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关增建教授访谈录:详较管窥蠡测衡万物 细推质测通几识大千

原载《广西民族大学学报》(自然科学版)2016年第1期

 

详较管窥蠡测衡万物   细推质测通几识大千

——关增建教授访谈录

万辅彬/问,关增建/答

 

    〔编者按〕关增建,关增建,男,1956年生,1990年毕业于中国科技大学,师从李志超、钱临照教授,获科学史博士学位。同年入郑州大学工作。1995年任郑州大学文博学院院长,破格晋升教授。2000年调入上海交大,现为上海交通大学特聘教授、通识教育委员会主任、科学史与科学文化研究院博士生导师。主要从事科学技术史研究,侧重物理学史、计量史、科学思想史领域,兼顾科学史的教育功能和通识教育研究。出版著作多部,发表论文多篇,承担国家社科基金重大项目、外译项目等多项国家和省部级科研项目,兼任上海市科技史学会副理事长、中国科学技术史学会副理事长,《中国科技史杂志》、《自然科学史研究》、《自然辩证法通讯》等刊物编委。其计量史研究获国际好评,日本计量史学会前任会长岩田重雄曾在日本计量史学会学报《计量史研究》上评价说,关增建教授“的研究范围极广,仅其部分研究内容就涉及中国古代计量理论、制定计量单位的科学过程、天文计量史、中国计量与科学的发展过程及其相互关系、中国古代计量和社会的相互作用、中国和东亚国家的计量交流史等多个分支。此外,他自1998年以来,还得到财团法人松下国际财团的研究资助。其业绩得到了国际上的高度评价。因此,他和丘光明成为中国计量史界的双璧。”

 

自述有云:在已有的成果中,对中国古代物理思想和计量史的研究,偶得风气之先;对中国古代科技成就的阐释,树碑与毁庙并存,唯以取得合理解释为追求。治学取向向往兼容并包,对科学史在高等教育中的作用亦感兴趣。希望在科学史盐碱地道路上,能够有所收获。
 

中图分类号:N09   文献标识码:A   文章编号:1673-8462(2016)01-001-10

 

万:早几年就想约您访谈,由于你我都比较忙,一直未能如愿,最近终于挤时间断断续续读了一些您的大作,这才拟好访谈提纲,终于可以开始访谈了。

 

由于您在科学技术史的多个研究领域取得了突出的成就,发表了百余篇学术论文,出版了《中国计量简史》等8部专著,《中国计量史》德文版还获得2014年度国家社科基金中华学术外译项目立项,这是上海交大获得的首个国家社科基金中华学术外译项目,是贵校人文社会科学原创学术成果“走出去”的突破。您是上海交大科技史学科主要带头人之一,早在2008年就被推选为中国科技史学会的副理事长。您在自述中说:“在已有的成果中,对中国古代物理思想和计量史的研究,偶得风气之先;对中国古代科技成就的阐释,树碑与毁庙并存,唯以取得合理解释为追求。治学取向向往兼容并包,对科学史在高等教育中的作用亦感兴趣。”我想首先请您详细介绍一下您在中国古代计量史研究方面所取得的成就。

关:谢谢万先生抬爱,给了我一个这样的机会,使我有机会回顾一下自己的学术之路!

 

计量史是我关注的科学史研究的领域之一,也是我认为应该大力发展的一个科学史研究的方向。所谓计量,其本质特征是以法定的形式和技术手段实现单位统一、量值准确可靠的测量,它既是测量活动的基石,也对整个测量领域起指导、监督、保证和仲裁作用。计量这个概念,可以指测量本身,也可以泛指一种工作、一项事业或一门科学。计量是科学技术的基础,没有计量,就没有科学技术。计量也是国家机器正常运转的技术保障、是经济和贸易得以正常开展的技术保障。计量的重要性决定了计量史的重要性,由此,研究科技史,不能忽略了计量史。

 

我是从上世纪九十年代下半叶开始想到要做计量史研究的。当时中国社科院有一个“八五”重点研究课题,要编撰一套《中华文明史话》丛书。这套丛书中有一些科技史的选题,其中有一部是度量衡史。丛书编委会中负责科技史选题的是中科院自然科学史所的王渝生副所长。渝生兄征询我的意见,我建议将原定的度量衡史改成计量史,因为计量史较之度量衡史,其内容更丰富,科技意味也更强。渝生兄对我的建议深以为然,写作这本书的任务也就落在了我的头上。

 

万:这个建议无疑把选题定位深化了、内容拓宽了。但前人对计量史没怎么研究过,不是拿现成的材料就能编成,而是要通过大量梳理、研究才能写成。

 

关:确实如此。真正要动手写,发觉并不容易。因为在中国学术界,有丘光明先生做的非常漂亮的度量衡史,有多位前辈做的厚重的天文学史、物理学史,但没有计量史。虽然蔡宾牟、袁运开两位先生主编的《物理学史讲义——中国古代部分》(高等教育出版社,1985年版)书中,专门辟出一章写“中国古代物理计量的起源和发展”,但这样的一章还称不上是系统的计量史。总体来说,中国的科学史界忽略了从整体上特别是科学内涵上对计量史的把握,甚至于对计量史究竟应该包括哪些内容都还不甚了了。当时权威的说法是,在古代中国,计量就是度量衡。这种说法显然不妥,因为计量本质上是在统一单位的基础上的测量,而中国古代除了度量衡以外,天文计量、时间计量、空间方位计量也是实实在在存在着的。

 

要写计量史,还要弄清楚计量在古代社会中的地位,古人是如何看待计量的?他们的计量理论是否发达、计量实践是否丰富?说到底,古代计量是否有足够的内涵值得研究?

 

实际上,在古代中国,人们对计量重要性的认识超越了当代人。中国古代有诸子百家,他们的哲学和政治主张互不相同,但他们在对计量重要性的论述上却别无二致,都把计量作为治国方略来对待。秦始皇统一中国后,做的第一件事情就是统一度量衡,这是他把这些思想家的理论付诸实施的具体表现。通过梳理相关文献,我们不难发现,中国古人不但从理论上对计量的重要性做过充分的论证,还发展出了颇具特色的计量理论,有过丰富多彩的计量实践。在计量基本要素诸如计量单位制订、标准器设计与制作、量值传递、计量科学研究、计量的法制化管理等方面,中国古人走在了世界的前列。过去一提到中国古代科学,人们印象中就是农、医、天、算四大学科,实际上,计量是可以与这四大学科相媲美的第五大学科。在中国科学史领域,计量史研究是可以大有作为的。

 

根据这样的思考,我初步梳理了古代计量的基本内容,拟订了古代计量史的大致体例,撰写了《计量史话》一书,于2000年在中国大百科全书出版社出版。该书出版以后,得到了计量学界的关注,《中国计量》杂志社决定在该刊开辟“计量史话”栏目,邀我参与。我在该杂志上发表了自己对计量史一些理论问题的思考,诸如计量的社会功能、中国计量的历史分期等等。有一些计量事件和计量人物研究的文章也刊载在该杂志和别的一些刊物上。2005年,我和孙毅霖等合作完成的《中国近现代计量史稿》一书在山东教育出版社出版,国际科学史权威杂志ISIS于2009年第2期曾刊载书评,介绍该书并给予了好评。

 

万:一本《计量史话》引出了《中国计量》杂志“计量史话”栏目,还发展成一部专著,非常值得。

 

关:除了通过自己的研究为计量史的建设添砖加瓦,在上海交通大学科学史系的研究生培养中,我也根据学生兴趣,引导他们做计量史的题目,让他们成为计量史研究的生力军。继2005年在北京召开的第22届国际科学史大会设立计量史的分会场之后,2009年在布达佩斯召开的第23届国际科学史大会、2013年在曼彻斯特召开的第24届国际科学史大会,我都和日本学者合作,争取设立了计量史的分会场。在这些分会场,交大师生的计量史研究的文章占据了越来越大的比重。到了今天,如果说在中国的科学史研究诸领域中,还存在着计量史研究这样一个领域,人们已经没有惊奇的感觉了。2015年中国社会科学基金重大项目《中国计量史》的立项,也意味着学界终于认可了计量史作为科技史一个新的学科分支这一事实。

 

万:获得2015年中国社会科学基金重大项目可喜可贺!

 

您在中国计量史研究方面取得的成就国内公认,并获得国外学者好评,日本计量史学会前任会长岩田重雄曾在日本计量史学会学报《计量史研究》上说: “(关增建教授的)研究范围极广,仅其部分研究内容就涉及中国古代计量理论、制定计量单位的科学过程、天文计量史、中国计量与科学的发展过程及其相互关系、中国古代计量和社会的相互作用、中国和东亚国家的计量交流史等多个分支。此外,他自1998年以来,还得到财团法人松下国际财团的研究资助。其业绩得到了国际上的高度评价。”将您和中国计量科学研究院丘光明教授一道,誉为“中国计量史界的双璧”。这是恰如其分的公允的评价。

 

关:丘光明先生是计量史研究的前辈,特别是在度量衡史研究方面成就斐然。我在和她交往的过程中,学到了许多东西。岩田重雄先生也是我所尊重的计量史研究的前辈,他曾担任过日本计量史学会的会长和名誉会长,是国际知名的计量史专家。他对中国非常友好,对中国计量史研究也很关注。我的《计量史话》一书,就是他请日本计量史学会常务理事现在是副理事长的加岛淳一郎先生翻译成日语,在日本计量史学会学报《计量史研究》上连载刊登的。他罗列的我的那些计量史工作,在中国计量史领域属于先行一步性质的探索,对中国计量史学科的形成也起到了一些作用,岩田先生对此比较看重,所以他把我与丘光明先生相提并论,这是对我的抬爱。我把这看作是前辈的鼓励,激励自己不停步,不松懈,争取在计量史研究方面多做些工作。老先生2013年去世了。我也借此机会,表达对他的由衷的怀念。

 

万:您是如何走上科技史研究之路,又是如何选择中国计量学史作为研究方向?

 

关:我走上科技史研究之路,带有一定的偶然性。我是七七级学生,本科在西北工业大学度过,学的是物理学。当时大家都奔着四个现代化去努力,在考虑人生职业时当然首先要投身科技现代化,并没有想着要研究科技史。当时对科技史也没有多少了解。大学毕业后在郑州大学教普通物理,后来在校内听闻一种说法,说七七级是文革后首届大学生,从七七级开始,今后不是研究生在高校不能当讲师——这种说法从来没落实过,于是动心要考研究生。但当时七七级学生已经在单位发挥作用了,单位不太乐意让这批青年教师离开,就告诉我们说每人只给一次机会,考不中就安心在学校工作吧。既然只给一次考研机会,报考哪个专业就要仔细斟酌了。在翻检招生目录时,发现中国科技大学招科技史研究生,考试科目除了政治和外语外,还有四门,分别是普通物理、古代科技文献译注评、作文和综合考试。这几门课比较对我的口味,普通物理我学得还可以,课程考试曾得过满分。至于古文和作文,我们在读大学时,西工大考虑到文革十年,大学教师队伍断层,于是从录取的新生中遴选了一批人读师资班,定位是毕业后要在大学当教师。当时物理教研室的徐绪笃教授觉得这批学生今后要做大学教师,中文水平低了是不行的,于是从西北大学中文系请了一位教师,给我们开了一个学期的中文课。这门课主要是读古汉语。在课程的摸底考试和最后的结业考试中,我都排在了前列。这样从文理两个方面一掂量,我觉得自己的文不会输给一般的理科生、理不会输给一般的文科生,考科大的科技史研究生应该还是有希望的,于是就报考了科大。考下来以后,成绩还不错,就这样很幸运地成了科大的学子。

 

进入科大后,因为我大学期间的毕业设计做的是根据激光散斑光强分布测量物体表面粗糙度的实验,那个实验的本意是要验证日本学者已有的工作,我把实验设置做了一点儿改动,结果比日本学者的还要好一些,最后的毕业报告还在当时的《陕西物理》上发表了,李志超老师觉得我做实验可能还可以,于是最初的定位想让我做古代科技的模拟实验验证工作。读研究生第一个学期结束的时候,要提交课程论文,我在提交的文章中对汉代科学家张衡《灵宪》中的“闇虚”概念提出了新的解释,李老师看后,兴奋地对我说,你这个观点有道理,今后还是做文献吧。于是我就沿着做文献的路子走下来了,一直走到今天。

 

万:李志超先生有一双慧眼,他对学生的长处看得还是很准的。

 

关:实际上,对模拟实验和科技考古方面,我还是有些兴趣的。李老师在科技史界提倡科技考古方向,指导学生做了不少科技考古方面的课题。耳濡目染,我也比较留意这方面的动态。记得有一次趁周末去看安徽省博物馆,发现在陈列的汉代文物中,有一件被馆方标记为“甗”的蒸具,在其上侧底部有凸起的截流槽,可以把顺器壁下流的冷凝水收集起来,同时还有个导管将其导引到器外。这就是说,该器物并非像馆方认为的那样仅仅是蒸具,它还可以起到蒸馏作用,是一个蒸馏器。而当时人们所知道的中国古代蒸馏器的起始年代,一般认为是在元代。现在这个蒸馏器是汉代的,而且是发掘出土的。当时我很兴奋,回到学校后告诉了李老师,李老师也很高兴,说这件器物的结构,决定了它一定是一个蒸馏器。后来我跟李老师合写了文章,在郑州召开的首届全国科技考古学术会议上做了宣读。我们的报告引起了与会人员的重视,其中包括上海博物馆的与会人员,他们专门找到我,提出要交换资料,进行合作研究。原来上海博物馆也有一件类似的器物,只不过他们的器物是征集来的,不象我们发现的这件,是直接出土的。这应该是我在科技考古方面的一个偶然的发现吧。我博士毕业后到郑州大学工作,曾任郑州大学文博学院院长,因职务之便,接触过不少考古学家,跟着他们学到了不少考古和文物的知识。这些知识,使我终身受益。我后来的工作,一直是以文献为主,但在解读古代各种文献时,会时时自我提醒,要注意用考古和文物的视角看待所讨论的问题。这样的视角,确实使我在研究中获益匪浅。

 

我是在科大完成了自己的研究生学业的。在李志超、钱临照两位前辈的指导下,先后获得了科大科学史的硕士、博士学位。硕士论文讨论的是方以智的科学思想,博士论文则进一步把研究视野扩展到了中国古代的物理思想。当时的中国物理学史,已经有不少高水平著述存在,但这些研究多从对器物的分析以及对一些较为明显能与近代物理知识挂钩的文献着手进行论述,缺乏对古代物理思想的系统研究。我的博士论文算是在这方面做了尝试,后来湖南教育出版社于1991年出版了我的《中国古代物理思想探索》一书,该书是学界第一部以中国古代物理思想冠名的著作。

 

在我的博士论文中,有一章专门讨论中国古代的测量思想。测量思想当然是古代物理思想的重要组成部分,对古代测量思想的讨论,构成了我后来研究计量史的前期工作。因为有这样的前期工作,后来我进一步思考了计量史的内涵、考察了它的重要性,发觉它确实是一座藏在深山人未识的金库,值得发掘,由此慢慢走上了研究计量史的道路。

 

万:您是李志超先生的高足,李先生对他的学生影响是很大的,他的两部著作《国学薪火》和《天人古义》您都撰文给予评论。2014年李先生80华诞我有幸与会,聆听了您对李先生的评价。

 

关:确实如您所言,李先生对他的学生影响很大。这种影响,是人格与学术的双重感召。李先生刚正不阿、坦诚待人、不畏权贵、不计名利、倾心学术的特点,在认识和了解先生的人中,是得到公认的。在学术上,李先生的特点是科学知识精通、文史底子深厚、思想敏锐活跃、动手能力超群。在前沿科学研究方面,李先生的波成像理论曾获1979年中科院重大成果一等奖,这充分体现了他的科技造诣之深。也正是因为有这样的造诣,李先生在阅读古代科技文献时,常常有令人耳目一新的发现。例如在他读沈括《梦溪笔谈》中“格术”条目时,就敏锐地发现了其中所包含的格术光学思想,并由此阐发了成像现象最基本的共性。他读《梦溪笔谈》中的“红光验伤”条目,一眼就看出了古人做法中的科技内涵。这样的学术洞察力,确实让我们望尘莫及。

 

李先生喜欢引用《易经》的“形而上者谓之道,形而下者谓之器”的说法,来区分科学史研究中的实证研究和思想辨析两个不同层面。在先生的心目中,这两个层面没有高低之分。我在先生80华诞庆祝仪式上对先生的评价是:道器两精。就“道”的层面而言,先生对中国传统思想的探究并由此引申到对思维和社会普遍原理的阐发,多为传统史学和哲学没有注意到的大问题,常常让人有振聋发聩的感觉。例如,先生通过对古文“機”的溯源,发现古文“機”是信息和控制的概念词,提出了“机发论”的思想,使这一影响了中华民族两千多年的重要思想得以重见天日。此外,先生还提出了“信息是物质存在方式”的学说,总结出了中国古典哲学六大论:合异论、混一论、玄始论、机发论、神生论、仁教论,在此基础上创立了“科技文化学”。如此等等。在当代的哲学家中,鲜见有如此之论者。先生的思想,确实是卓尔不群。

 

万:李先生的“道器两精”、“卓尔不群”在2014年80华诞庆祝座谈会上与会者形成共识。

 

关:就“器”也就是科学史的实证研究层面来说,李先生的工作,也是我们望尘莫及的。先生最初介入科学史研究,是从沈括研究开始的。在研究《梦溪笔谈》所提漏刻精度问题时,先生在十分简陋的条件下,自己动手做实验,不但证实了沈括浮漏可达每昼夜误差小于20秒的精度,从而证明在惠更斯发明摆钟之前,中国的水钟漏刻是世界上最精密的计时器,而且还从实验结果意外发现了一个前人没有想到的因素,就是沈括漏壶的漫流壶中水的表面张力随温度变化可以调节水压,从而补偿了粘滞性对漏壶流量的影响。先生的这一石破天惊的发现,完全解释了沈括漏壶之所以会有那么高的精度的原因,除了对沈括漏刻的研究,先生对张衡候风地动仪工作原理的推测和复原方案的设想、对张衡水运浑象的复原考证、对梁令瓒黄道游仪的考证和复原、对苏颂韩公廉水运仪像台的复原考证尤其是对其关键结构即李约瑟所云之擒纵器原理的解说,都让人耳目一新而又心悦诚服。

 

我的硕士论文是在李先生指导下完成的。硕士毕业后,我在科大继续读科学史的博士学位,师从钱临照教授。在钱、李两位恩师的指导下,完成博士学业。

 

钱老是中科院资深院士,在晶体物理学方面成就斐然。同时,他还是中国科学技术史学会首任理事长、中国科技史领域《墨经》研究的开拓者。他对《墨经》中的光学、力学条目的研究,迄今在中国科学史研究领域仍然具有示范性意义。钱老治学严谨,对学生很有亲和力,同时又严格要求,以理服人。我有一篇讨论《墨经》凹面镜条目的文章,对条目中的“中”这一概念的理解与先生有所不同,先生专门把我喊去,摊开了一桌子的书跟我讨论。先生对学术认真的程度,给我留下了很深的印象。记得有一年暑期,我到钱老家里讨论毕业论文,进门后见老人坐在阳台上,一手拿蒲扇,一手拿着我的毕业论文,正在仔细批改。此情此景,我现在还记忆犹新。

 

在求学阶段,能够遇到李先生、钱老这样的老师,真是三生有幸。

 

万:李先生也因为学生们很有成就而感到自豪和欣慰。您在李先生的影响下对中国古代物理思想也很有研究,从《中国古代物理思想探索》这部著作中就可以看出您做了不少钩沉和阐发。请您也详细谈谈这方面的成就和体会。

 

关:《中国古代物理思想探索》一书,是在我的同名博士学位论文基础上完成的,1991年由湖南教育出版社出版。当时选这个题目做博士论文,压力还是很大的。首先是中国古代有没有物理学,这个问题是有争议的。如果没有物理学,何来物理学史?何来物理思想史?对此,我的理解是,“物理”这一概念,古今涵义不同,有一个演变过程。中国先秦时期提出过“万物之理”的概念,古希腊亚里士多德著有《物理学》一书,该书所言之“物理学”,意味着对所有自然现象的研究,与中国人所说的“万物之理”颇有相似,人们在研究自然现象的过程中,因为研究对象的细化和研究方法的不同,逐渐分化发展出了不同的学科,形成了今天我们所说的物理学、化学、生物学等等。我们今天在回顾科学发展的历程时,也需要对古人各种各样的知识进行整理、分类,加以阐释,给予评价等,这就需要有一个描述框架和参照。当我们用今天所说的物理学的知识体系作为参照时,我们的研究,就构成了物理学史的内容。从学理上说,物理学的涵义不是一成不变的,它是从古代慢慢发展演变过来的,物理学史研究的任务,是要说明这一演变过程,而不是去论证古代也有类似今天的物理学的存在。曾有人主张按古人的知识结构、知识分类体系来撰写科学史,目的是要避免用现代知识解释古代学术。这种主张从实践上迄今未见到有成功的代表作问世,在学理上也是站不住的,因为如果严格按照其理念行事的话,史学研究最终将只能原封不动地复印古书,甚至连加个标点符号也是不应该的,因为即使只加个标点符号,也是掺杂了当今知识的结果。

 

虽然从学理的角度,开展对中国古代物理思想的研究没有问题,但真正动起手来,还是面临许多问题。首先,研究古代物理思想,不能不涉及时空观,而当时兰州大学刘文英教授刚发表了《中国古代的时空观念》长文,既系统又深刻,这使我的研究一开始就面临一个很高的门槛。为此,我耗费了很大的精力来写这一部分。我的做法是,从原始文献着手,一条一条地分析解读,努力从古人的立论依据着眼,读出其内在的思维逻辑。这样一番努力,居然真被我读出不少新意,除了完成了博士论文,还顺带发了一些文章。

 

我对中国古代物理思想的研究,容易引起学界不同意见的,大概是对古代光学思想研究的那一部分。我的硕士学位论文做的是《方以智科学思想之研究》,在读方以智的《物理小识》时,在其对光的本性的论述中,发现了方以智是这样定义光的:“气凝为形,发为光声,犹有未凝形之空气与之摩荡嘘吸,故形之用,止于其分,而声光之用,常溢于其余。气无空隙,互相转应也。”[1]李志超老师在看了这段材料以后,断定方以智描述了一幅光的波动图景,这种波动图景不是现代光学的波动说,而是建立在方以智“气一元论”学说基础上的一种原始的波动说。为了与现代科学所说的光波动学说相区别,李老师建议把方以智的光波动学说称之为“气光波动说”。李老师要我沿着这个思路继续探索。根据李老师的思路,我继续在《物理小识》中寻觅,很快发现了方以智的“光肥影瘦”学说讨论了光走曲线问题。“光肥影瘦”说的核心内容,是说光在传播过程中,总会向障碍物的阴影处侵入,使有光区扩大,阴影区缩小。方以智不但提出了这一概念,还专门做了针孔成像实验,力图证实他的理论。“光肥影瘦”说描述的图景,与今言之“衍射”本质上颇为相似。这样,方以智的光学理论就成体系了:它有自己对光的定义,有在其独特定义基础上推论出的光的传播方式,有运用这一理论对一些自然现象的解释,还有对这一理论相应的实验验证——尽管按照现在的认识,其实验验证并不能算是成功。当时分析出这样的内涵后,我很兴奋,也得到李老师的认可。在写文章时,因为担心被别人说是对中国古代科技的“拔高”,我试图不用“衍射”这个词,改用“绕射”,后来钱老提出异议,说那样做没有必要,因为绕射就是衍射。钱老说他们当年审订科学名词翻译时,Diffraction一词一开始是被译为“绕射”的,后来再三推敲,最后确定为更文雅的“衍射”。所以,没有必要因为要避嫌而采用“绕射”这个词。

 

不过,文章写成后,发表并不顺利,《自然科学史研究》就未能通过。大概是李先生和我的提法太超前了,审稿人不能接受。后来,几经曲折,1987年,一家科普杂志《光的世界》刊登了李先生和我的文章《明末学者方以智的光波动学说》,更正式的文章一年后以《〈物理小识〉的光学——气光波动说和波信息弥散原理》为题,发表在上海的《自然杂志》上。写博士论文时,我将这一部分充实细化,放到了博士论文里面。

 

一些学者不接受我们对方以智光学思想这样的判断,理由大概是两个,一是说方以智的光波动说没有波长、没有周期这样的概念,这叫什么波动说?另一个是说方以智的“光肥影瘦”根本没有提到衍射条纹,他所做的针孔成像实验也看不到衍射条纹,怎么能说“光肥影瘦”概念与今言之衍射有相通之处?实际上,这些说法都是似是而非的。波是扰动或物理信息在空间上的传播,波长和周期并非是波的本质特征,单个的脉冲波就没有波长和周期。这涉及到对波这个物理学概念的把握。至于方以智的“光肥影瘦”学说,那是他在其“气光波动说”基础上推论出来的,是一种理性构造,不是观察所得。这正体现了其理论高度的逻辑一致性。方以智试图通过实验和观察去证实他的猜想,这样的做法是可取的。我们不能因为他没有提到衍射条纹,就否定了这个概念的内涵。方以智在《物理小识》中,是把光与声相提并论的,认为二者以同样的方式发生和传播,没有人怀疑方以智对声的认识是一种朴素的声波动学说,为什么对于具有同样形态的方以智光学理论,就不愿意承认它是一种波动学说呢?当然,方以智的光波动说与当代科学所说的光波动说,完全不是一回事,二者也没有任何渊源关系,但我们不能由此认为他描述的光的产生和传播图景不是波动图景。

 

我的博士论文涉及不少这样的问题,除了方以智气光波动说之外,还有中国古代有没有原子论的问题、张衡的“闇虚”概念、古代的测量学说、误差理论,等等。对这些问题,我的做法是将讨论的具体问题放在古代大的知识背景上,看我们对该具体问题的解释与当时的大知识背景是否相容。就拿张衡的“闇虚”概念来说,张衡在《灵宪》中解释月食发生原因,说:“夫日譬犹火,月譬犹水,火则外光,水则含景。故月光生于日之所照,魄生于日之所蔽,当日则光盈,就日则光尽也。众星被耀,因水转光。当日之冲,光常不合者,蔽于地也。是谓暗虚。在星星微,月过则食。”只读这段话,很容易得出张衡已经正确认识到月食成因的结论,即月食是由于地球遮蔽了日光,月亮进入了地球的阴影所致。但是,如果考虑到当时的知识背景,张衡的《灵宪》是用阴阳学说解释宇宙问题的,天为阳、地为阴,天圆地平,地的尺度可与天相比,比日不知道要大多少倍,这样的大地,其背向太阳透射的影子,将是一个巨大的扇形,太阳进入这个扇形区域,就会被遮蔽,不可能仅仅是在“当日之冲”的位置才发生月食。在发现这样的矛盾之后,再细致推敲张衡文章原意,就能发现现行解释的不合理之处,从而提出新的解释。

 

万:您对中国古代物理思想的探索之所以有独到之处,是因为能深入思考,不仅重视形而下的具体研究,而且重视形而上的哲学思辨。譬如对于方以智的“质测”与“通几”概念异同的辨析,就比较到位。

 

关:我对这两个概念的辨析,与硕士学位论文有关系。我比较重视对概念的厘清,认为概念是讨论问题的出发点和归宿,治学应该首重概念。我是在跟随志超师和钱老学习过程中,逐渐形成了这样的认识和习惯的。在读方以智的《物理小识》、《通雅》等著作时,接触到了“通几”和“质测”的概念,检索前人研究基础时,发现学界对这两个概念评价很高,这引起了我的注意。

 

在《物理小识》的《自序》中,方以智给出了“通几”和“质测”这两个概念的定义:“寂感之蕴,深究其所自来,是曰通几;物有其故,实考究之,大而元会,小而草木蠢蠕,类其性情,征其好恶,推其常变,是曰质测。”在其另一部著作《通雅》的《文章薪火》篇中,方以智进一步说到,“考测天地之家,象数、律历、音声、医药之说,皆质之通者也,皆物理也。专言治教,则宰理也。专言通几,则所以为物之至理也。” 考究方以智的思想,他认为学术可以分为三种,一种是探究“物理”,这是质测之用;另一种是探究“宰理”,即治国之道;再就是“通几”,意在探讨“所以为物之至理”。

 

因为方以智认为“通几”的功能是探究“所以为物之至理”,这与学界所认为的哲学是研究物质根本规律的说法颇为相似,所以,“通几”是哲学;“质测”研究的对象是“万物之理”,在研究方法上还要“类其性情,征其好恶,推其常变”,这与科学的任务和研究方法是一致的,所以“质测”是科学。在二者的关系上,方以智说,“质测即藏通几者也”,“通几护质测之穷”,于是,这就与现代所说的“科学中蕴藏着哲学,哲学指导科学研究”的说法相一致了。在对哲学和科学关系的认识上,方以智居然达到了现代人所认识的高度,这无疑是令人鼓舞的。

 

但是,我对学术界的这一评价并不认同。这一方面是由于我在读科学史的研究生以后,受方励之教授“哲学是物理学的工具”说法的影响,不认同“哲学指导科学研究”的说法。因为哲学和科学是不同的学科,它们所遵循的规则、所追求的目标、所使用的方法乃至各自的价值判断,都不一致,因而很难用一个学科所得到的结论去指导另一个学科的研究。在科学史上,倒是不乏科学进步导致哲学理论更新的例子。在实践中,科学是走在哲学前面的。另一方面,方以智所说的“通几”、“质测”,其原意究竟是什么?与现在我们理解的科学和哲学的意义是否一致?这是需要仔细推敲的。

 

万:疑似之迹,不可不察。

 

关:要推敲,就要把这些概念放在大的历史背景演变上去考察。就“通几”来说,其核心在“几”这一概念上。在中国,“几”的概念,在先秦就存在了,《易经》中就提到了这一概念,意指事物变化发生前出现的细微征兆,把握了这些征兆,就可以“以微知著”,预知事物运动变化趋势。方以智一家从其曾祖父方学渐起,四世传《易》,自然对“几”的概念不陌生。非但如此,方以智还发展了这一概念,认为“几”不但存在于变化发生之前,而且存在于整个运动过程之中,是把握物质运动的关键。他认为,物质世界处于永恒的运动变化之中,每一变化发生之前及发生过程之中,总有些细微东西存在,它们体现了物质运动趋势,主导了物质运动发展方向,这就是“几”。“几”虽微小,却很重要,掌握了“几”,就把握住了物质运动根本,这是“所以为物之至理”。方以智所谓的“通几”,含义大致如此。如果要用现代学科概念去归类,大概属于方法论的范畴,还不能完全等同于哲学的概念。哲学的含义,比“通几”大得多,可以说“通几”是一种哲学活动,但不能简单地认为它就是古代哲学,这里边存在着大概念和小概念的差异。

 

至于“质测”,就不一样了,放在当时的历史背景下去看,明朝末季,西方传教士进入我国,随之也带来了令中国士大夫耳目一新的西方科学。这些科学因其超胜于中国的传统科学,难免要引起一些中国学者的兴趣,在研习汇通之余,对其本身加以思考,认识到这类学术活动与中国传统学术主流有所不同,需要为之起一个专有名称以示区别,这也是势在必然。这一任务由方以智完成了。细致分析方以智对“质测”的种种解说,不难得出这样的结论。

 

说了这么多,归根结底,对古代的概念,应该实事求是地去分析古人的真正意涵,从而对之做出恰如其分的评价,而不是简单地用一些现代学术术语套上去,以为这样就是研究了。这是我的切身体会。

 

万:您的母校——中国科学技术大学张秉伦教授也是思想活跃、求真求实的一位导师,在台湾学者刘广定先生从理论上对鲁桂珍和李约瑟的“‘秋石’性激素说”提出质疑后,张秉伦教授指导他的研究生对5种具有代表性的秋石方进行了模拟实验研究和理化检测分析,否定了鲁桂珍和李约瑟关于‘秋石’是性激素的说法。张先生这种理性怀疑的科学精神无疑对中科大科技史专业的学生产生了深刻的影响,您也发扬了理性怀疑的科学精神,先后发表了《纠谬正说权衡度量》、《中国科学史研究中的历史误读举隅》、《析《墨经》之凹面镜成象实验——‘中’是焦点而不是球心》、《中国古代存在过原子论吗》……等一系列论文,您《推荐一部与我观点不尽相同的物理学史著作》的文章,可谓“树碑与毁庙并存”,真实反映了您“治学取向向往兼容并包”,“唯以取得合理解释为追求”的特点,给同道以深刻的印象,本人对此也深表钦佩。

 

关:所谓“树碑与毁庙并存”,实际是体现了我对科学史研究中两种倾向的不满。一种倾向是对古人的顶礼膜拜,从树立民族自信心的美好愿望出发,不自觉地把古代一些原始的认识,说成是与现代观点一致的思想。对这样的庙宇,还是将其毁弃为上。例如,《左传》中曾经提到,“陨石于宋五,陨星也”,说陨石是天上的星星落到地上的结果。学界据此认为中国人早在先秦时期就认识到陨石是天上星星掉下来的,正确揭示了陨石形成原因。相比之下,西方由于受到古希腊天界是完美的思想的影响,不承认陨石是从天上掉下来的,直到1768年,拉瓦锡考察此问题,还说陨石的形成是由于“石在地面,没入土中,电击雷鸣,破土而出,非自天降”[2]。这样一比较,很容易得出结论说,中国古人很早就对对陨石形成机制有了正确认识,远远走在了欧洲人的前面。

 

但是,如果考察一下古人对陨石成因的认识,就会发现,古人对陨石之所以会坠下,是以天人感应学说立论的。古人认为,天上的繁星,与地上的万民相应,民众安居乐业,星星就附天不动;国家治理混乱,民众颠沛流离,星星就会脱离天穹,坠落地面,以此昭示上天对统治者治理国家效果不彰的不满。而现代科学对陨石形成原因的认识,则是说在太阳系行星际空间,飘浮着大量太空物质,当它们与地球接近时,受地球引力作用而奔向地球,其中大部分与地球周围空气摩擦燃烧,形成流星,燃烧未尽的,落到地球上,就是陨石。古人没有行星际空间的认识,他们在天人感应思想支配下所说的星,只能对应于恒星,而恒星无论如何是落不到地球上来的。也就是说,中国古人对陨石形成原因的认识,与西方古代一样,无论如何都远远偏离了事实真相。

 

另一种倾向则是盲目崇拜当代科技,认为古人的那些东西不值一提,视古人丰富的创造力和令人叹为观止的思维成果如不见。前面提到的方以智的“气光波动说”的遭遇,就是一例。对此,我们当然要以实事求是的态度,客观地揭示古人取得的成就,揭示历史本来面目,这就是我所谓的树碑。古人确有大量成果,令我们叹为观止。例如,他们对计量重要性的认识、对度量衡标准器在计量中的地位和作用、对度量衡标准器的设计和制作,等等,无不体现了他们的睿智才华。在我已有的成果中,有不少文章都是属于阐释这方面的内容的。

 

所谓“唯以取得合理解释为追求”,是我自己治学的一种方法。古人的那些思想、那些创造,不是凭空产生的,它们其来有自。做科学史研究,未必一定要给古人的认识以是否符合现代科学知识那样的评判,我们的目的是要真正认识古代的科学技术,这就不能不从探究古人的思想和创造背后的那些原因出发,分析其思维逻辑。要多问一个为什么,思考古人为什么会有这样的认识。这样一问,说不定就能问出一片新天地。例如,西汉扬雄在其《太玄·摛》篇中,“察性知命,原始见终”,探究生命本原、万物终始问题,得出了“阖天谓之宇,辟宇谓之宙”的认识。他所说的“宇”指的是空间,“宙”指的是时间,这就是说时间是有起始的,时间开始于天地开辟。对扬雄的这一观点,传统的评价认为这是一种唯心主义的时间观念,因为如果时间有起点,就必然有起点之前的问题,而时间有起点的说法,又不能承认起点之前还有时间,这就必然导致是神、上帝等超自然因素创立了时间的认识。这样的时间观,当然是不可取的。

 

但是,如果我们问一声,扬雄为什么会提出这样的时间观,他的思维逻辑是什么?也许就会得出不一样的认识。我们知道,扬雄没有用超自然因素来解释自然的习惯,他把时间起点定位于天地开辟的时刻,是因为在此之前,宇宙是混沌不分的,缺乏有序运动,在那种状况下,无从产生有效时间概念。他在其《太玄·莹》篇中说,“天地开辟,宇宙拓坦”,表现了更清晰的这种思想。这是对时间概念本质的更深刻的认识。

 

要对历史现象取得合理解释,除了要多问一个为什么,还要把所论对象放在当时的历史背景上去考量。我多年前写过一篇散论,其中提到:历史是复杂的,在讨论历史问题时,要具体问题具体分析,不能简单从事。要学会用历史的观点看待历史,这不但有助于我们正确理解历史,而且也会增加我们看问题的宽容性,培养我们的历史意识,有助于我们正确地理解现实。河南省巩义市有一旅游景点,名为康百万庄园,内有一幅对联,可为治史准则。该对联为:

 

读古人书须设身处地一想  论天下事要揆情度理三思

 

该联言简意赅,应该成为我们治学的座右铭。

 

万:您对天文学史也有所涉猎,例如您对“地中”概念的阐发就令人印象深刻。

 

关:天文学史与物理学史从来是有重合的,不管在西方还是在中国,都是如此。由此,研究物理学史,必须关注相应的天文学内容。学者研究问题,不能自我设限,不管是天文学史还是物理学史,只要有心得,都应该去探究。我对“地中”概念的讨论,就是这样得来的。

 

中国古人在很长一段时间里,没有地球观念。他们认为地是平的,其大小是有限的,这样大地表面必然有个中心,他们称其为地中。显然,地中观念是错误的,它不符合自然界的实际。也许正因为如此,科学史界过去对之关注不够。但地中概念又很重要,它在中国古代天文学发展的重要节点上几乎都发挥了作用,例如汉武帝时的太初改历,就有“落下闳为汉孝武帝于地中转浑天”事件的发生[3];唐代一行接受唐玄宗诏令进行天文大地测量,其目的居然是“求其土中,以为定数”[4];元代郭守敬进行规模巨大的“四海测验”,在传统所认定的地中处建高台测影,其测影台存留至今,成为古代天文学发展的实物见证,成为中国国家名称缘起的实物见证。类似的例证比比皆是。显然,研究中国科学史,地中是一个绕不过去的历史概念。出于这样的考虑,我对地中概念做了探析,发表了六七篇论文,引起了学界的注意。2010年,我国以“天地之中”河名称为河南登封嵩山的一组历史建筑群成功申请到世界文化遗产称号,其中的“观星台”遗址的学术支撑就是我的那几篇文章。

 

万:自1995年以来,您对科学技术史的功能分析研究日渐深入,发表了多篇论文,特别是2012年在上海交大学报上发表的《通识教育背景下的科学史教育功能探析》一文,提出科学史课程是“通识教育不可或缺的核心课程”的论断,论述有理、有力,非常到位,发人深省。

 

关:我对科学史教育功能的认识,有一个演变的过程。最早是在科大读研究生时,因为学了科学史,自然要问科学史有什么用这一问题。对这个问题思考的结果,是1995年在《大自然探索》杂志上发表的“科学技术史的功能”一文。没想到我早年发表的这篇习作,还被您注意到了。

 

博士毕业后,我到郑州大学任教,后来当上了郑州大学文博学院院长。在这样的岗位上,不能不思考跟教育有关的事情。自己的专业是科学史,这样很自然就想到了科学史的教育功能。同时,对这一问题的关注,也伴随着一种危机感而不断深入。科学史学科要兴旺发达,首要问题是要后继有人,做到这一点的前提是其培养的研究生要有出路。科学史研究生的出路,与科学史学科的功能有关。

 

科学史的确实有其独到的社会功能。它本身兼具文理学科特质,是跨越当今社会高等教育因文理分科而导致的思维鸿沟的最佳桥梁。在普及人文教育、拓宽科普渠道、培养历史意识等等方面,科学史也具有其他学科难以替代的作用。充分发挥科学史的社会功能,对当今社会的人才培养,大有裨益。为此,不能不重视科学史的教育功能。

 

1999年,刘钝、廖育群诸公在北京香山组织了一个科学史发展战略论坛,我也有幸与会,在论坛上提出了上述观点,获得与会诸公共鸣,也成为科学史学科的共识。进入21世纪以后,历届的科学史教学会议,都会围绕如何发挥科学史在高等学校人才培养中的作用的议题展开讨论。这充分反映了科学史界对科学史学科教育功能重要性的认识。

 

香山论坛后,我在从事科学史研究的同时,也在继续思考科学史的教育功能问题。2000年,在《光明日报》上发表了《关注科学史教材编著》一文,深入到了科学史教材编写问题。之后,又发表了一些文章讨论这个问题。您提到的《通识教育背景下的科学史教育功能探析》一文,是我介入通识教育后对科学史教育功能进一步思考的结果。

 

万:您之所以有这样透彻的认识,是因为您对什么是通识教育进行了辩证思考,在上海交大新闻网“学者笔谈”栏目中,您另辟蹊径,诘问“通识教育不是什么”?从另一个角度,加深对通识教育的理解。您认为通识教育不是博雅教育、也不是通才教育、更不是专业教育,当然也不是专业教育的对立面,而是用以引导学生在生活中作为一个负责任的人和公民首先应该接受的那部分教育,参考哈佛大学2007年通识教育的课程体系,由8个学科领域组成,“分别是:审美和阐释的理解、文化和信仰、实证推理、伦理推理、生命系统科学、物理世界科学、世界中的诸社会、世界中的美国。同时,担任这些核心课程的师资都是一流学者。哈佛要求学生必须在这8个领域中各选修一门课,每门课不低于1。5个学分,在一个学期内修完。”所以作为上海交大通识教育指导委员会主任的您,认为“通识教育课程体系应经过设计,其内容要有选择。”科学史作为通识教育的核心课程之一是题中应有之义。

 

关:我介入通识教育,有一个渐进过程。在思考科学史的教育功能的过程中,逐渐接触到通识教育,开始对从更广泛的角度看待本科教育的教学体系问题产生了兴趣。这中间有些机缘促成了我对通识教育的了解。2007年,上海交通大学要接受教育部的本科教学评估,在迎接评估的准备阶段,主管教学工作的印杰副校长点名要求我参加学校自评报告的定稿工作,这使我有机会对交大整体教学工作特点有了了解。评估工作结束后,学校组织一批中层干部赴美国考察本科教学工作,我也随团前往。那是一次认真的考察,跑了不少大学,认真听报告,学到了不少东西。考察结束后每人要提交一篇考察报告,我则受命执笔全团的考察报告。完成这样的报告虽然花费了不少时间,但也值得,因为由此了解了美国大学教育尤其是通识教育的状况,为后来上海交大的通识教育改革做了一些知识储备。

 

赴美考察结束后,学校决定推行通识教育,我也因缘际会介入其中。要推进通识教育,首先面临一个选择问题,因为在全世界范围内,没有一个通用的通识教育模式。在美国,哈佛大学的通识教育与芝加哥大学的通识教育就不一样。在国内,北京大学、清华大学、复旦大学等等都也不同程度地在推进通识教育,但它们的做法各不相同。那么,上海交大应该采取什么样的通识教育模式呢?我们经过分析,认为应该从通识教育的本义出发来设计通识教育。通识教育的本义是要培养21世纪负责任的社会公民,这样的社会公民的知识构成应该有其基本的要求,我们首先要弄清这些基本要求是什么,据此设计相应的课程,来实现我们的教育目标。所以通识教育的课程体系必须是经过设计和遴选的,不是简单开些文史课程就叫通识教育。在设计方法上,上海交大的通识教育课程体系设计采用的是目标倒逼方法:首先厘定教育目标,将其分解,用倒逼法设计课程体系。我们经过分析,认为哈佛大学的通识教育体系对交大有比较大的参考价值。我自己还申请到了上海市教委一个重点项目,对哈佛大学最新一轮通识教育课程体系改革进行研究。您提到的“通识教育不是什么?”那篇文章,就是我对通识教育与博雅教育、通才教育、专业教育等的关系思考后的一些认识。通识教育没有一定之规,我的那些说法,只是自己的一孔之见,供同道们品头论足之用吧。

 

万:1999年上海交大成立了中国第一个科技史系,您是创始人之一,可谓筚路蓝缕,经过多年的努力,如今已发展成为科技史研究院,真是不容易,请您谈谈体会。

 

关:上海交大科学史系的创始人是江晓原教授,是晓原兄筚路蓝缕,从零开始创建起来的。上海交大科学史系成立于1999年,创系元老还有孙毅霖、钮卫星等。我是在晓原兄的努力下,于2000年加盟这个队伍的。科学史系一开始是在人文学院里面,是人文学院力量最强的学科队伍。成立十年后,在大家的努力下,也是机缘巧合,2009年,我们成立了直属学校的科学史与科学文化研究院,在科学史学科的建制化方面,再次迈出了一大步。江晓原教授是研究院的院长,是学科的带头人。我和研究院其他同事一道,也为这个集体的发展做了一些事情。

 

具体到我们的一些做法,首先是要注重内涵发展,不赶时髦,不随着各类指标起舞。由于教育行政化尚未得到根除,各级教育行政部门总习惯于以各种指标考核教师,考核单位。对之完全置之不理,也不现实。但若被指标牵着鼻子走,则是完全不可接受的,因为那样会丧失自我,埋葬学术。在教育上,内涵建设永远是第一位的。实际上,只要实实在在按学科发展规律办事,指标自然也会上来。再者,就是要潜心营造学术氛围。对年轻人来说,学问是熏出来的,这个熏,是学术氛围的熏。没有学术氛围的单位,培养出来的只可能是市侩,学术永远也上不去。这里我举一个例子:2005年,上海交通大学科学史与科学哲学系的研究生创办了第一届“两至会议”(即冬至会议、夏至会议)。会议坚持“自由开放”的传统,由学生来组织筹办,报告的主角也是学生,教师担当点评拍砖的角色。这样的会议追求学术至上,一开始就得到了师生的认可,我们就鼓励支持它持续办下去,迄今已经坚持了十多年,逐渐形成了自己的品牌与特色,吸引了海内外科学史研究机构学者和研究生的热情参与,获得广泛好评。第三,还要努力营造和谐氛围。这一条的重要性毋庸多言。我们的做法是:1)。 尊重教师,成人之美。首先要尊重教师个人切身利益。一个单位如果没有对个人的尊重,没有对个人利益的重视,在21世纪的今天,要发展得好,是不可能的。小河有水大河满,氛围和谐,大家心情愉快,没有内耗,自然就容易把业务做好。当然,要达到这一目标并不容易,要互相包容,互相理解,多做沟通。在队伍的遴选上也要谨慎。2)。对学生精心打磨,精雕细琢,形成以批评为主的关爱氛围。国内科学史学科没有本科专业,就科学史的人才培养来说,主要就是研究生教育。研究生是要做研究的,所以要培养他们的研究习惯。这首先要有一个做学问的氛围,使学生在好的氛围中成长。做学问就得求真务实,如果发现学生学问有做得不到位的地方,当然需要雕琢打磨,这就是所谓的玉不琢不成器。为此,我们特别注意营造一种氛围,使学生觉得自己既是导师的学生,更是研究院的学生。在学术活动中,我们对学生点评和批评时不分彼此,一视同仁,从不考虑其导师是谁,是否应该有所顾忌。习惯成自然,导师们也都很喜欢这种做法,因为这样可以集思广益,对培养学生是有利的。对学生的关爱,实际是有利于教师间的沟通的。

经过这么多年的努力,交大科学史学科获得了同行的认可,我们回顾过去,自己也感到欣慰。借此机会,我们还要向全国的同行表示感谢,感谢大家的捧场和支持。愿我们共同努力,推进中国科学史事业的发展!

 

万:非常感谢您用了这么多时间接受我们的访谈,今后有机会再深入交流。再次向您深表谢意。

 

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[1]方以智,《物理小识》卷一,光论[Z]。

[2]中国天文学史整理研究小组,《中国天文学史》,北京:科学出版社,1987年,147页。

[3]《隋书·天文志上》

[4]《新唐书·天文志一》

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