怎样认知中国古代的力学知识

一门学科史，对于了解这门学科的过去与现在，对于正确评价学科的教学和研究的成果，对于预测学科的未来发展和制定学科的发展规划，都是非常重要的。因此世界各国在各个学科的研究成果中，都很重视其学科的历史研究。力学是自然科学中较早精确化的学科，现代自然科学始于欧洲文艺复兴时期的力学，中国古代虽然没有现代意义上的自然科学或力学，但我们不缺乏对中国传统力学知识史的研究。

李约瑟在物理学部分集中梳理了中国古代物理学知识，特别是集中论述了诸子物理学思想产生的社会根源，但缺少对这些有为的自然观与实践知识的互补推理性研究。中国学界对力学史的研究，通常以研究经典力学在中国的发生及发展为主，或突出研究中国古代杰出自然哲学家们的物理学成就，或探寻西方力学引入中国的车辙马迹。如武际可的力作《近代力学在中国的传播与发展》（2005 年，高等教育出版社），充分论述了从明末清初开始的西方力学知识的传入以及新中国力学教学与研究队伍的形成等内容，使学界对力学学科在中国的建立和发展有了深入了解。戴念祖的两部著作《中国力学史》（ 1988年，河北教育出版社）和《中国物理学史大系·力学史》（2001 年，湖南教育出版社），广泛收集了散落于典籍中，与当代力学科学接近的知识点；这两部著作极具史料价值，但在如何理解和使用这些史料上尚有一些争议。关增建的《中国古代物理思想探索》（1991 年，湖南教育出版社）是较早讨论中国物理思想史的著作，其特点是对中国古代物理学思想的阐述。2001 年张柏春曾与德国马普科学史研究所建立力学伙伴研究小组，专门就中国力学知识的发生与发展以及中西方力学知识的交流与互动进行过综合研究，完成了诸如中国传统实践力学知识的调研、中国传统数学中力学问题的研究及建立相关文献信息库等多项成果。

此外，还有对中国古代是否早于胡克一千五百多年发现弹性定律的争议，如仪德刚和李银山等学者对此曾公开发表过文章，并引起诸多反响。近几年还有一批硕士、博士学位论文在明清力学知识探讨方面积累了一定成果，如白欣、韩礼刚、高海、段海龙、咏梅、聂馥玲、邓亮、李媛等的论文分别对明清时期的重心问题，《格物入门》《格物测算》《格致汇编》中的物理学知识，《中西闻见录》中的科技知识，饭盛挺造《物理学》中译本，艾约瑟（翻译了《重学》、编纂了《西学启蒙十六种》等）、顾观光与晚清力学，晚清科学译著《重学》的翻译与传播等内容进行了研究，上述研究涉及的或是部分力学知识，或是某一部力学著作，或是某一种期刊中的物理学知识，多侧重于力学传入的具体知识内容。

▲ 早期力学知识的演化图示

我国古代对杠杆知识的认识、应用与发展脉络是具有典型代表性的案例

纵观人类力学知识的整体发展情况，大致分为直觉力学知识、实践力学知识和理论的力学知识三种模式。我们除了十分关注西方经典力学产生的理论的力学知识外，还应加强研究中国传统力学知识的表达方式和文化特性，即直觉力学知识和实践力学知识的表达方式及其文化传统。梅森在《自然科学史》导言中曾有论述：科学主要有两个历史根源：一个是技术（或工艺）传统，一个是精神（或哲学）传统。直觉力学知识以人类自身的行为获得的经验认识为基础，广泛存在于不同的文化传统中；其中包括人们对天体及自然运动的感知、对客观物理存在方式的感知、对人体本身的力学特性及身体行为的感知等内容。这些直觉力学知识既是人类实践活动的基础，亦构成了力学科学理论的基础论据。同时，它们被人们广泛地共享，并在古希腊的自然哲学家及中国古代思想家那里不断得到升华，他们对诸如落体运动、抛物运动及天体运动等都做出过相当多的讨论。

实践力学知识是基于工匠们制作及使用各种生产工具时，于实践中应用的力学知识。虽然与直觉力学知识不同，这类知识已不再广泛地被人们所分享；但是，它们与那些从事生产和使用工具的专业人群紧密相联，并伴随历史发展而不断演进。这类知识通过实践者直接参与特定工具的生产过程或口头讲解，而在历史中得以传承。基于文艺复兴时期建设大规模工程项目的背景，人们普遍认为实践力学知识对前经典力学知识的出现具有重大意义。在不同的地域或不同的历史时期，力学知识的这三种发生模式相辅相成，各有优势。理论的力学知识产生，正是源于直觉力学知识及实践力学知识在人类思想认识中的不断升华；从文艺复兴工程师达·芬奇到力学巨匠牛顿，理论的力学知识通过他们得到飞跃发展。

与西方不同，中国古代更为多见的是直觉力学知识和实践力学知识，或者说在中国古代没有形成现代意义上理论的力学体系，但我们不能忽视这些自然知识的文化价值。那么，如何认识和重新理解那些散落于中国典籍中大量的科技史料和各种各样的实践经验？同时，针对明清学者为排斥西方力学体系而重构中国传统力学的努力，因最终失败而全面消退的现象，我们又该如何理解？这些都需要我们以全新的视角来重构中国传统力学知识体系。

近半个多世纪，中外学者对力学史研究倾注了大量心血和精力。学者们在研究中发现中国古代力学知识发展不同于西方近代经典力学体系，笔者借鉴科技训诂、发生认识论和原始思维等研究方法，从直觉知识、理论知识和实践知识等方面对中国古代力学知识进行文本分析，术语、思想探源和力学实践探讨，尝试建构中国古代力学知识体系。研究发现，中国古代力学知识的产生及传承与古代传统思维紧密相连。中国古代传统思维由直觉思维、类比思维、经学思维、整体思维、辩证思维等多种思维模式融会贯通而成，力学知识正是在此传统思维框架内发生、发展和传承下来，因而产生了直观、生动又实用的中国古代力学知识。多元一体的文化传统，孕育出不成体系但又独特的中国传统力学知识。

戴念祖 序

力学是近代科学兴起的先头学科之一。它源自人们的生产实践。如何用力？用多大力？如此之类的问题在生活中不断被问。因此，在近代科学诞生之前，人们所持有的力的相关知识极为丰富。一旦将这些知识以文述之，它就成了可以代代传授的学问，并随着实践的丰富而逐渐发展。

仪德刚先生和冯书静博士合作的，虽不是一本力学通史，却含有力学知识的方方面面，精彩纷呈。在投射体力学上，讲述弓箭的相关知识和历史进展，精深地阐述了富含力学意义的中文字词，如“力”“势”和“功”的起源及其相关的学科含义，在西学东渐过程中的含义演变，彰显了本书特色。在关于杠杆、古代水平仪和天体视运动等方面，作者们也有极好的论述。

仪德刚先生还是一位身体力行的实践者。我们相识是由他制造的弓箭为媒介的。其时，我惊讶、赞佩他所制作的弓箭，静静地听他讲述相关知识。今日读他的书，了解他的弓箭制造技术和总结文字，一个从实践者到相关文化专家的产生过程闪烁于我的脑海。哲人云：实践出真知；又云：三人行必有吾师。这些哲理让我在与仪德刚先生交往中一一得到体认。

爰为之序。

戴念祖

2019 年5 月16 日于北京

本文摘编自《中国古代力学知识》（仪德刚, 冯书静著. 北京 : 科学出版社, 2023.6）一书“绪论”：序，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-075516-2

责任编辑：刘红晋 陈晶晶

本书可作为物理学史等科技史同行的参考书，亦可以作为高等院校物理学、力学等相关专业的参考书，同时可供科技史爱好者参考使用。

（本文编辑：刘四旦）

一起阅读科学!

科学出版社│微信ID：sciencepress-cspm

专业品质 学术价值

原创好读 科学品位

科学出版社视频号

硬核有料 视听科学