西学东渐时期西方气象科技在中国的传播及其影响*

张改珍 刘 波

1.中国气象局气象干部培训学院，北京，100081

2.中国气象局气象宣传与科普中心（中国气象报社），北京，100081

1.CMA Training Centre，Beijing 100081，China

2.CMA Communication and Outreach Centre（China Meteorological News），Beijing 100081，China

1 引 言

西学东渐通常指“明末清初以及晚清民国两个时期，欧美等地科学技术和学术思想的传入”。西学东渐第一阶段指伴随着耶稣会士来华传教而展开的西方科学技术传入中国的历史事件。第二阶段是从晚清到民国发生的西学东移和科技转型（刘大椿，2018）。西学东渐时期，西方气象科学技术也开始传入中国。文中从科学（理念）和技术（器物）两个层面对西学东渐时期西方气象科技在中国的传播进行分析，以期了解西方气象科技输入对中国早期气象事业推动和知识传播的启蒙作用。

2 气象学有关译著和著作中的西学东渐

2.1 明末清初的气象学有关译著和著作

意大利传教士艾儒略于1623 年撰成《职方外纪》（艾儒略，1844）。该书介绍了42 个大陆国家、21 个岛国的风土人情、地形地貌，论及19 个国家的气候特征，是最早向中国介绍地球上不同地区气候信息的书籍。

意大利传教士高一志与韩云于17 世纪前半叶合译《空际格致》。此书内容包括天文、气象、地震等知识，气象内容包括大气分层说、四元说、风云雨电各类天气现象的形成理论、大气光像原理、天气预报原理等（高一志，1633）。《空际格致》中的气象学思想和中国古代气象学知识有很多相似之处，“当时西人应用古希腊四元素（土水气木）论来解释雷电、空气之寒热燥湿、水文循环原理等，与中国古代应用阴阳五行解释极为相似。当时西人利用光象、水象、动物行为等来预测天气变化，亦与中国古代先民相似” （刘昭民，1933）。《空际格致》最早将欧洲的气象学知识介绍到中国。同时期的欧洲，笛卡尔摆脱亚里士多德《气象通典》的束缚，促进气象学走向科学，于1637 年完成了《折光学》《气象学》和《几何学》等论著，详细讨论了地面上的物质以及上升的水汽性质、云层以及风的成因，并解释了云层演化成雨、雹、雪的过程和暴风雨、雷、闪电等的成因以及虹和大气光现象。

比利时传教士南怀仁撰写了《新制灵台仪象志》《欧洲天文学》《坤舆图书》（南怀仁，1674a，1674b，1674c）。《新制灵台仪象志》记载了各种仪器包括气象仪器的制造原理、安装和使用方法。《欧洲天文学》介绍中欧科学技术知识，其中包括气象学。《坤舆图书》篇幅很长，与气象有关的内容主要集中在图画四周分布的14 段注记文字中。

法国天主教耶稣会士白晋撰写了《寒暑表说》（白晋，1688）。该书介绍了新温度计，并与旧温度计做了比较；介绍了德国格里克、英国波义尔温度计研究进展；介绍了欧洲科学家在气体静力学和热本质方面的一些具有机械论色彩的革命性观点；讨论了温度计“知冷热之变有益于人”，并把它上升到儒者“通天地之理”首要任务的高度。意思是研究和使用温度计与儒家讲究格物致知，教化人们穷尽天地之理的思想是一致的，是儒家思想的一种具体落实。这是西方传教士试图通过融入中国传统文化，达到传播科学技术知识和传教目的的一种方法。

南怀仁和白晋所介绍的温度计及其所依据理论的区别体现了西方科技的不断发展，南怀仁用已被欧洲科学革命推翻的亚里士多德物理学，即“自然厌恶真空”概念来解释他所介绍的空气温度计的工作原理。当时，欧洲物理学家已经通过实验建立起新的空气物理学和热学，由此认识到了旧温度计的缺陷，并发明了新的温度计。南怀仁之后，耶稣会士白晋将这种新的液体温度计带到了中国并撰写了《寒暑表说》，该书较为系统地介绍了到17 世纪60 年代为止欧洲科学家在气体静力学和热本质方面的一些革命性观点（石云里，2013）。

2.2 晚清民国的气象学有关译著和著作

《新释地理备考》由葡萄牙人玛吉士（1847）编著，是鸦片战争后传入中国的第一部地理学著作。共十卷，第一卷主要介绍了地理学、天文学和气象学相关知识；第二卷包括气论、云论、风论、雷电论、流星论、虹论、光环论、雨论、雾论、冰论、泉论等22 项内容，并附有解说。

美国传教士玛高温（1853）翻译的《航海金针》首次将现代飓风学说引入中国。第一卷主要解释了风形成的原因，介绍了中国东南沿海的飓风运动规律，提出躲避海上飓风的航海方法；第二卷包括飓风图书、记事等部分，以图示方式展示了北半球飓风的运动轨迹以及海船在不同方位时船员应对飓风的不同方法；第三卷包括地球总论、海上测船所在法、量天气法、量水程法、西洋罗盘图书、杂说等部分，介绍航海时船员测量位置和天气的方法。

英国传教士合信（1855）翻译、编撰的《博物新编》内容包括天文、气象、物理、化学科学知识，是将当时的西方科技介绍到中国的科普读物。与气象学相关的内容包括气压和气压表、温度表、天气现象（风论），并将虹、极光、日晕月晕、海市蜃楼等大气光学知识和一些气象观测技术介绍到中国。《博物新编》第一次把气压的概念传入中国，对当时公众科学知识启蒙产生了很大影响。

英国传教士慕维廉（1857）翻译、编撰的《地理全志》分为上、下两编。下编卷四《气论》与气象学和气候学知识有关，包括空气、风、云雾、雨雪雹露霜、暑寒、气候、同热线、雷电论9 节。卷五《光论》介绍了一些大气光学知识。

丁韪良（1868）编写的《格物入门》中的《气学入门》，首次以气学命名，“论天气”中包括89 组问答，结合大量科学实验对大气、气压、风和雨等各种气象要素的成因和观测方法进行论述。丁韪良指出编写《格物入门》对中国具有科学启蒙意义，“中国急需此类书籍。由于中国延续多年的科举考试体系仅仅局限于美文、伦理和政治范围之内。就像牛顿和托里拆利之前的欧洲一样，即使学问很高的中国学者也不明白为什么石头会掉在地上，也不知道为什么用泵可以抽水。对于他们来说浮力和重力没有什么区别，冰冷黑暗也和光明温暖差不多。他们通过阴阳作用给与所有现象一种合理的解释。就像我们世俗识见的那样，阴阳交感也成为中国掩饰一切无知的好办法”（刘晓，2017）。

金楷理与华蘅芳合译《御风要术》和《测候丛谈》。《御风要术》的作者是英国人白尔特，全书共167 节，包括13 个飓风论题和1 个附论，介绍了飓风的一般性质和活动规律以及航海者应该如何趋避飓风（金楷理，1873）。《测候丛谈》是中国第一部全面系统介绍西方近代气象学的译著，译自《不列颠百科全书·气象学》第8 版，其英文底本《地理学概论》由英国著名的天文学家约翰·赫歇尔著成。全书共四卷，第一卷光为热之源，第二卷论风，第三卷论推算天气中各式之变数，第四卷论空气含水之量。除介绍气象知识外，还介绍了很多实验仪器、气象测量学的理论和方法，欧洲气象学家和物理学家在气象学方面的发现和实验，还附有许多解释气象现象、说明气象理论的插图（华蘅芳，1877）。

美国传教士李安德（1893）撰成《地势略解》，相当于今天的“地学通论”。该书将西方的地学和气象学知识介绍到中国，其中与气象学相关的内容有论云状、大气主环流、论台风等内容。

傅兰雅（1897）翻译的《气学丛谈》是一本专门谈气象仪器的书籍，共分上、下两卷。上卷45 个专题，专门讨论了水银风雨表和寒暑表仪器制作的沿革、方法、原理，各种构造形式及使用利弊等。下卷22 个专题，讨论了空盒风雨表的各种构造、方法、原理以及测高推算等。

3 西方气象仪器的传入和西方国家在中国开展的气象活动

西学东渐时期气象学有关译著和著作中有不少介绍气象仪器的内容，在西方气象观测仪器的传入方面，清初传教士南怀仁于1670 年前后把西方的空气温度计和湿度计介绍到中国；法国传教士白晋在1688 年前后将液体温度计介绍到中国；英国传教士合信于1848 年前后将西方新式的气压表、温度表引入中国；清乾隆时期，英国使团送给乾隆皇帝的礼品中有温度表、湿度计、气压表等气象仪器。

1699 年，法国人革比楞在扩建赐建教堂的同时，建成观象台进行天文、气象观测。1743 年，法国耶稣会士宋君荣神父在北京设立测候所，并最早在中国用列氏温标进行近代气象观测，从1743 年7 月持续到1746 年3 月，其中包括记录了1743 年7 月北京酷热的异常天气。耶稣会士阿弥倭从1757 年到1762 年每天观测温度、气压、云量、雨量、风向等。约70 a 之后的1830 年，俄国人富士在中国开展了长达半年的气象观测、记录。1841 年，俄国东正教教士在北京开始进行系统气象观测，并于1849 年成立地磁气象台。

1861 年，英国人赫德在上海担任海关总税务司职务时组织建设了中国海关气象站网，这是中国最早使用现代观测技术建设的气象站网；1873 年，法国传教士在上海建立徐家汇观象台，是中国境内第一座近代气象台；1883 年，英国人筹建香港皇家天文台；1898 年，德国人开始创建并于1912 年建成皇家青岛观象台等。

4 西方气象科技输入对中国早期气象事业和气象知识传播的推动和启蒙

明末清初和晚清民国两个阶段，以书籍、仪器、气象观测活动和气象台站建设等为载体的西方气象科技输入对中国早期气象事业和气象知识传播起到了推动和启蒙作用。这两个阶段的气象科技输入发生在中国不同历史时期，呈现出不同的特点，因此，对中国早期气象事业和知识传播的推动和启蒙有所不同，晚清民国阶段无论从广度或是深度，所起的作用要较明末清初阶段大得多。

对于明末清初和晚清民国两个阶段气象科技输入的区别已有一些比较研究，如薄芳珍（2011）认为“从明末到鸦片战争时期，主要传入一些基础的气象学常识。第二时期即洋务运动时期系统传入了西方气象学理论知识。”这与气象学早期发展于天文学、地学，并且在近代科学中成熟和独立较晚有关。在以书籍为载体的输入方面，李素桢（1993）对比了输入的目的、对象和影响等方面，认为两阶段“一是在输入目的等方面不同，前期是在西方教会以传播教义为目的，神学和科技交织在一起，对于中国来说是被动的、消极接受的。后期的输入是在要亡国的危急形势下进行的，是积极主动的。二是接受输入的文化市场不同，前期主要是宫廷和士大夫阶层，后者在主客观上都猛烈冲击了旧的教育制度和教学内容。三是输入后学科反响不同，前者被部分知识分子和少数官僚接受，范围和社会反响小，后者从人员和影响范围来说都更广。四是输入后表现在生产实际上的作用不同，前期少实用，后期则相反。”刘晓（2017）从是否传播了独立的气象学科角度，认为“明末清初时，西方的气象学知识随着天文学、地学著作的传播而传入中国，如比利时人南怀仁首先将西方的温度计和湿度计传到中国，高一志的《空际格致》中也包含了一些西方气象思想；晚清至民初，西方自然科技知识的输入也达到高潮，气象学知识也由掺杂在天文学、地理学和物理学著作中逐渐独立出来。但由于当时重实用的思潮，并且西方近代气象学科刚独立出来，因此气象学相关的著作为数不多。”

统治者对于西方科学技术大相径庭的态度使得明末清初和晚清民国两个阶段的西学东渐对中国产生的影响有所不同。“西学东渐在明末清初确实为中国近代科技转型带来了可能性，曾经颇有生气，却在清代中叶最终夭折。康乾盛世不但在文化上排斥西方天主教，而且在科学上贬低和排斥西方学术思想。也正因为如此，在西学东渐第一阶段，中国失去了通过吸纳西方近代科技来实现科技转型的机遇”（刘大椿，2018）。 清政府推行闭关锁国政策后的18 世纪初期到19 世纪中期的100 多年间，西方科技的输入完全中断。鸦片战争失败后，晚清民国救亡图存，寻找出路，政府和当时的有识之士认识到了西方科学技术的重要性，开始有意识地接受和学习西方科学技术，态度上更为积极和主动。

明末清初西方气象科技输入在宫廷和士大夫阶层中间产生了一定影响，却也并未对中国早期气象事业和知识传播起到实质性、落地性的推动和启蒙作用。如在传教士利玛窦的影响下，明代科学家徐光启于1629 年曾提出了一个庞大的包括气象学在内的“旁通十事”科学计划，这10 类科学包括气象学、水利工程、音乐乐律、军事学等，但最终并未被统治者采纳，这在中国历史上是第一次试图将气象学列入国家发展计划。前文所提到的明末清初时期，西方传教士在中国境内开展的气象观测活动也“更多具有文献学和历史学的意义，它对实际生活几乎没有影响”（王皓，2017）。

晚清民国时期的气象科技西学东渐对中国的影响大为不同，对中国早期气象事业和气象知识传播起到了推动和启蒙作用。《职方外纪》中的气象学知识在明末清初和清末受到了不同程度的关注，“明末清初学者多关注书中所载海外奇闻奇事，而排斥其中宣扬天主教教义的内容。清末经世思潮影响下，以李文田为代表的一批学者转而研究其中所述海外舆地。作为早期来华传教士的代表性著作之一，《职方外纪》对明清学术发展产生了深远影响”（谢辉，2016）。书籍的广泛传播是知识广泛传播的证据之一，《格物入门》（其中一册为《气学入门》）自1868 年由京师同文馆出版后，“在国内被私人以及官方一再重印，……在晚清时期一些官办新式学堂和教会学校中被作为教材而广泛使用，……在晚清时期中国旧式的学堂中的流播度也很广，……《格物入门》是一部很好的自然科学方面的教材，一定程度上也促进了近代新式教育的发展和自然科学知识在中国的启蒙与传播”（刘晓，2017）。薄芳珍通过查阅档案和研究认为：从版本情况（多次再版）、文献记录、一些重要的西学书目表来看，《测候丛谈》在当时享有极高声誉、产生广泛影响；随着清末教会学校和新式学堂的建立，《测候丛谈》作为教科书，被广泛搜罗至各类学校图书馆，作为必读书目之一，《测候丛谈》的传播和影响进一步扩大；作为晚清第一本专门的气象学译著，《测候丛谈》也促进了近代气象学学科门类建设。以《测候丛谈》为起点，后期地学教育已把气象学、地质学等列为独立的学科，对这些学术部门在近代中国学界的逐步确立具有极为重要的启蒙意义（薄芳珍，2011）。《气学入门》《测候丛谈》等作为教材被广泛使用，打破了中国古代传统书院以“六艺”等伦理道德为主的教育，促进了西方气象学等自然科学知识作为独立学科知识在中国的启蒙和传播。

由法国耶稣会士创建并主持运作的徐家汇观象台，客观上对中国早期气象事业起到了推动作用。竺可桢对外人越俎代谋中国气象深感忧虑，同时也承认徐家汇观象台在中国所起的作用，“我国滨海各处飓风所经之地，全赖香港及徐家汇气象之报告而定”（竺可桢，2004）。“本年至入春以来，长江黄河之下游，以及东北沿海一代，雨量极形缺乏。据上海徐家汇气象台之报告，上海本年雨量之稀少，为三十四年之所仅见”（竺可桢，2004）。

蒋丙然除肯定法国耶稣会士的科学工作，指出徐家汇观象台在中国经营独立的气象事业时给与了鼎力相助，“……徐家汇天主教耶稣会神父任其责，虽属越俎代庖，而成绩卓著，可以在远东气象界树一帜，且其中不乏专家，如蔡尚质，劳积勋，马德赉，田华宾，龙相齐诸神父，均其翘楚，若谓其能为中国气象事业树一基础，亦非虚誉，而尤以民元以后，国人着手经营气象，徐家汇气象台中如劳积勋，马德赉，田华宾诸神父，竭诚协助，诚有可钦者焉”（蒋丙然，1957）。中央观象台台长高鲁曾向教育部提议向劳积勋等人颁授五等嘉禾章，原因是，“天文气象重在观测，而观测事项尤必以已往之成绩为现在之研究。本台自开办以来，凡关于事实之调查，学术之商榷，藉助于上海佘山、徐家汇等处西人所设之天文台、气象台者为多。徐家汇气象台台长法国人劳积勋、佘山天文台台长法国人蔡尚质热心毅力技术精深，历经各国元首给予勋章宝星”①本部奏山东办学出力人员金朝珍等拟请奖给勋章折附奏请奖上海天文暨气象台台长劳积勋等嘉禾章折（洪宪元年三月一日）.教育公报，3（4）：1-2。军山气象台成立之初，张謇派人去徐家汇气象台学习气象学，并托徐家汇气象台从英、法代购气象仪器，兼指导、传授最新气象学技术等（王皓，2017）。

徐家汇观象台的观测资料和研究成果构成了中国近代气象事业奠基人之一竺可桢先生大量学术论著的基础。如，“竺可桢1918 年向哈佛大学提交的博士论文《远东台风分类新说》，很多基础数据是来自徐家汇观象台和马尼拉观象台，而且他深入参考了劳积勋、蔡尚质和阿乐古等的著述；他对于台风的介绍基本参考阿乐古和劳积勋等的研究成果；类似的例子还有很多，……这可以表明，中国本土气象学的学术起步在很大程度上是建构在徐家汇观象台的工作基础之上的”（王皓，2017）。

5 结 语

气象学的综合性特征决定了气象科技西学东渐具有以下特点：一是传入了气象科学理论著作、气象仪器和气象观测技术方法等。明末清初气象科技西学东渐以著作、仪器的输入和气象观测的开展为其主要表现形式，传教士以传教为主要目的，姿态谦和包容，注重与中国传统文化相结合，以中国人容易接受的方式输入气象科技。这一阶段的气象科技输入由于清政府闭关锁国的政策等原因，对中国气象科技的发展并未起到实质性推动作用；二是西方国家在中国境内建立了气象台并进行观测。清末民初的气象科技西学东渐随着西方的坚船利炮一起输入，姿态更为激烈，除了著作、仪器的输入和气象观测的开展，还建立多个气象台站，在中国境内系统开展气象业务和研究。政府和有识之士对西方科学技术的态度也更开放，开始有意识地接受和学习西方科学技术。这一阶段的气象科技西学东渐对中国气象事业的影响也远远大于前一阶段。尽管做如是结语，历史中的细节和情况却要更复杂得多。

气象科技西学东渐带来以下启示：一是要以开放的态度来对待科学技术引进。在对待世界其他国家包括科学在内的先进、新鲜事物方面，应该持有主动积极的态度。消极被动是导致明末清初气象科技西学东渐未对中国气象事业产生实质性影响的主要原因之一；二是要注重科学技术的本地化。明末清初的西方传教士在西方科技结合及融入中华传统文化方面做了很多有益工作；三是要加强对先进科学文化的认识和理解。清末民初曾有一个阶段出于功利的目的对待西学东渐态度较为积极，除注重科学技术功利的一面，更要积极培育科学文化。