商 譯 聶馥玲
(內蒙古師范大學科學技術史研究院,呼和浩特 010022)
“力”是物理學中最重要的概念之一,牛頓經典力學的世界觀曾經長期占據世界觀中的主流地位,詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(James clerk maxwell)就曾經在書中明確規(guī)定“能用力學綱領解釋的科學為物理學”,這“表明了運用力學體系的結構和運動定律去解釋物理現象的觀念是正確的”[1]。甚至時至今日,很多人的世界觀依然是牛頓力學式的,“力”概念的重要性,由此可見一斑。
在17世紀科學革命以前,亞里士多德的物理學、宇宙論體系在歐洲長期處于統(tǒng)治地位。中世紀學者學習并繼承了亞里士多德力與運動的理論且進行了改良。發(fā)生于17世紀的偉大科學革命就是建立在中世紀學者的這種繼承與改良的基礎之上的[2]。
關于亞里士多德力學體系,在第一次西學東漸時期,就有大量包含亞里士多德力學知識的西方科學著作傳入中國。學界對于第一次西學東漸時傳入的西方力學與機械學知識有過一定的探討[3],但這些探討大多以機械學知識為主,對于傳入的其他力學知識的論述不是很詳細。關于中國古代對力的認識,馮書靜得出了中國古代人們對力的描述中沒有給出數量化或公理化的抽象定義的結論[4]。對于第二次西學東漸牛頓力學傳入中國的過程,王洪鵬[5]、戴念祖[6]、閻康年[7]、韓琦[8]、李迪[9]、聶馥玲[10]、阿梅龍[11]等學者均有文章涉及,然而這些文章中卻都沒有討論到第一次西學東漸時傳入的亞里士多德力學體系對清末士人接受牛頓力學知識的影響。本文將梳理第一次西學東漸中傳入中國的亞里士多德力學體系的知識,探討這些認識在當時以及在第二次西學東漸是否在華造成影響并思考其中的原因。
亞里士多德在《物理學》中提出了他對于運動原因的基本觀點:“凡運動著的事物必然都有推動者在推動著他運動”;“推動者總是形式,在它起作用時,它是運動的本源或起因”。[12]亞里士多德還將運動分為質的運動、量的運動以及空間方面的運動(亞里士多德稱之為位移)[12]。而在位移運動(后文簡稱為“運動”)中,推動者對于被推動者的作用就是“力”?!皩嶋H上,亞里士多德認識到了兩種力,一種是柏拉圖式的物質固有的力,他將其稱為‘自然’;另一種是物體發(fā)出的力,如推或拉,作用是使其他物體運動。使物體自身運動的就是‘自然’”[13]。亞里士多德認為所有運動都包含兩種主要因素,除去前面提到的“推動力”之外,還有“阻力”(由介質密度決定);要讓運動發(fā)生,推動力必須大于阻力[14]。亞里士多德對于運動速度、推動力與阻力之間的關系進行過一些定量描述,這些描述由后人總結出了一個定律:速度與推動力成正比,而與阻力成反比,對于重物自然下落的情況,推動力就是物體的重量[15]。
對于位移運動,亞里士多德又將其分為自然運動與受迫運動。其中自然運動指的是地界物體(由于其重或輕的性質,該性質取決于其元素的構成比例)趨向于其自然位置的豎直運動以及天界物體的圓周運動;受迫運動指的是物體受到外力作用而被移出自然位置的運動。對于天界運動,亞里士多德給出了兩種相互沖突的動因解釋:在《論天》中,他提出構成天界物體的以太元素能夠依照其本性進行圓周運動,而在《物理學》與《形而上學》中,他提出外在的不動的推動者是天球旋轉的動因[2](不動的推動者“是天球所渴求的對象,天球通過做永恒的勻速圓周運動來努力仿效其不變的完美性”[15])。
對于拋體運動,亞里士多德指出:“被拋扔的物體在已經和拋扔它的物體脫離之后還在運動著,這或者是由于循環(huán)位移,或者是由于開始的推動者推動起來的空氣在接著推動它”[12](循環(huán)位移指的是拋體運動時后方留下虛空,介質填補虛空從而推動物體繼續(xù)運動,有學者認為亞里士多德反對循環(huán)位移理論)。
中世紀學者對于上面的亞里士多德力學體系進行了一定的改良。其中較為重要的成果有“內阻力學說”與“沖力學說”?!皟茸枇W說”認為:因為月下世界所有能觀察到的物體都是復合物(由不同元素混合而成的物體),而且復合物中各個元素的比例是可以被指定的,那么就可以讓重和輕在同一復合物中充當推動力與阻力。這種觀點允許復合物在虛空中運動[2]。
沖力學說認為:“在受迫運動中,某種非永久的、短暫的形式被印入到運動物體之中,只要該形式持續(xù)存在,虛空中的運動就是可能的;當它消失時,運動就停止”,后來也有中世紀學者認為沖力是一種永恒的質,除非被外部阻力所減弱或耗盡,否則會一直持續(xù)下去[2]。中世紀學者還嘗試了使用沖力學說來解釋天體運動的動因[2]。
雖然目前并沒有發(fā)現亞里士多德的《物理學》在第一次西學東漸被完整傳入中國,但是亞里士多德的《論天》中也多見他的力學觀點[16]。該書由傅汎濟(Francisco Furtado)與李之藻合譯為《寰有詮》并刊行于1628年。
從前文中對亞里士多德力學體系的介紹可見,亞里士多德力學以動力學知識為主。所以對于亞里士多德力學的傳入情況,我們可以從彼時來華教士的著作對各種運動的描述中窺知。當時各西學著作基本都還是遵循亞里士多德的傳統(tǒng)將運動分為自然運動與受迫運動,下文將會對明末清初西學著作中與這兩種運動有關的論述分別進行分析。
1.1.1 四元素歸位運動
第一次西學東漸傳入的西學著作中除前面提到的《寰有詮》外,高一志(Alfonso Vagnone)的《空際格致》等很多西學著作都對西方的四元素說有一定的介紹。前面已經介紹過,水、火、氣、土四元素回歸其自然位置的運動是亞里士多德力學體系中自然運動的一種4)也有把火、氣直線向上回歸自然位置的運動與水、土向下回歸自然位置的運動分開,作為兩種自然運動的觀點。。《空際格致》中對這種運動的描述為:“則純動亦有二種……一曰直動即四行上下之動也……今元行或被強而離本所,力盡自還本所,重者下,輕者上,以直線為路?!盵17]利瑪竇(Matteo Ricci)《乾坤體義》等其他涉及到四元素說的著作對這種運動的論述也均與《空際格致》相類似[18]。這些西學著作在此處普遍忽略了亞里士多德本人對于這種元素歸位的自然運動之動因的思考,沒有提到這種運動中的“力”源于哪里。
1.1.2 天界圓周運動
在亞里士多德力學體系中,天界的自然運動就是圓周運動。對于這種運動,艾儒略(Giulio Aleni)在《性學觕述》中提到“譬之七致運旋,繇東而西,悉循宗動天之所帶?!盵19]《空際格致》與《乾坤體義》中也均有類似的論述[17-18]??梢娫诋敃r傳教士們的世界觀中,日、月與五大行星,均是由宗動天帶動的,或者也可以說是由宗動天傳下去的力推動的(這種描述與亞里士多德“每個天球均有一個推動者”的描述有所不同)。
《寰有詮》中寫道:“上重(宗動天)之動……設動有減,當繇力劣?!盵20]這里為了說明宗動天的運動是均勻的,提出如果其旋轉變慢,一定是因為推動力變小了。這指出了力與運動的關系,與亞里士多德對力與運動的認識極為符合——運動是需要力來維持的,速度與推動力的大小成正比。
1.2.1 不完全受迫運動
《空際格致》中提到,元素在其自然位置之內的受迫運動是不完全受迫運動,“假如火行因近天,輕而易動,故從天動之。強第強之者離所強愈遠其動必漸衰以至于無?!薄皬姴荒艹?,豈可常乎?曰:火氣二行雖遇宗動之強但其動未出本所之外,故此動非為全強。何也?論本所自然也,論動強也,宗動常也,其二行之動亦常也?!盵17]這里的“強”指的就是迫使物體運動的“力”,從這些描述體現出了“力是維持物體運動的原因”以及“力由介質傳播時會隨距離逐漸衰減(見于亞里士多德對于拋體運動的論述[21])”的認識。
1.2.2 受迫運動中力與運動的關系
南懷仁(Ferdinand Verbiest)《窮理學存》中記載:“力藝所用諸器具,總名強運重之器······重本在下,強之使上,故總而名之曰強運重之器也?!盵22]這里講力學(機械學)的器具是用來強迫重物移動的,自然也包含“強迫物體違背本性運動需要外力作用”這一層含義。
《寰有詮》之中寫道:“謂動不均,其不均故或緣施動,或緣受動,或兼二者。設施動者,力有增減,抑受動體,有時而變,二皆失常,動斯不一。”“又設謂渾天之行,時疾時遲,則是其動或有所損,其損必因力漸劣弱。”[20]這兩條記載體現出了對于同一物體,所受之力增大則運動變快,力減小則運動變慢的認識,對應著亞里士多德的“運動速度與推動力成正比”。
《窮理學存》中還記載:“凡水等重物,移動往上,以補或氣行,或他物之缺,而滿空虛之所者,其所由受動之力,為其或吸氣者,或移動他物者之力也。試觀其往上受移動之物愈重,則吸氣者等授移動者,其所發(fā)之力愈大矣。”[22]這里重力成為了阻力,體現了亞里士多德推動力要大于阻力才能使物體運動的認識。
由此可見,在當時的西人眼中,力的效果在地界與天界是相似或相同的。
1.2.3 “慣性運動”與“沖力學說”
《寰有詮》中包含有亞里士多德力學中對于“慣性”運動的解釋:“一如彈與矢。當離弦時,本藉他動,然亦有本動。緣放彈發(fā)矢,俾彈矢破開前氣,而其前所沖動之氣,更進擁其在前之氣,勢所必然。乃其彈矢后分之氣,急欲塞其所破之路,不令有空,則此氣攢聚,復擁彈矢而行。非必全藉于人力也。”[20]然后對于“氣一直推動物體,物體為何不會無限地運動”的設問給出了回答:“蓋發(fā)彈矢者施動之時,必生猛狠情勢。此情勢注在彈矢迫命亟行,漸久漸遠,猛狠漸消,彈矢遂止矣?!盵20]這里顯然包含了中世紀沖力學說的認識,并認為氣的推動在這里起到輔助作用。
類似的使用了“沖力學說”的論述還有《空際格致》中的“今元行或被強而離本所,力盡自還本所?!盵17]以及《窮理學存》中的:“蓋凡重物逆其本性而強受動,則施動者,必通施猛懇之力于重物之體,以強帶而動。若無如此之力隨重物之體而帶動之,則重物既已離動者之手,即因本性垂線之直道而下行”[22]等論述。
上面這些記載基本可以說明在第一次西學東漸中傳入中國的亞里士多德力學體系是相對完整的,中世紀對亞里士多德力學的改良內容“沖力學說”也在同一時間被傳播到了中國,只不過這些知識在當時西學著作中的記載較為分散。
明末清初由西方傳入的科學著作由于基本上都附有傳教的目的,其內容受到了以儒家知識分子為首的士大夫們以及佛教人士的批判。很難想象這些批判者會去吸收西方科學著作中的西方科學知識和思想,更遑論其中對于力與運動的認識這樣的細節(jié)。不過我們依然可以從這些人對傳入的西方知識、思想的批判中探尋一些西方知識、思想與中國傳統(tǒng)自然觀的沖突之處,從中找到當時亞里士多德力學體系在華傳播受阻的理由。
明末對西學的批判在徐昌治編的《破邪集》中非常密集,其中有很多典型的觀點。首先是對西方不同意天人合一傳統(tǒng)思想的批判,如《請顏壯其先生辟天主教書》一文中寫道:“謂主賦畀靈魂于人曰性,不可謂性即天,不可謂天即吾心……更不可謂天地即天主。天地也、天主也、人也,分為三物不許合體。以吾中國萬物一體之說為不是?!盵23]《辟邪解》和《四宿引證》中也均有類似的觀點[23]。從這里可以看出彼時士人們遵循的中國傳統(tǒng)自然觀更加注重形而上的思考,而西方的學術思想相對來說更喜歡刨根問底一些。
《辟邪摘要略議》一文中講:“據彼云國中首重天教推算歷數之學,為優(yōu)為最……不知私習天文,偽造歷日,是我太祖成令之所禁,而并嚴剞劂其書者也?!盵23]這體現出中國傳統(tǒng)觀念與西方學術思想的沖突?!稓v法論》中也講:“今西夷所以聳動中國,驕語公卿者,惟是歷法,然中國之歷法,自有一定之論,不待西夷言之也?!盵23]顯然,他們非常重視天文歷法在國家統(tǒng)治方面的作用,認為歷法維持政權穩(wěn)定的功能比起歷法的準確與否更加重要,這也與西方的觀點有所不同。
到了清代,統(tǒng)治者為了其統(tǒng)治的正統(tǒng)性,甚至比明代更加尊儒,更加推崇程朱理學,康熙皇帝批南懷仁《窮理學》為“甚悖謬不通”[24],并發(fā)動“康熙歷獄”的行為也就不難理解了。
中國傳統(tǒng)自然觀與西方學術思想的沖突很大程度上降低了明末清初士人對于西方科學的接受程度,亞里士多德力學體系的接受可能就更無從談起了。
雖然明末清初士人中多有反對、批評西學的,但是同樣有一些士人對西學表示支持或在著作中吸收了一定的西學知識與思想,分析這一部分士人的著作可以相對更加細致地反映出亞里士多德力學體系在傳入當時的接受情況。
徐光啟是推動西學東漸的先驅者,他與西方傳教士一起翻譯介紹了大量西學知識與技術。徐光啟認為傳教士帶來的科學知識“其言理言道,既皆返本蹠實,絕去一切虛玄幻妄之說?!盵25]這顯然是對西方科學中理性分析做法的認同,同時也反對了對傳統(tǒng)形而上學思想的過分強調。他在《泰西水法序》中也表達了類似的認識:“而其緒余更有一種格物窮理之學。凡世間世外、萬事萬物之理,叩之無不河懸響答,絲分理解。退而思之,窮年累月,愈見其說之必然不可易也?!盵26]可見徐光啟意識到了對于“萬事萬物之理”要“絲分理解”的西方理性抽象科學思想的重要性。不過徐光啟除《幾何原本》之外,研究論述的方向也多以實用為主,如《度數旁通十事》《泰西水法》等,少有涉及具體的力學理論知識的論述。這也是當時一種認為西學是“器”而非“道”,于身心無益的主流觀點的體現。
為了使自己的學說更容易被士人們所接受,明末清初的傳教士們在中國傳播西學知識時,也樂于借助中國傳統(tǒng)自然觀中的一些認識,例如利瑪竇在《坤輿萬國全圖》中就利用了屈原提到的天有九重的認識來引入亞里士多德式宇宙論[27]。而這種利用中國傳統(tǒng)觀點來介紹西學的做法,一定程度上會阻礙亞里士多德力學體系在士人中的傳播。
例如,《泰西水法》在當時西方并不清楚月球影響海水形成潮汐的具體方式[28]的情況下,于介紹潮汐運動時使用了中國的陰陽理論:“問:海水潮汐者,何也?曰:察物審時,窮理極數,即應月之說,無可疑焉。月為陰精,與水同物。凡寰宇之內,濕潤陰寒,皆月主之?!盵26]而在存在其他解讀文本(如《寰有詮》中的“別有含藏之力”[20])的情況下,《泰西水法》對潮汐的論述是在當時學習西學的士人中流傳最廣的——熊明遇《格致草》以及方以智《物理小識》中的潮汐理論均采用了《泰西水法》中的說法[27,29],顯然這種說法更容易讓當時的士人們接受。而像這樣在著作中使用中國傳統(tǒng)的“陰陽理論”對運動原因進行解釋,某種程度上屏蔽了西方(亞里士多德)關于運動原因的探討,因為這是兩種不同的探討方式。盡管當時西方對力與運動的認識還沒有達到牛頓時代的程度,但是還是在用“力”來解釋運動原因,而中國用的就是另外一套知識體系了。
此外,揭暄在《物理小識》中描述行星運動相對速度的論述為“金水繞日為輪確矣,水輪近日故速于金”[30]。在明末清初亞里士多德力學體系已經基本完整地傳入了中國的情況下,揭暄對于速度的描述卻完全沒有提到當時已經傳入的西方 “運動速度與受力大小相關”的認識。實際上,《物理小識》與《格致草》兩部著作對當時已經傳入的西方對力與運動關系的認識可以說是只字未提??梢姰敃r的士人對于這些知識并不重視。
雖然明末清初傳入中國的亞里士多德力學體系在當時并沒有得到重視,不過到了清末,有很多士人注意到了西方“力學”的重要性,如沈宗祉在《泖東草堂筆記》中就寫道:“重學……一經西人揭出恍如發(fā)蒙,如欲能自制造,熟其理則自能推其廣也”[31],雖然沈宗祉對于“重學”的認識依然停留在其可以用于制造省力器具的程度,但也承認了“重學”的重要性。此外,當時如北洋水師學堂、格致書院等各個西式學堂都有教授“重學”,并將之列入了考核范圍之內,可見清末的士人們比起明末清初時期是更加重視和愿意學習西方力學的。那么如果有清末士人學習西學時,閱讀了明末清初介紹了亞里士多德力學知識的著作,其中的一些認識就會對其學習和理解新傳入的牛頓力學造成一定影響。
陳志輝《從<空際格致>邵璔批跋本看明譯西書對晚清士人的影響》一文中提到,明末清初的漢譯西學書籍,在洋務運動中受到了想要學習西方知識的中國士人的關注[32],誠然如此。除去陳志輝此篇文章中提到的邵增與趙烈文以外,還有很多晚清士人閱讀過明末清初的漢譯西書,例如道光癸未(1823年)進士沈濂和光緒十六年(1890年)榜眼文廷式在他們的筆記《懷小編》[33]與《純常子枝語》[34]中都提到了大量明末清初西學相關書籍。就連《格致書院課藝》的征引書目之中也包含有很多明末清初的西學書籍[35]??梢娗迥┑氖咳藗冊趯W習西方知識時閱讀明末清初西書的情況比較普遍,除傳統(tǒng)知識分子以外,很多新式學堂中的學生也都是能夠讀到這些西書的。
17世紀以后隨著化學的發(fā)展,四元素說在西方逐漸被否定,到了清末已經成為了過時的理論,是不會在第二次西學東漸中作為先進知識傳入中國的。但是在第一次西學東漸之時,四元素說是貨真價實的西方自然觀的基石,當時很多西學著作均對其有大量的介紹。四元素說中隱含有力的作用的元素運動部分既是古希臘至中世紀力學理論的基礎,又與中國五行說很相似,相對易于中國士人接受,還與天地一統(tǒng)的牛頓力學有較大出入,很容易對清末士人造成影響。舉例來說,道光二十四年(1844年)舉人韓應陛在他的筆記《讀有用書齋雜著》中就提到了西方四元素之間的輕重關系并對其做出了評論[33],如果這些四元素說的知識先入為主,很容易與當時傳入的牛頓力學知識產生沖突,導致士人們對牛頓力學的理解產生偏差。
雖然有關于科學革命的論述在清末還沒有被提出,牛頓力學相對于亞里士多德體系的革命性還沒有成為共識,不過西方很多力學著作中都指出了亞里士多德的力學理論與新的牛頓經典力學體系相比有哪些錯誤,如胡威立(William Whewell)的The First Principles of Mechanics(1832)與An Introduction to Dynamics(1832)以及Harvey Goodwin的Elementary mechanics(Part2) (1853)中都提到了亞里士多德力學認識的錯誤5)The First Principles of Mechanics第69頁提到物體輕重影響下落速度以及空氣填補空隙推動物體運動的觀點的錯誤,An Introduction to Dynamics前言第xi頁介紹了亞里士多德對于自然運動以及受迫運動的錯誤認識,Elementary mechanics(Part2)在第43-47頁除去物體下落、自然運動、受迫運動等問題之外還提到亞里士多德沒有認識到慣性。[36-37]。可見,亞里士多德哪些力學認識是錯誤的,在19世紀西方受過物理學教育的人之中是一種常識。
然而,這種常識卻很可能沒有在第二次西學東漸時傳入中國。如艾約瑟(Joseph Edkins)編譯的《西學略述》一書中,就并未介紹牛頓力學與亞里士多德力學的不同[38]。而且牛頓力學傳入中國過程中最早最重要的兩本著作——李善蘭與艾約瑟合譯的《重學》原書An Elementary Treatise on Mechanics[39]以及李善蘭與偉烈亞力(Alexander Wylie)合譯的《談天》的原書Outlines of Astronomy[40]中都并未提到亞里士多德的有關力學認識。徐建寅與傅蘭雅(John Fryer)合譯的《電學》卷首介紹牛頓建立萬有引力定律時也只是說“后此未久奈端(牛頓)思得萬物向心力之理,以征前言之誤”,并未解釋“前言之誤”具體是什么[41]。再觀當時其他涉及到牛頓力學的著作,丁韙良(William Alexander Parsons Martin)的《格物入門卷五》[42](力學),王韜的《西學原始考》[43]與《西學圖說》[44]以及與王韜與偉烈亞力合譯的《重學淺說》[45]中均沒有提到亞里士多德6)王韜《西學原始考》稱: “一千六百六十六年國朝康熙五年奈端(牛頓)始究日與地有大攝力,知天上地下萬物皆有相引之理,是以重物向地心下墜與日環(huán)地球之理同?!苯榻B了天地力學理論統(tǒng)一的正確性,雖未提及亞里士多德,但一定程度上也可以說是論及了亞里士多德認識的錯誤,只不過并不全面。,王韜與偉烈亞力合譯的《西國天學源流》[46]中也只是提到了亞里士多德的一些天文學觀點。當時的西學著作中對于牛頓的介紹也多止于他的天文學貢獻及他對萬有引力定律的建立(還有數學貢獻)。除前文提到的《電學》中的記載以外,丁韙良的《西學考略》[47]、李善蘭與偉烈亞力的《談天》[48]、王韜與偉烈亞力的《西國天學源流》[46]中對于牛頓的介紹都是如此。這些第二次西學東漸中提到牛頓或與牛頓力學有關且傳播相對廣泛的著作均沒有提及牛頓力學相較于亞里士多德力學的區(qū)別之處,那么應該可以認為這一重要信息并未在當時傳入中國,或者傳入了也并未被士人們普遍了解。
第二次西學東漸中少見地論述了亞里士多德錯誤的文章——慕威廉(William Muirhead)的《格致新法總論》中只講到亞里士多德格物學“播行遐邇如縛人心曾經二千年間”,“只要操權人意,放厥膽量,講論天地功用,枉費心力,時無裨益?!盵49]其后續(xù)文章《格致新法》中同樣僅提到四行說是“猜議”出來的[50],兩篇文章均沒有提到亞里士多德的力學認識的具體錯誤之處。實際上,有很多明末清初漢譯西書中對于亞里士多德力學的論述都沒有提到亞里士多德的名字,這就會導致晚清士人哪怕閱讀了《格致新法》這類文章也很難認識到第一次西學東漸中哪些相關知識是錯誤的。
國人對西方科學發(fā)展的認識可以從吳汝綸的《桐城吳先生日記》當中了解一二,其中有“至近世學術乃希臘學問之再興”;“格致之學自希臘羅馬式微后千余年無人提唱,至元明之際意大利有戛里留(伽利略)諸人……英吉利有培根、奈端(牛頓)諸人,于是重、光、氣、水、火諸學益興”;“奈氏(牛頓)于天文格致推得新理至多,發(fā)明吸力為功尤鉅”[51]等描述,可見吳氏雖然對于西方科學的發(fā)展過程有大致的認識,然而卻并未意識到牛頓力學誕生前后力學知識體系的變化,沒有發(fā)現清末傳入的西方力學知識已經與之前的知識是完全不同的知識體系。而錢熙輔的《重學》跋語中也只是提到“西人重學遠有師承,近百余年間愈入愈深”[52],顯然也沒有意識到牛頓以后西方力學的大變革。
在這樣的時代背景下,清末多數學者在學習西方力學時,是分不清西方古典力學與牛頓經典力學所代表的完全不同的學術傳統(tǒng)、思想方法的。而如果沒有發(fā)現明末清初西書中的亞里士多德古典力學知識很多已經被牛頓力學所淘汰,就會產生一定的錯誤認知。如許樹枌的《槍炮放彈有空氣阻力又有地心吸力釋義》一文中就有:“彈初出時與空氣相阻敵,繼而空氣從旁擦過以補彈過處之空,空氣若從后推送。彈行愈速則彈后推力愈微”[53]的描述,這種空氣為了填補空虛推擁彈矢而行的亞里士多德式運動觀顯然不會出自第二次西學東漸時的西方力學書籍。應為許氏“博覽時務格致兵農諸書”[54]之時學習到了第一次西學東漸傳入的亞里士多德力學體系中的認識,且并未發(fā)現這種認識已被淘汰所致。類似的例子還有楊毓輝在《槍炮須知》中的論述:“······彈重而墜速。凡彈在空中被地心力所攝,即仍垂線下墜,而墜之遲速視乎彈之重輕”[53]。楊毓輝在光緒十五年(1889)至十九(1893)年之間曾就讀于格致書院[55]。上文已經提到,格致書院的學生能夠讀到明末清初的西學書籍,這樣看來,楊毓輝會產生“彈重而墜速”的認識極有可能是在書院的“重學”課堂中沒有將牛頓力學理解清楚,又受到明末西書中記載的亞里士多德力學認識的影響,以至于認識出現了混淆之故??梢姷谝淮挝鲗W東漸時傳入的亞里士多德力學體系中的一些認識在一定程度上影響了晚清士人對于牛頓力學“力”的學習和理解。
通過對明末清初亞里士多德力學體系傳入中國的情況進行分析,我們發(fā)現亞里士多德力學體系及其中世紀改良成果“沖力學說”通過不同的渠道或文本比較完整地傳入了中國。明末清初雖然有一部分士人對西方相對理性的科學思想表示了贊同,但是由于西方理性的力學知識與中國傳統(tǒng)自然觀有較大出入,導致當時的士人們對其并不重視。但我們發(fā)現明末清初傳入中國的亞里士多德力學知識,在清末學者中的論述中多有發(fā)現,而且在學習過程中與清末新傳入的牛頓力學相混淆,從已有的文獻中可以看到當時的人們并未認識到牛頓力學的知識體系已經完全取代了亞里士多德的力學知識體系,這種情況某種程度上影響了人們對于牛頓力學中關于“力”的認識的理解。
西方從亞里士多德古典力學發(fā)展到牛頓經典力學體系經過了一千多甚至兩千年。這期間人類智力經歷了一個十分艱難的發(fā)展過程,即常識的、經驗的亞里士多德物理學被抽象的、模型化的經典力學所替代。牛頓經典力學作為力學的發(fā)展成果更加遠離人們的經驗,更加難以理解,但亞里士多德力學中的認識卻與我們的常識非常接近,容易被一般人所接受。正像著名科學史家科恩所言:“或許有些奇怪,大多數人對運動的看法其實只是兩千多年前提出的物理學體系的一部分,而且這個體系至少在1400年前就被實驗證明是有問題的?!盵14]在第二次西學東漸的前期,士人們在未接受專業(yè)的經典力學訓練的情況下,對力與運動的關系的認識受到與常識更加接近的亞里士多德力學的影響實在是再正常不過了。哪怕在今天,想要學懂經典力學,想要講清楚“力”、“運動”與“速度”、“加速度”等概念以及它們之間的關系,依然需要一定的基礎。對一般人而言,回答上述問題很可能會不自覺地回到經驗中來,像亞里士多德那樣思考。接受經典力學需要放棄常識,這一點在清末是難以做到的,即使在今天也是一樣。從本文的研究看到,清末士人甚至不知道這是兩種完全不同的知識體系,更不用說做到完全理解了。這就提示我們中西科學交流研究需要回到當時的知識場景中去思考,只有這樣才能真正理解當時士人對西學的接受情況。