我国与法国均有着悠久的历史文化。在17-18世纪的清康熙时期,中法之间的科技文化交流较为密切。康熙二十四年(1685),张诚(Jean Francois Gerbillon)、白晋(Joachim Bouvet)、洪若翰(Jean de Fontaney)等六名耶稣会士,以法国“国王的数学家”的身份,带着以科学仪器为主的礼品,前往我国。其中的五人于康熙二十七年(1688)抵达北京。时年二月二十一日,康熙皇帝在乾清宫接见法国使团一行,而这些西洋礼物给他留下了深刻的印象。不久,法国传教士又数次将西方科学仪器引入紫禁城。而康熙帝在之后的实践活动中,与法国传入的科学仪器有着密切的联系。以下以天文类、地理类、数学类的仪器为例,解读其功能及对康熙帝实践活动的影响。 一、天文类 故宫博物院现珍藏部分法国造天文仪器。如铜镀金提环赤道公晷仪(图1),晷盘直径约18.8厘米,18世纪由法国传入紫禁城,主要利用日影来测定时刻。 该公晷仪从外到内由三个部分组成。最外层为铜质圆框,且带提环。中间层为子午圈,上面刻有360度的纬度数及“CHAPOTOT A PARIS”铭文,且设直表;直表两端固定在子午圈的南北两极,其余部分可以转动;直表中间有缝隙,缝隙间安有游标,游标中间有透光孔;直表一面刻有黄道十二宫,另一面刻有十二月令。最里层为晷盘,上面有时刻线以及计时用的罗马数字。使用该公晷仪的方法为:首先依据当地的纬度,将提环沿外框移动,对齐并固定在子午圈上对应的纬度数上;其次将子午圈处于南北向的平面内,此时直表两端连线平行地轴赤道圈;接着将晷盘与子午圈垂直;然后将游表指针对准当日黄道十二宫的宫度、日期;最后手持提环,转动直表,使得阳光透过游标中央小孔照射在晷盘上,而投影对应的晷盘上的读数即为时刻。 图1 故宫藏铜镀金提环赤道公晷仪 又如故宫藏铜镀金月象演示仪(图2),18世纪由法国传入紫禁城。该演示仪通高约49.5厘米,地平圈直径约30厘米,主要用于演示月球在一个月内的月相变化。该月象演示仪的主要组成部分包括:地平圈;子午圈;位于子午圈内的五个平行的圆环,由上往下依次为北天极、北回归线、赤道、南回归线、南天极;位于子午圈内、赤道附近的黄道带,上面标有黄道十二宫名称及符号;位于子午圈内的银圈,银圈上标有太阴历的1日至29日;位于模型中心的地球;位于地球一侧的月球,且为黑白参半色,黑色表示背着太阳,白色表示面向太阳;位于下端的摇把和支架。其使用方法为:摇动摇把,在齿轮带动下,地球进行公转,同时带动月球转动,并出现朔、望、上弦、下弦等月相。 图2 故宫藏铜镀金月象演示仪 白晋在《康熙皇帝》(赵晨译,黑龙江人民出版社,1981年版;下同)中回忆:他们从带来的天文仪器中选了两件,在乾清宫献给了康熙皇帝。他们告诉康熙皇帝:这两件仪器可以用来观测日蚀和月蚀,或者用于了解每天都在不断变化的行星的状态。康熙看到这两件天文仪器后,顿觉爱不释手,命人将它们搬进乾清宫内室,并放在御座旁。不久以后,白晋频繁地看到康熙帝或在宫中,或在离宫,或在去鞑靼(蒙古)巡幸的路上,利用刚会使用的天文仪器,进行天文观测活动。康熙帝有时用照准仪测太阳子午线的高度;有时用大型子午环测定时分,并推算所测地的地极高度;有时通过计算求出白天正午日晷投影的高度。需要说明的是,康熙帝利用天文仪器的观测结果,有时与随行张诚的观测结果一致,可反映康熙帝对这些仪器较好的掌握程度。 康熙帝对西方天文历法做到了活学活用。如康熙三十一年(1692)正月,时值严寒时节,康熙帝在乾清门上朝,命大学士、九卿官员到宝座前,又命人取来测日影的日晷表,用笔在上面做了个标记,说:“此正午日影所至之处”(《清圣祖实录》卷154)。接下来,康熙帝命人将日晷表置于乾清门正中,令诸官员等候。果然到了正午时分,日影与康熙帝做的标记完全重合。在场的官员们看到后,无不表示赞叹和佩服。 二、地理类 故宫博物院现珍藏部分法国造地理类仪器。如绘图平板仪(图3),18世纪由法国传入紫禁城。此平板仪由三角形支架和平板组成。其中,支架上部有两个旋钮,分别用于调整立杆的高度及平板自身的倾斜度。 平板则为铜质,长方形,长约28厘米,宽约23厘米,上面镌刻有“PARIS Centvedes degvez”字样,且四个边框顶面均标注有角度。其中一个边框侧面中间还设长条形凹槽,凹槽外侧表面有铁块;铁块上方和下方分别夹在此边框底面和顶面,中间嵌入凹槽内,使得铁块可沿凹槽移动。需要说明的是,在平板顶面,还有一个两端带立耳状瞄准器的游标。此游标一端与铁块顶面相连,使得铁块移动时,带动游标在平板顶面转动。 图3 故宫藏绘图平板仪 使用此绘图平板仪时,调整好三角形支架的高度及平板的倾斜度,将绘图纸放在平板上,再转动游标,用瞄准器对准观测点,尔后可直接沿着游标侧面画线,获得观测点的方位。依次绘出不同观测点的方位,可确定不同观测点之间的水平角关系;然后再利用测量距离的仪器,可获得不同观测点的距离关系。 又如铜镀金双千里镜全圆仪(图4),亦在18世纪时期由法国传入紫禁城。该全圆仪功能主要用于测量观测点的角度,其主要构造包括支架与仪盘。支架由圆盘形底座及中间的立杆组成,其中立杆上部有旋钮,用于调整仪盘的倾斜度。仪盘包括:盘底部的千里镜(望远镜);带刻度的盘面,且盘面镌刻有“Chapotot PARIS”字样;盘顶部的千里镜及罗盘仪。在进行测量时,首先立好支架,调整好全圆仪的高度及仪盘的倾斜度,以便于观测;然后用底部的千里镜对准参考点,作为定点;接着转动圆盘,使得盘顶部的千里镜对准观测点,则圆盘转动的角度即为参考点与观测点的夹角。 图4 故宫藏铜镀金双千里镜全圆仪 康熙对地理类科学仪器的使用,可见张诚的《张诚日记》(张宝剑译,珠海出版社,1995年版)。张诚多次记载了1691年(康熙三十年),随康熙帝旅行期间,康熙帝使用地理类仪器的场景。如5月12日(四月十五日),康熙帝一行旅行到古北口,在当地休息;康熙向张诚学习了利用星座测北极高度的方法,以及罗盘针角度偏差的问题。又如6月6日(五月初十),康熙帝一行旅行60里,经过一个很窄的山谷,两侧都是石峰;康熙帝两次用仪器测石峰的高度,并和张诚分别计算石峰的高度,解决两人计算结果相同,均为430尺(约138米);随后,康熙帝又命人用绳子直接测量石峰高度,发现与计算结果吻合。再如9月14日(闰七月廿二),康熙帝北京北面(昌平)温泉洗浴;康熙帝在预先修好的行宫下榻不久,为了使用他的新仪器,便对这个庭院进行了测量,并命张诚来检查他的计算结果。 另康熙四十七年(1708),康熙帝命法国传教士白晋、雷孝思、杜德美等人测绘长城,随即启动了当时全国地图的测量。期间,康熙一方面组织外国传教士参与实地测量,另一方面命令国内官员到各地测量,并使用到了各种当时的西方先进仪器。如康熙于五十二年(1713)就指出:“近差官员人等用御制新仪,测量各省及口外北极高低、经纬度数,精详更胜旧图,请依新图推算”(《清圣祖实录》卷254)。康熙五十七年(1718),白晋将测得的各地地图汇成全国地图1张,进献给康熙皇帝。康熙皇帝大喜,定名为《皇舆全览图》。 三、数学类 故宫博物院现珍藏部分法国造数学仪器,如铜镀金比例规(图5)、铜镀金半圆仪(图6),均为17世纪由法国传入紫禁城。其中,比例规为利用比例原理进行的工具,在明代就有传入我国的记载。明代来华的意大利传教士罗雅谷评价其优点:“因度用数,开阖其尺,以规搘度,得算最捷。或加减或乘除,或三率,或开方之面与体,此尺悉能括之。又函表度、倒景、直景、日晷、勾股弦算、五金轻重诸法及百种技艺,无不赖之,功倍用捷”(《西洋新法历书·比例规解序》)。易知,比例规不仅可直接开展各种数学计算,而且可用于辅助进行函数计算、天文计算、重量计算等各种计算。此法国造比例规长约18厘米,宽约4厘米,表面镌刻“N·BION·A ·PARIS”字样。比例规上的两臂上刻有“绳索”、“量径线仪器”、“平面”、“角”、“等矩部分”等字样(法文),还有用符号代替的五金线(计算重量用)。 图5 故宫藏铜镀金比例规 图6 故宫藏铜镀金半圆仪 另对于铜镀金半圆仪而言,其直径为9厘米,表面镌刻有“Butterfield Paris”字样。该半圆仪表面有双层0-180度的刻度,主要用于测量角度或画角。 康熙皇帝对法国传入的数学仪器很感兴趣,并结合西方数学的学习予以运用。据白晋在《康熙皇帝》中回忆:他和张诚,以及比利时传教士安多(Antoine Thomas)等,自康熙二十八年(1689)起,曾有一段时间频繁出入宫中,给康熙讲数学。为便于语言上的沟通,康熙还指定两位擅长满语和汉语的官员,协助传教士准备进讲的文稿,并命令书法家将草稿誉写清楚。康熙学习数学非常勤奋,从乾清宫附近选了一间房,作为教室,每天花2-3个小时,请各位传教士给他讲课。他认真听讲,反复练习,亲手绘图,对不懂的地方立刻提出问题,然后把文稿留在身边,在内室里反复阅读。康熙还经常练习运算和仪器的用法,复习欧几里得的主要定律,并努力记住其推理过程。康熙进步很快,以至于看到某个定律的几何图形,就能立刻想到这个定律及其证明。此外,康熙还掌握了比例规的全部操作法、主要数学仪器的用法,以及几种几何学和算术的应用法。 1703年2月15日(康熙四十一年十二月三十日),洪若翰在给法国神父拉雪兹的信中,谈到康熙帝跟传教士张诚、白晋等人学习西方数学知识:“给他讲到固体的成分时,他就会拿起一个球,精确地称出它的重量,测出它的直径……他同样仔细地验证立方体、圆柱体、圆锥体或圆台、棱锥体和球体的比例和性能”(朱静编译:《洋教士看中国朝廷》,上海人民出版社,1995年版)。由上可知,康熙帝学习西方数学知识时,对科学仪器运用的重视。需要说明的是:这些数学仪器中,有一部分为法国传教士进献。 综上不难发现,17-18世纪法国传入紫禁城的科学仪器,受到了康熙帝的欢迎,并有利于其对西方科技的运用及推广。不仅如此,上述科学仪器对于中法文化交流史而言,亦提供了宝贵的实物见证。 (《北京晚报》5月29日第18版刊载,有修改) |
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