发展

图1 密尔根、盖尔的著作《实用物理学》

1922年教育部颁布《学校系统改革案》，“壬戌学制”(又称“六三三学制”)由此建立。新学制由“师日”向“仿美”转变，将中学三三分段，延长了学习年限[23]。在此背景下，中学开始大规模引进、使用英文原版或中文译本物理学教材。物理学家、教育学家周昌寿(1888—1950)在上海商务印书馆编译所工作期间，与高铭翻译了密尔根(1)现译作密立根，美国物理学家，1895年博士毕业于哥伦比亚大学，曾留学德国，后就职于芝加哥大学。因准确测量电子电荷和光电效应的研究，获得1923年诺贝尔物理学奖。(Robert Andrews Millikan，1868—1953)和盖尔(Henry Gordon Gale，1874—1942)合著的《实用物理学》(PracticalPhysics)(图1)，即《密尔根盖尔实用物理学》。1920年在美国出版的PracticalPhysics实际是1906年出版的FirstCourseinPhysics的修订版。FirstCourseinPhysics在美国十分受欢迎，达到“几于无一美国中学不用此书”的程度，1913年该书由屠坤华译成中文《汉译密尔根盖尔物理学》在商务印书馆出版，十年间再版十余次相当畅销[24]。

一直到民国中期，由于缺少优质的物理教科书，很多中学就直接选用密尔根和盖尔的《实用物理学》作为高中物理教科书。张文昌在1930—1931年针对广东、福建、浙江、江苏、山东、河北的30所高中进行调查，其中有14所使用周昌寿翻译的《密尔根盖尔实用物理学》，有11所采用《实用物理学》的英文教材[25]。《密尔根盖尔实用物理学》中最后一章专论“不可见之辐射”，介绍了阴极线、X线及其性质、放射性的发现、镭，也提到了放射性物质的蜕变(Disintegration)，还有一节提到了未来“原子之能以供应用”的设想，放射学知识的介绍更加生动全面([24]，页470—481)。该书与之前屠坤华译本相比更加规范，行文也更流畅。

民国中期的经典高中物理教科书还有由波士顿罗克斯伯里拉丁学校(Roxbury Latin)教师布莱克(Newton Henry Black)和哈佛大学教授戴维斯(Harvey Nathaniel Davis)合著的《实用物理学》，副标题为“面向日常生活的基本定理和应用”。该书在1922年修订再版时将最后一章“电波：伦琴射线”(Electric Waves: Roentgen Rays)扩展为“电波：伦琴射线和放射性”(Electric Waves: Roentgen Rays and Radioactivity)，增加对镭的提取、利用和能量的介绍。修订后的版本又称《新实用物理学》(NewPracticalPhysics)[26]。1935年国立北平师大附中理科丛刊社和商务印书馆先后出版NewPracticalPhysics的中文译本，分别是薄善保、聂恒锐、高同恩等译的《新实用物理学》[27]和陈岳生译的《最新实用物理学》(上下两册)。经查，两书的底本相同，除陈岳生从《密尔根盖尔实用物理学》中摘译补充了“原子之蜕变”一节外[28]，两书介绍的放射学内容完全一致。

由于使用英文教科书的弊端逐渐显现，1931年蔡元培提出“国化教科书”的口号，呼吁将除外国文学外的教科书中国化，“各种科学都应该采用中国文做的教本”[29]。一项对109所高级中学的调查显示，英文物理教科书占比达70%。任鸿隽将原因归结为教师和学生在使用中对外文教科书产生的依赖和崇拜感，更主要的是中文教科书可选择的种类太少，质量难以满足需求[30]。

为了提升自编教科书的质量，科学团体、教育界和出版界广泛参与到“国化教科书运动”中，商务印书馆先后出版周昌寿编纂的上下两册《新时代高中教科书物理学》。周昌寿希望通过提高学习程度，培养高中学生的实力，使之能与大学教育衔接，从而“造成自行研究之人材”[31]。《新时代高中教科书物理学》对真空放电、X射线性质、放射性的介绍更加详细，补充了对X射线和放射性元素的最新研究，特别提到X线的晶体研究和同位素，增加了对放射元素系统和放射性衰变规律的介绍[32]。该书紧跟物理学发展前沿，并将这些新知识以简明的语言融入教科书。1934年，在“一二八”事变中遭受重创的商务印书馆推出《复兴高级中学教科书物理学》(图2)，该书根据1932年《高级中学物理课程标准》在《新时代高中教科书物理学》基础上修订而成，成为民国中后期使用频率较高的一本教科书[33]。

图2 周昌寿编著 《复兴高级中学 教科书物理学》

同时，其他出版机构结合大纲也推出了一批自编高中物理教科书，包括：1932年大东书局出版、夏佩白编著的《普通物理学》，1934年中华书局出版、仲光然编写的《高中物理学》(上下)，1934年北平文化学社出版、沈星五编写的《文化高中教科书高中物理》(上下)等。《高中物理学》和《文化高中教科书高中物理》均将放射学的内容独立成章，不但将X射线、放射性当作一种新发现进行科普，还对X射线的本质、放射机制、元素以及原子构造进行深入讲解，将放射学纳入现代物理的框架下进行理解。这些教科书大部分都按照课程标准编写并经教育部审定，契合了课程标准对于知识讲授的要求。1938年教育部制定《战时各级教育实施方案》推行“国定本”，加上抗战形势恶化，新出版的教科书种类急剧减少[34]。同时在敌占区，北平教育总署编审会根据日伪政治时局的需要，负责教科书出版工作，其出版的《高中物理》在章节“真空放电与放射性”中，简要介绍放射性、真空放电和X射线等内容，与同期国统区的教材内容类似。抗战胜利后，民国高中物理教科书基本都涉及放射学的知识，如张开圻的《新中国教科书高级中学物理学》[35]和严济慈的《中国科学教科书高中物理学》[36]。

尽管民国多数课程标准没有规定初中物理讲授放射学相关的内容，但作为现代物理学的重要发现，多数初中教科书依然做了常识性介绍。如周昌寿在1923年出版的《现代初中教科书物理学》中介绍了真空放电和放射性[37]，其之后编写的《新撰初级中学教科书物理学》介绍了阴极射线和X射线的概念，讲述了放射性物质释放的三种射线，说明了放射现象与原子构造的关系[38]。在1932年课程标准颁布后，周昌寿根据新标准编写的《新标准初中教本物理学》中只保留了真空放电和X射线[39]。此外，北新书局1934年出版了胡刚复和胡悫风合著的《初中物理学》在“放射”一节中介绍了镭的放射和铀的衰变，并展望“若能利用原子中所储的能，当然造福于人类不浅”[40]。

4 结语

放射学知识经由教科书在中国的传播，历经“师日”到“仿美”再到“国化”三个阶段。清末民初，无论是在直接翻译还是自编整理的教科书中，放射学知识的传播较大程度上受到日本的影响。X射线等相关知识先写入日本教科书，然后通过国人翻译的日本教科书、日本学者编写的中文教科书和国人参考日本教科书的自编教科书传到中国。通过日本“二传手”的帮助，放射学知识得以及时引进并在国内传播，对于建立中国放射学的基础非常重要。尽管后来日本的影响力有所减弱，但沿用至今的X射线、放射性等放射学名词翻译，都与当时日本教科书关系密切，从中可以管窥日本教科书的长期影响。

伴随着学制改革的转向，经典的美国教科书进入中学课堂，成为此时放射学知识的主要来源。与此同时，胡刚复和严济慈等物理学家学成归国，在国内开展放射学相关的研究，为放射学知识在中国的系统传播奠定了基础。胡刚复亲身参与中学物理课程标准的制定，并编写教科书，促进了新兴的放射学知识在中学教科书中的传播。教科书中的放射学知识随着相关研究的深入逐渐丰富，除了X射线，放射性和放射元素等更加完备的放射学知识在中华民国中后期被介绍进教科书，使放射学知识的传播呈现科学研究与知识传播相互促进的特征。

在教科书的国化运动中，逐渐形成的“科学家—教育家”共同体发挥作用，促进了民国科学教育规范化、制度化的历史过程。教科书中放射学内容的相关知识，较之前自编教科书无论是在名词的规范，文字的描述，还是应用的介绍上都更为严谨全面。胡刚复、严济慈等具有较高物理学造诣的学者亲自参与教材的编写，使得这一时期编写的物理教科书，对放射学的知识进行了密切的追踪，在内容上与西方科学前沿接轨，保持了较高的知识水平。相对于高等教育，中学教育的普及率高、受众面广，所以放射学知识在中学教科书的传播影响其实更为深远。