首页 -> 2001年第4期

近代中国科学技术发展的回顾

作者：■张　维

　　近代中国科学技术的发展从根本上和总体上看是向西方学习的过程。近代中国是指自1840年鸦片战争以来的一百五十年的中国。这一个半世纪以来，中国经历了翻天覆地的变化。自商、周以来，在三千多年可考证的历史长河中，这个时期的变化最大，影响也最深远。其中，近代科学技术的发展基本上是从无到有，从微弱到成长，经历了漫长的过程。到了今日，它正在发展壮大。它的发展反映了旧中国和新中国在不同的年代在政治、经济、文化、教育乃至军事上与西方交往的过程，也是自身变革的过程。要深入研究它，可以写成多卷的近代中国科学技术发展史。李约瑟爵士在这方面做出令人敬佩的不朽的贡献。我不是从事科学史研究的，是学工程的。在这里只是简略地谈谈个人的意见，其中许多事迹已是众所周知，也有不少情况是个人七十多年来的亲身经历，一并介绍给大家供参考。
　　从我国古代历史看，我们的先人曾对世界科学技术的发展做出过巨大贡献。四大发明：指南针、造纸、印刷术和火药对人类文明的进步和文化的传播起了划时代的推动作用。两千多年以来，中华民族还在科学技术领域的许多方面处于世界上领先的地位。现仅举数例。在历史上中国首先采用铁犁播种；在天文上最先测到超新星的爆炸和太阳黑子；在数学上比西方早1200年计算出精度达到七位的圆周率,并用很简单又便于记忆的分数355/113表示之;在地震学上东汉的张衡发明、制作出浑天仪，测报地震发生的方位和烈度；在工业上最早炼出钢，制成精美的瓷器，因此英文称瓷器为china；在土木工程方面最早建成大跨度的石拱桥（赵州石拱桥）和悬索桥；在水利工程方面，李冰父子在长江的支流岷江的灌县兴修水利，建成了中国最早的灌溉工程，使百万亩的农田至今还受益。这在世界水利史也是少见的。中国的医药学，包括蒙医和藏医，经过两千多年的实践证明疗效是好的，有它的独到之处。总之，古代的中国在科学技术方面曾经有过辉煌的成就。
　　到了西方文艺复兴时代，即明朝中业，西方进入了资本主义社会，从而开始了工业革命。中国则仍长期停留在封建社会，在生产上乃至科学技术上日渐落后于欧美。
　　但在这一时期，中国向西方学习近代科学技术已在萌芽。例如，在明朝中叶研究农学天文学的徐光启较早向罗马传教士利玛窦学习研究西方科学:天文、历法、数学、测量和水利。另一位天主教传教士汤若望于明末1622年来中国参与修订历法,对于中国向西方学习科学起了启蒙作用。
　　到了清朝鼎盛时期（雍正乾隆时期），这些自西方引进的科学技术并未得到重视和传播。相反，中国在这一时期反而盲目自大,闭关自守。1840年鸦片战争和以后几次的西方列强和新兴的日本帝国发动的对中国的侵略,直至1900年八国联军对中国的战争,清王朝屡次败北,才使当时统治者中一部分有识之士,即称为“洋务派”，如左宗棠、张之洞、李鸿章等人，逐渐认识到，要想使国家不受西方侵略，就得向西方学习。学习什么？人们看到的首先是学习有关军事的技术。从此，中国开始了向西方学习科学技术的潮流。
　　从十九世纪后半叶开始，中国的一些主张开放的人士主要采用了两种方式学习西方的科学技术：1.建立西方模式的新式学校,培养科学技术人才；2.选派青年人到西方国家留学。
　　下面将十九世纪末叶至今分为三个时期叙述这两种方式发展的情况。
　　
　　1862-1918年
　　
　　高等工程教育——建立西方式的大学，培养科学技术人才
　　自1862年起,满清政府在洋务派的推动下陆续建立了一些西方式的学堂，培养海陆军、翻译和中等技术人才。到1895年成立了第一所培养高等人才的工科学校,名中西学堂,于1905年改名为北洋大学堂,随后改为北洋大学,解放后,1952年与天津工商学院等校合并,成为今日的天津大学。1896年又相继成立了上海南洋大学,即今日的西安交通大学和上海交通大学、唐山路矿学堂,即后来的唐山交通大学,今日的西南(唐山)交通大学。这三所工科大学。连同1911年以美国庚子(1900年)赔款余款建立的清华学堂,1925年提升为大学水平的清华大学,是1949年以前中国最主要的培养工科人才的高等学府。在培养理科人才方面在1918年以前主要是北京大学和东南高师和东吴大学(1928年合并为中央大学、现南京大学)；在二十年代以后还有清华大学、浙江大学、武汉大学和中山大学等。
　　这个时期的前四十年，大学的教育思想来自洋务派的“中学为体，西学为用”。在这个教育思想指导下，学生仍以学文、法科为主，理工科学生人数甚少。到辛亥革命以后，学理工科的学生比例才有所增加，占总数约万人的1%左右。
　　学校的教学和管理
　　校长由当时教育部委派,一般是高级官员,个别是学者,如北大校长蔡元培。教师基本上聘自欧美。开始阶段有少数日本教师。中国教师还极个别。教务长一职多因无合格中国学者，在较早阶段也是请外国学者担任的。
　　在辛亥革命以前，大学分8科(相当于学院)：经学、政治、文学、医、格致（理科）、农、工和商。在1911年以后,分为7科：文、理、法、商、医、农、工。工科又分11门(相当于系)：土木、机械、船用机械、造船、兵工、电机、建筑、应用化学、火药学、采矿、冶金。理科分为数学、物理、化学、生物、地质等门。
　　学制先是三年，后改为四年，同时还设有三年制的专科学校。
　　教学计划
　　从1911年上海交通大学铁路专科和电机专科两科的教学计划看，当时对基础课较重视，数、理、经三门课占总学时的27%。工程课面较广，但专业课则很单薄，共45周学时,只占23%。土木系只有测量，桥梁和施工属于专业课。这可能与当时的技术水平低有关。
　　两系的教学计划均参考了美国大学工学院的教学计划，但加入了很重的中文课（在两系分别为9%和6%）。
　　二十世纪初，美国政府决定将美国在八国联军对中国的战争(1900年)中得到的庚子赔款的剩余部分不再索要,但要求中国将此部分赔款的一部分用于在1911年建立的清华学堂。其毕业生，每年约一百人，全部送往美国留学，入大学一或二年级。他们当中不少人学习理、工科，回国后为二十年代以后中国理工科教育的发展起了重要作用，培养了很多人才。
　　向国外派遣留学生
　　洋务派鉴于清朝在抵御西方列强入侵的战争中屡屡战败,认为其中重要原因是中国在武器和战舰上落后于西方,而又源于西方国家的科学技术先进。因此，认为一方面要在国内建立西方式的大学，培养懂技术的人才，另一方面还应派遣年轻人留学，直接学习科学技术。他们很早就对于派少年出国学习甚为重视。最早于1847年派容闳等幼童留美。容闳学成归国后，建议每年选派30名幼童去美国学习。连续四年，先后共派遣120人。其中学工程最有成就的代表人物当属在耶鲁大学学土木工程的詹天佑(1861-1919)。他是中国第一位工程师，依靠中国自力，设计和修建了北京至张家口的京绥铁路。其中最艰苦的工程是北京西北一百公里处的八达岭段。山坡陡。英国工程师认为当时的技术以正常的路基坡高，不能超过3%,根本无法修建,必须改线,绕大弯。这样就得大大延长路线，增加造价。詹天佑以独创的方法设计“人”字形的路线，用3.3%路基坡高，爬上了八达岭,创造了世纪铁路的奇迹，使英国人望洋兴叹。他极为爱国而且技术精深，对于在十九世纪末至二十世纪初叶发展中国交通事业起了领导作用。
　　在1911-1920年的十年间,由中央政府、各省政府、清华学堂招考的留美庚款公费和自费出国留学欧、美和日本的人数尤其是学工科的，逐渐增多。理、工科渐被人们所重视，其学生数量的比重已超过文、法科。总数达到七千人，理科约占10%左右，工科占20－40%。
　　从留学国别情况看，去日本和美国的留学生人数大大超过去欧洲的。这和1914年爆发了第一次世界大战有关。其次是与去日本留学的费用较低和中国人学习日文较易有关。
　　在这个时期的后期出现了许多位对中国初始的工程建设做出了很多贡献的工科留学生。其中最为突出的，如留学德国汉诺威高工的水利工程专家李仪祉。他在陕西修建了中国第一座现代式的灌溉工程——泾惠渠，并多年负责治理黄河的工作。他创办了著名的河海大学——一座有关水利工程的工科大学。还有化工专家侯德榜毕业于美国麻省理工学院,发明了以他命名的新的制碱法。著名的桥梁专家和教授茅以升设计和修建了中国第一座由中国人主持的铁路、公路两用的钱塘江大桥。他在美国获得博士学位的论文：“桥梁中的二次应力”极大地丰富了结构力学的桁架应力分析。
　　在这里还应该提到由香港大学培养的两位著名的机械工程专家和教授，一位是1918年毕业于香港大学的刘仙洲。他对于中国在解放前和解放后机械工程、机械工程教育和中国古代机械工程发明史等方面均做出了开创性的贡献。另一位是石志仁。他在1918年至1922年就读于香港大学机械系。他对于中国铁道事业的发展，铁道机务的管理和蒸汽机车直至燃气轮机车的研制起了领导和推动的作用。
　　在理科方面这一时期也开始出现了高水平的科学家，如数学的胡敦复和物理的胡刚复等。
　　　　在留美学生和归国留学生的推动下，于1913年,参照美国工程师学会的方式,由詹天佑发起,成立了中华工程师会,后与其他工程学会合并,于1931年改称中国工程师学会。1915年由胡适、任鸿雋、秉志等人发起，成立了中国科学社。这两个学会和几个其他科学技术学会成为中国最早的民间的科学技术组织。多年来它们极大地促进了中国知识界学习并传播西方的科学技术的潮流。
　　由于这十年来理、工科留学生人数的增加，他们在学成归国后，对于在二十年代和以后的中国的理、工科高等教育的发展和工业建设起了重要作用。
　　
　　1919-1948年
　　
　　在此时期内,中国发生了三件大事,使中国向西方学习科学技术得以用较快的速度和更大的规模发展。这三件事是:1.五四运动；2.留法勤工俭学；3.孙中山的实业计划。
　　五四运动
　　这是一次由北京大学学生发起的，得到多数教授，全国知识界和社会各界广泛支持的，在政治上反对帝国主义,在文化上反对传统封建思想的爱国运动。
　　1917年俄国的十月革命,特别是1918年1月18日在巴黎凡尔塞召开的和平会议对于参加协约国的中国做出了极为不公正的决议,非但没有肯定中国参战的功绩,反而决定让日本接受帝德在中国山东强行获得的特权。由此激发了北京大学和其他学校学生对当时亲日的北京政府的愤怒，于1919年5月4日上街游行示威并罢课。怒潮迅速由北京的教育界扩大到全国各城市和各行业。结果，迫使政府罢免了三个亲日的部长和驻日公使。在政治运动胜利的同时，中国的文化界掀起了改革旧文化的运动。在二十年代欢迎“赛先生”(Mr.Science)和“德先生”(Mr.Democracy)的口号响彻了全国。
　　五四运动使中国的学术和文化，包括向西方（指欧、美）学科学技术，进入了一个新的时代，其影响是极其深远的。
　　留法勤工俭学
　　在第一次世界大战,法国是战胜国。但是元气大伤。战后，它要恢复战争创伤，重建家园，缺乏劳动力。早期留法回国的李石曾等学者发起，组织二十岁左右青年学生去法国，边做工，边求学。很多人学习理、工科，学到了一些近代科学技术。其中一些思想进步的学生还参加了中国共产党。这些人后来成为中国共产党和新中国的领导人。周恩来、邓小平和聂荣臻是他们中最突出的几位。正是由于他们对西方的科学技术的认识和了解，在1949年新中国成立后,他们领导并具体指导了中国的科学技术教育事业,使得新中国的科学技术与教育事业半个世纪以来迅速发展。
　　孙中山博士的实业计划
　　孙中山是近代中国革命伟大的先驱者。他早年留学英国，学医。1911年他领导的同盟会成功地推翻了腐败的满清王朝。此后不久，他辞去了总统职位而致力于制定建设中国的计划。1919年他发表了英文的《国际共同发展中国实业计划书》。但国际上对此无反映。后，于1921年,孙中山又用中文发表《建国方略之二：物质建设》，简称《实业计划》。这个计划的发展极大地鼓舞了中国知识界建设国家及更加积极向西方学习现代科学技术的热情。
　　这个时期的中国青年受到内忧和外患，特别是受日本帝国主义侵略中国的野心和嚣张气焰的刺激和以上三件大事的影响，普遍地产生了“工业救国”、“科学救国”和“教育救国”的思想。因此，学习理工科，尤其是学工程技术的人数大大增加。政府在发展理工科高等教育和派遣留学生，学习西方先进的科学技术也较前有所强调。
　　1高等工程教育
　　在高等工程教育方面,在这个时期有了不少发展。其水平也逐渐接近或达到了西方一般大学的水平。几所重点大学毕业生的学习成绩在三十年代前后开始被欧美大学所承认，其中的优秀生可以直接进入研究生院学习。
　　采用了新学制，在此时期以前，中国基本上实行的大学制度是法国式的。在小、中学学习11年(7+4年)以后,学生经过入学考试,先入予科,学习2-3年,再入本科学习4年,获工学士或理学士。1922年以来,改采用美国的学制,即小、中各6年,毕业后经过入学考试,入本科学习4年,毕业,获学士学位。
　　自1920年开始,中国政府建立了一系列有理工科的国立大学,此外还有一些私立的和西方教会办的大学,其中有不少理、工科专业。至1948年全国有21所国立大学,设立了理学院和工学院。除上海同济大学、震旦学院，哈尔滨工业专科学院分别用德文、法文和俄文教学外，其他学校均用英文讲课并采用英文教科书。只是到了三十年代后期个别专业才开始有了中文教科书（商务印书馆出版的大学丛书）。讲课也开始有人用中文了。这时期1924年上海交通大学的教学计划基础课和专业课方面已然比1911年的计划加重了许多。
　　自二十年代开始，国外留学生归国，在大学任教，逐渐代替了外籍教授。
　　1911年成立的清华学堂在1925年改为大学,名清华大学。由于每年有美庚款的利息拨款给学校，学校经费有了保障，因此其理、工学院较其他的，经费完全依靠政府拨款的国立大学发展得较快，对中国在培养理、工科人才方面起了较大的作用。
　　在工科办学思想方面，校方虽然也提出过要理论联系实际,高等学校应该是教学与研究并重,但由于那时的中国基本上没有自己的工业,国家经济建设极少,在大学里谈不上做什么研究工作,即使有,也只限于小规模的问题。至于学生去工厂或工地实习就更谈不上了。
　　在教学计划方面，在此时期不断修改，内容增加很多。由教学计划中可以看出，这个时期，中国的高等工程教育已然达到相当高的水平。
　　2向国外派遣留学生
　　由于本世纪初和以后派遣到欧、美的留学生陆续回国，大学理、工科教授的职位自二十年代起已逐渐由中国学者担任。这个时期，中国大学理、工科教学水平有了较大的提高。
　　(1)这个时期全国本科生中学理、工科的占大学生的总人数的比例有显著增加。理工科大学生由第一个时期的6%和0.25%分别增加到1930年的10%和12%。但总人数仍不算多，1930年也只分别为3000多和4000多人。
　　(2)留学生总人数由每年几百人增加到几千人，其中学理、工科的由一二百人增加到八九百人。
　　由于这个时期，日本对中国不断地侵犯和侵略，直至1937年7月对中国发动全面战争，中国去日本的留学生极大地减少了。
　　留学生中的很多人是在国内大学本科毕业，然后去欧、美大学读研究院，一般多获得硕士学位。有不少人以优异成绩获得博士学位，在国际学术界开始为人们所称赞。例如上海交大毕业生钱学森在美国加州理工学院从Th.VonKarman学习，获哲学博士，成为国际上著名的力学家；1936年清华大学毕业生王大珩在英国大学学院学习光学，是中国光学仪器方面的著名专家；1929年毕业于北京师范大学的汪德昭在法国从Langevan，研究超声波，是国际上知名的水声学专家；上海同济大学1936年毕业生李国豪在德国Darmstadt高工从Kloeppel教授研究桥梁工程,在德国不仅获得工程博士学位而且荣获工程博士讲师学位。这在中国留德学生中是极为罕见的。
　　1937年日本对中国发动了全面的侵略战争。在沿海的大学陆续迁往内地的西南地区和西北地区。如，北京大学、清华大学和天津的南开大学迁往昆明，成立了西南联合大学。在那里，集中了很多中国优秀的教授。尽管教学和生活条件极端艰苦，但师生们的爱国热情在敌人飞机的疯狂轰炸下反而更加高涨，工作学习更加努力。因此，培养出的学生质量仍然很高。诺贝尔物理奖的获得者杨振宁教授和李政道教授就是这个时期该校的学生。
　　1945年抗战胜利后，因战争滞留在欧洲和美国的大量留学生纷纷回国，准备参加战后的建国事业，但因不久国民党发动了内战，全国陷于混乱，使这些人一时英雄无用武之地，只得望洋兴叹。
　　在这个时期中国的科学研究机构开始有了一些发展。1928年在南京成立了中央研究院，由著名学者蔡元培担任第一任院长。1929年在北京（当时称北平）成立了北平研究院，由李石曾任院长。
　　

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