中国与近代化学起源
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中国与近代化学起源
化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。
作为一门应用科学,化学的起源和发展与人类的生活息息相关。
人类的衣食住行,都自觉或不自觉地享受着化学变化带来的便利。
而原始化学正是萌芽于冶金、酿酒这样的传统技艺。
中国作为四大文明古国之一,中国古代化学有许多辉煌成就,为化学发展史书写下许多伟大的篇章。
中国人很早就学会了使用火,中国至今还流传着燧人氏钻木取火的神话故事。
在几百万年以前,人类过着极其简单的原始生活,靠狩猎为生,吃的是生肉和野果。
1965年在云南元谋县上那蚌村考古学家发现了元谋人的两枚牙齿,以后在同一地层又发现石器和炭屑,证明他们是能制造工具和使用火的原始人类。
而在50万年前,北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。
火的使用是人类发展的一大飞跃,火是人类用来发明工具和创造财富的武器,利用火能够产生各种各样化学反应这个特点,人类陆续发展了制陶、冶金、酿造等工艺,人类文明从此进入了另一番天地。
大约距今1万年以前,中国开始出现烧制陶器的窑,成为最早生产陶器的国家。
由于陶制的储存器可以使谷物和水更便于保存,陶质农业生产工具的出现也极大提高了农业生产的效率,因此,陶器很快成为定居下来从事农业生产的氏族所必不可少的生产、生活工具。
我国已发现距今约10000年新石器时代早期的残陶片。
河北徐水县南庄头遗址发现
的陶器碎片经鉴定为10800~9700年的遗物。
此外,在江西万年县、广西桂林甑皮岩、广东英德县青塘等地也发现了距今10000~7000年的陶器碎片。
中国历代陶瓷技术不断发展,达到辉煌的极点,白陶、彩陶、黑陶、唐三彩、青花瓷都是令人惊叹的杰作。
China 一词的由来是每个中国人都知道的。
炼丹术和炼金术被认为是近代化学的起源,中国古代拥有最先进的炼丹技术。
作为封建社会统治阶级的皇帝、贵族和地主等权贵,他们不仅渴望获得更多的财富,更希望掌握长生不老的秘密以永远享用得到的财富和权利。
在这种情况下,炼金士和炼丹家正式走上了历史舞台,其中的著名人物包括魏伯阳(汉)、葛洪(西晋)、孙思邈(唐)等等。
古代的炼丹家们在炼丹过程中写下了大量著作,总结了一些化学反应的规律,为化学学科的建立积累了丰富的经验和教训。
中国炼丹家葛洪,在其著作《抱朴子》中提到“变化者,乃天地之自然,何嫌金银之不可以异物作乎”,葛洪已经认识到运动变化是自然界的必然规律,这些炼丹方士已具备了原始的化学思想。
中国的炼丹术后来传到阿拉伯国家,与古希腊哲学融合而形成阿拉伯炼金术,阿拉伯炼金术传入欧洲,并逐步演进为近代化学。
中国在化学起源方面的另两大贡献是火药和造纸术。
火药是中国的炼丹术士发明的,是炼制“长生不老药”的副产品,后来被运用到军事斗争中。
火药技术后来随着炼丹术一起从中国传到阿拉伯世界,并传入欧洲。
纸是人类保存知识和传播文化的工具,是中华民族对人类文明的又一重大贡献。
造纸术传到朝鲜、日本、印度和阿拉伯,后来又经北非传到欧洲,促进了人类文化的传播。
尽管中国古代化学取得了享誉世界的成就,但炼丹师们讲究的是实用和经验,不能形成完整的理论体系,只是存在着化学的萌芽,这不能不说是一个遗憾。
近代化学是在西方才真正成为一门科学的。
随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,进行化学变化的理论研究,使化学成为自然科学的一个分支。
这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳为化学元素指明科学的概念。
继之,化学又借燃素说从炼金术中解放出来。
1775年前后,拉
瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期,使化学沿着正确的轨道发展。
19世纪初,英国化学家道尔顿提出近代原子学说,接着意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念。
自从用原子-分子论来研究化学,化学才真正被确立为一门科学。
为什么古代中国已有化学科学的发展萌芽,为何中国自己却不能把化学发展为真正的科学?
中国人没能发展出现代科学,很大程度上是因为儒家思想的束缚。
儒家思想作为中国传统文化的正统,讲究的是“天人合一”,追求人要与自然和谐共生,最终达到与自然的完美结合。
历代统治者为了巩固自己的统治,施行愚民政策,利用儒家思想束缚人民的思维,读书人念四书五经,只为升官发财。
儒家的思想缺乏思辨,讲究的是感性认识,很少用演绎的逻辑思考问题。
西方人所谓科学的那些东西,在中国被认为是奇技淫巧,是读书人所不齿的。
我们承认儒家思想的伟大之处,但它也确实影响了中国人的创造性思维。
在儒家还未占正统的春秋战国时代,是一个百花齐放百家争鸣的时代,当时的墨家、阴阳家、农家等等,对各种自然现象有着自己的理论解释,如果可以假设,像墨家、阴阳家、农家这样的学派,是很有可能发展为近代科学的。
只是自汉朝“罢黜百家独尊儒术”的政策之后,中国人变得只讲究修身养性,不再重视自然科学的发展。
中国的古代化学知识主要来自炼丹术,近代化学的发展则得益于工业革命,欧洲的化学起源大体与中国类似,也是靠炼金术发展起来的,然而近代工业革命的发展使得大量的化学知识在生活中得以实践和应用,这就使得化学这门科学得到了众人的关注和认可。
然而此时的中国正闭关锁国,化学跟数学一样都是属于旁门歪道,不入正统之流,自然要落后于欧洲。
在明朝之前,中国的科学技术还是世界领先的。
自明朝倭乱之后,施行海禁,郑和下西洋成为古代中国最后一次与世界的科学知识交流活动,从此中国实行了“闭关锁国”政策。
乾隆帝曾在写给英国女王信中称:“天朝物产丰富,无所不有,原不藉外夷货物以通有无。
”“闭关锁国”使中国长期处于与世隔绝的状态,严重阻碍国内商品经济和资本主义萌芽的发展,阻止了中西方之间的交流,妨碍了先进的科学技术的输入,使中国日益落后于西方。
它不利于中华民族同世界各民族的正常交往,不利于中国人民了解世界、走向世界、学习世界各民族优秀的思想文化和先进的科学技术,从而导致了中国在近代的落后,遭受列强欺辱。
往昔的教训是沉痛的,今日的境况也不见得可喜。
比如,尽管当代中国在自然科学研究领域有一些研究成果是世界领先的,但是我们还没有过一个本土的诺贝尔奖得主。
很多人从传统思想、教育、制度等等方面找原因,不管原因是什么,中国平均科技水平与国际领先水平的差距是客观存在的。
实现诺贝尔情结,需要我们当代青年的努力。
中国近代传播西方化学的过程带有着很大的自发性。
尽管在封建统治阶级的上层甚至有的帝王本人也支持西学,乐于引进西方科学技术,然而却始终未能构成一种国策,形成为整个社会的意识和自觉的行动,带有着很大的局限性。
以较为开明的康熙帝而论,虽然他很重视西学,请西人进宫讲授科学知识,甚至还“在宫中设置了研究化学和药学的实验室”①,组织中西合作编著《数理精蕴》与《历象考成》等科学书籍,以及颁行《康熙永年历》等,对我国科学事业的发展做出了一定贡献。
然而总体说来这还只是康熙帝或其他少数上层人士的个人爱好与行动,还未能形成一种国策,只能产生极其有限的成果。
例如康熙帝还是依旧沿用八股文取士制度和残暴的文字狱作法,而不顾及是否影响西方科学技术的传播和发展。
特别是当开放引进危及他的统治时则主张“海禁”,宣布汉人出洋是“自弃王化”而“一律杀头”。
这种情况持续了相当长的时间,严重影响了
中国同西方科学文化的交流,阻碍了科学事业的发展。
与此相反,日本在明治维新以后则把开放作为一种立国之策,强调要“求知识于世界”,并以“誓文诏书”的形式肯定下来,成为臣民上下整个社会的意识,从而能够比较彻底和自觉地执行开放政策,取得有效结果。
传播过程自发性带来的另一个后果是传播的曲折性。
从封建统治阶级上层说来,由于主张引进西学的还只限于少数个人行动,而整个统治阶层还仍然为那种“宁肯使中夏无好历法(包括科学),不可使中夏有西洋人”的保守思想所笼罩,一旦时机成熟,保守派就会发起攻击而使引进西方科学之策受挫。
例如当清朝顺治帝去世后不久,保守势力就对传播西方科技知识有功而受到重用的西人汤若望发起攻击而使他险些丧命。
又如清光绪帝虽然接受了维新派的主张,效法日本,变法图强,而整个统治阶层的主导意识仍是具有浓厚的保守性,从而能够较易为慈禧太后所推翻,结果是光绪帝被擒,维新派亡命。
相反,日本明治维新后已把开放引进西方科学技术列为“富国强兵”和“殖产兴业”的国策,从而能够比较容易地击退保守势力的攻击,减少引进的反复性、曲折
性,取得有效结果。
自发性带来的另一个后果是引进的消极性。
引进西方科学技术,如果缺乏自觉的组织和领导,而仅仅依靠自发活动是难以迅速发展的。
特别是对于已经具有几千年高度发展的封建文明的中国社会来说更是如此。
长期以来中国封建社会已经形成一种盲目的优越感,以为只有中国的文明才是真正的文明,而视科学技术为“奇技淫巧”,强调“立国之道尚礼义不尚权谋。
根本之图在人心,不在技艺”①,对于引进西方科学技术具有着抵制、排斥的消极态度。
显然,这种思想如不能有效地加以扭转,仅仅依靠自发引进的科技“种子”也就难以更快开花结果。
与此相反,日本在这方面的阻力就小,不仅是由于已把“开放”立为国策,而且也由于当时日本还没有形成高于其他民族的优秀文化,长期以来都在积极吸收中国文化为己用,对外来文化无异端感、抵触感和消极感,并能与本国实际加以融合与创造,从而能有效发展本国的科学文化事业。
2.理论和实际的脱节性
这是中国近代引进西方科学技术过程的又一个问题。
早期的引进多属实用化学知识,而缺乏理论;中后期的引进又多属理论书本知识,而缺乏实验技术;更未能有效地同生产需要相结合,缺乏感
性的认识基础和推动化学发展的动力,影响了化学的传播和发展。
从化学教育的传播来说,由于缺乏实验的辅助而事倍功半。
当时,我国第一所进行化学教育的“格致书院”,其条件已属上乘,然讲授之法亦多与教授四书五经之法相同,难以进行实验“亲躬尝试”,以致“味同嚼蜡”而“终成隔膜”。
有的教师虽拟改善这种情况想尽可能地做些实验,然“书院所用器料,残缺不全,一切未能应手”①,从而收效甚微。
即使到了19世纪末和20世纪初,虽然按照规定“中学堂以上的学校应有化学教室及实验仪器与药品的设备”,然而“实际情形是化学教室与一般教室并无二致”,且“多不遵照规定开设化学课程”。
即使有些器材,“亦多系供教员示教实验之用”,学生并无机会参加,因此“化学教学虽有形式而实际空虚”②。
至于在化学实验基础上开展化学研究,则就更难以实现。
这样,对于以实验科学为特征的化学传播来说,也就自然难以取得迅速进展。
相反,日本却有不同。
他们在西方化学传入后不久,于1862年就在东京西洋医学所附设了“舍密局”(化学馆),成为“日本学校设化学实验室之始”③。
这就引导日本在引进西方化学的早期就能够理论与实验结合地传播,培养注意实验研究的风气,并一直保持至今,甚至强调“不配有实验的单纯化学理论研究,不能通过博士论文”①。
这是使得日本化学家在20世
纪初期能够取得天然物研究一系列成果的原因之一。
从化学理论与生产的关系上看,近代中国引进的化学知识多停留在书本上,未能及时在生产中找到“用武之地”,而实际生产却又缺乏化学理论的指导。
以1893年张之洞创办的汉阳铁厂为例,在创办以前并未运用化学理论和技术知识对铁矿石和煤炭进行必要的分析化验,以致在高炉即将开炉之前仍找不到合适的煤炭,而不得不到德国去购入数千吨。
在筹办炼钢厂时,也在没有对大冶矿石进行分析化验之前,就盲目地从英国引进了酸性转炉设备,以致在刚安装好后又不得不拆掉,改建为碱性转炉②,劳民伤财,危害极大,既影响了生产,又难以依靠生产需要的推动促进化学的传播和发展。
当然,当时的化学知识也曾有限地应用在肥皂制造、造纸(1891年)和火柴工业(1894年)及化妆品等轻工业生产上,然而对于推动整个化学发展来说还是远为不足的。
与此相反,日本早在明治维新以前的1857年就建立了煤干馏工业,广泛应用了西方化学知识。
到1903年池田菊苗发明的“味素”以及随之投入的工业生产和“味化学派”的形成,则更促进理论探索、实验研究和工业生产三者的密切结合,等等,从而使日本很早就步入了化学发展的正常轨
道。
从广大群众的直接需要或接受基础来看,对于当时中国处于关闭自守的小农经济为基础的封建社会来说,大多数民众还是文盲,除固守田园维持温饱外,对化学知识则一无所知,二无所求。
除少数上层人物和知识分子还对化学感到好奇或初知其意外,广大群众以至知识界都还未深感化学之迫切需要。
因此,尽管西方化学在中国传入很早,也很难在实际生活中发挥作用,获得迅速发
展。
3.对西人的依赖性
近代中国借助西人传播科技知识,无疑是必要的。
但是,又不应完全依赖西人,而应及早培养本国人才并逐渐加以取代,否则就难以有效发展本国的科技事业。
例如明末西方传教士传入中国的天文知识,是早已落后几十年的布拉赫·第谷(Brche Tycho)理论,而对于先进的哥白尼日心说虽已有著作流入中国,但由于宗教偏见,西方传教士并不予以传播①,以致不能及时吸收到先进知识。
这种过分依赖西人的情况在中国持续了很长一段时间。
例如从明末的《泰西水法》,到清末的《博物新编》、《格物探原》和以《化学鉴原》为代表的一整套化学系列著作的问世,虽然表面上有徐光启、徐寿、徐建等中国学者参加合译,但实际上多是由通晓汉语的西人口授、中国学者笔录的。
中国学者主要是做了中文的文字工作而不通晓西文。
此外,像第一所科学书院(格致书院)、第一份科学刊物(格致汇编)和第一份报纸书刊(《东西洋每月统计传》)的创办,也都主要或完全依赖于西人之手。
与此相反,日本却注意依靠本国人才引进西方科学技术。
例如日本译出的第一部西书《解体新书》(1774年)②,就是由自己培养出的松田玄向、中川淳庵和桂川甫周等三位日本学者自己译出的。
日本的第一部化学译著《舍密开宗》①(1837年)也是如此,也是由日本学者独立完成的。
可见,日本在引进西方科学之始就已经打好了自力更生的基础,为后来的传播工作树立了楷模。
当然,限于条件日本也不可能完全依靠本国力量去承担所有任务,也还需要直接借助于西人。
但是日本只把它作为一种暂时的过渡,然后则尽快以本国人取代。
以当时引进西方科学技术的中心机构东京大学来说,在创办初期(1877年)所聘西人教师最多,但在10年后则迅速下降而为留学归来的日本学者所取代。
例如在1878年时理学院的16位教授中西人为12位,日人仅4位;而在1887年的13位教授中西人仅剩2位,日本人则增至11位,前后的比例已经颠倒过来,反映了日本在借助西人和培养日人关系的处理上的合理性。
正因为这样,就如日本科学史家汤浅光朝所说,日本的学术发展就很快“渡过了需要辅导
的少年期。
也恰是这个时期,开始渐渐出现了可以向国际学术界提出的成果”②。
但是,此时中国的化学却仍然停留在需要依赖西人辅导的“少年”启蒙期。
中日在处理借助西人与培养本国人才关系方面的差距,实际上反映了两国教育发展的差距。
日本早在明治维新时期就制定了“教育立国”的国策,要使日本“邑无不学之户,家无不学之人”,至明治末期时八年义务教育的入学率已达到99%。
相反,中国则长期忽视近代教育,特别是科学教育,发展速度总比日本要迟一大步。
例如,日本创办翻译学校(九段坂下建洋学所)于1855年,而中国创建北京同文馆于1862年,比日本晚7年;日本创建综合性大学(东京大学)于1877年,而中国创建京师大学堂于1902年,比日本晚25年;日本首派赴西方留学生(内田正幸等15人赴荷兰)于1862年,而中国首派赴美留学生于1872年,比日本晚10年;日本公布新学制于1872年,而中国宣布废科举兴学堂于1905年,比日本晚33年,等等。
这就使中日在培养西学人才上出现了很大差距。
据1862年日本的“伏尔泰”福泽渝吉在伦敦同一位中国官员谈话时得知,当时中国可做翻译和教授西文者全国仅11人,而日本已达500余人①,两国相差甚为悬殊。
在此情况下中国之西学只好仰赖于西人,而日本之西学则可依赖于日人,两国传播西学、发展本国科技事业的速度与水平的差异,自是不言而喻了。
20世纪以后,中国新学制的建立促进了教育事业的发展。
然而仍存在严重问题。
据1921年美国教育家孟禄教授来华考察10省190余所大中小学教育后所提出的问题是:(1)教育经费不足;(2)教员薪水太低,常有照钟点计算者,故兼课教师甚多;(3)教师缺乏训练等②。
应当看到,这些问题有的是中国教育长期以来存在的致命弱点,如不彻底解决,中国就很难赶上和超过发达国家水平。
愿我们能够“以史为镜”,不要再让落后的历史重演,积极推动中国现代的化学事业、科学事业和生产事业的腾飞!
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①来新夏:“徐寿生年及其成就”,杨根编《徐寿和中国近代化学史》,科学技术文献出版社,1986年,第36页。
①潘吉星:“谈‘化学’一词在中国和日本的由来”,《情报学刊》,1981年第1期。
①《奏定学堂章程》,成都官商局,1903年印。
②吴根梁:“论中国近代留学生的历史作用”,《文汇报》,1985年3月25日。
①《中国化学会简章》,1932年8月制订。
②《化学通报》编辑部:“《化学通报》五十年”,《化学通报》,1984年,第4期,第4页。
①曾昭抡:“西方化学之传入中国”,杨根编《徐寿和中国近代化学史》,科学技术文献出版社,1986年版,第251页。
②戴安邦:“近代中国化学教育之进展”,杨根编《徐寿和中国近代化学史》,科学技术文献出版社,1986年版,第237页。
①杜石然等:《中国科学技术史稿》(下册),科学出版社,1982年版,第207页。
①清朝大学士倭仁语。
见杨根编《徐寿和中国近代化学史》,科学技术文献出版社,1986年版,第279—282页。
①袁翰青:《中国化学史论文集》,三联出版社,1982年版,第292—293页。
②戴安邦:“近代中国教育之进展”,杨根编《徐寿和中国近代化学史》,科学技术文献出版社,1986年版,第246—247页。
③赵匡华:《中国古代化学史研究》,北京大学出版社,1985年版,第660页。
①立花太郎:“化学家和物质”,日本《科学》,第48卷,第6期。
②杜石然等:《中国科技史稿》(下册),科学出版社,1982年版,第282页。
①杜石然等:《中国科学技术史稿》(下册),科学出版社,1982年,第206页。
②《解体新书》,原书为《解剖图谱》(T abuiae Anatomica)。
①《舍密开宗》,全书21卷,原书是英国化学家亨利(Wlliam Henry,1794—1836)所著现在:美国人通过书本、实验来学化学,中国人通过“教训”来认识化学。
近现代史上,中国封建社会,到半封建、半殖民地社会,中国的自然科学的发展一直处于被忽视的地位。
直到科学技术是第一生产力的观点提出以后才有所改观。
但现代的考试制度,教育的一些短视行为又导致现代出现:为什么时候要学化之《实验化学原理》(Elements of Experimental Chem-istry),1776年出版,是经荷兰文译成的。
详见三枝博音“《天工开物》在日本的传播及其影响”一文,《科学史译丛》,1980年,第1期,第11页。
②汤浅光朝:《科学文化史年表》,科学普及出版社,1984年版,第196页。
①魏常海:“从中国西学输入看文化问题”,《晋阳月刊》,1987年,第1期,第50页。
②戴安邦:“近代中国化学教育之进展”,杨根编《徐寿和中国近代化学史》,科学技术文献出版社,1986年版,第248页年一月份。