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 康熙帝小的時候,從他皇父順治帝和祖母孝莊太皇太后那里,接觸到耶穌會士,可能受到西方科學的影響。但真正促使康熙帝學習西方科學的原因,還要從“湯若望案”與“楊光先案”講起。


 先是,清攝政睿親王多爾袞于順治二年(1645年)決定頒行崇禎時湯若望等制訂而未頒行的新歷,定名《時憲歷》。德國傳教士湯若望受到順治帝及孝莊太后的信任,被任命主掌欽天監。但是,康熙三年(1664年),欽天監漢官楊光先上書攻擊湯若望及其歷法,聲稱:“寧可使中夏無好歷法,不可使中夏有西洋人?!敝肛熜職v只編200年,大清朝則要億萬年。輔政大臣鰲拜等支持楊光先,湯若望、南懷仁被下獄,欽天監的五名官員被處死。楊光先任欽天監監正,吳明烜(xuān)為監副,廢除《時憲歷》,恢復舊歷法。這就是“湯若望案”。受此案牽連的又一人是南懷仁。


 南懷仁(1623~1688年),比利時人,耶穌會士,青年時曾學習數學和天文,順治七年(1650年)到北京,協助湯若望修訂歷法。


 湯若望、南懷仁被下獄后,北京發生地震,二人獲釋??滴醯塾H政初,楊光先等進康熙八年歷書??滴醯叟扇讼蚰蠎讶蕟栐円庖?。南懷仁指出:康熙八年的閏十二月,應在康熙九年正月,并指出其五條差誤??滴醯圩寳罟庀?、南懷仁進行辯論,各抒己見,沒有結果。又命大學士、六部九卿等親到觀象臺測驗,又在午門前測驗。先后三次測驗:“南懷仁所指,逐款皆符;吳明烜所稱,逐款不合?!保ā肚迨プ鎸嶄洝肪矶耍┠蠎讶蕼y驗準確,楊光先測驗錯誤??滴醯哿顚罟庀雀锫殻ú∷烙诨剜l途中),命南懷仁為欽天監監副,管理監務,恢復使用《時憲歷》。


 通過湯若望案與楊光先案,康熙帝深感作為一國之君,應當通曉科學,否則無法決策。這促使他吸納西學,學習科學。他后來回憶說:“朕幼時,欽天監漢官與西洋人不睦,互相參劾,幾至大辟。楊光先、南懷仁于午門外九卿前當面賭測日影,奈九卿中無一知其法者。朕思己不知,焉能斷人之是非?因自憤而學焉?!保滴酢锻ビ柛裱浴罚┰谌f幾余暇,專注學習天文歷法,一十余載(《御制三角形推算法論》)。


 康熙帝令南懷仁進講天文學、數學等,他是康熙帝的第一位外籍教師。南懷仁親自或主持制成儀器53件,有的專歸皇帝使用。儀器制作精細,被認為是當時世界上最精確的儀器。設在觀象臺的,有測定天體黃道坐標的黃道經緯儀、測定天體赤道坐標的赤道經緯儀、測定天體地平坐標的地平經儀和地平緯儀、測定兩個天體間角距離的紀限儀和表演天象的天球儀等,其中黃道經緯儀和赤道經緯儀是清朝以前沒有的。中國天文學家使用這些儀器二百多年(席澤宗《清代人物傳稿》上編卷八《南懷仁》)。其特點是:制作和安裝較精細,刻度盤上使用了游標,提高了讀數精度,黃道經緯儀上安裝了黃極軸和黃極圈等(《中國天文學史》)。有人評價說:“西人熟于幾何,故所制儀象極為精審;蓋儀象精審則測量真確,測量真確則推步密合。西法之有驗于天,實儀象有以先之也?!保ㄈ钤懂犎藗鳌肪硭奈澹┕饩w二十六年(1900年),有的儀器被德國人竊走,1919年德國作為戰敗國,根據國際協定,又歸還中國。今北京建國門古觀象臺上,能看到這些儀器。


 南懷仁在康熙九年(1670年),做了一件漂亮的事。這年夏,為修建順治帝孝陵,需將四塊巨石(兩塊為碑石,每塊重7萬斤,另兩塊為基石,每塊重12萬斤)運過盧溝橋。盧溝橋年久失修,難以承受如此重壓,這成了工部的難題。有關人員提出兩個方案:一是用特制16個輪子的特型大車,以300匹馬牽引,運載巨石過橋,此需加固橋體;二是在河床上筑路,從河上通過??滴醯勖げ抗賳T向南懷仁征求良策。南懷仁親赴現場考察,認為不宜從橋下過河運輸;可以從橋上運輸,且不必加固橋體。他提出絕不可用馬牽引車輛運石,因為數百匹馬的劇烈而有規律的震動,比巨石對橋的破壞力更大。那怎樣運呢?他設計的牽引系統是,用滑輪組和多絞盤,以12組動滑輪和24條繩索,分散重量,起動絞盤,使巨石在橋上平緩移動,獲得成功。


 在平定三藩之亂時,南懷仁制造出便于攜帶的輕巧火炮??滴跏哪辏?675年)五月,炮成,康熙帝親臨盧溝橋炮場檢驗,見炮身小,火力大,命中率高,運輸方便(可放在騾馬背上運行)??滴醯鄯Q贊說:“西洋炮甚利,且輕便易運?!保ā肚宄墨I通考》卷一九四)將士們稱之為“得勝炮”。繼續制造出銅炮240門??滴醯蹫楸碚盟墓?,加他工部右侍郎銜。


 康熙二十七年(1688年),南懷仁從馬上摔傷后死去,終年66歲,葬今北京車公莊大街6號院內??滴醯勖裨?。一年后謚號勤敏??滴醯圻€撰文說:“爾南懷仁,遠來海表,久掌星官,學擅觀天,克驗四時之序,識通治歷,能符七政之占,非惟推步無差?!保ā段醭ò浮罚┠蠎讶食錾乇壤麜r貝當城中心廣場上,今豎立1913年塑造的南懷仁巨大銅像。


 南懷仁去世后,耶穌會士張誠、白晉和徐日昇成為康熙帝的西洋老師。


 張誠(1654~1707年),法國人;白晉(1656~1730年),法國人;徐日昇(1645~1708年),葡萄牙人,在康熙帝身邊36年,一直到死??滴醵辏?687年),張誠和白晉等以“國王數學家”的身份,被法國國王路易十四派遣來華,供奉內廷,為康熙帝進講天文歷法、數學、醫學、化學、藥學、人體解剖學等自然科學知識。他們博學多才,深受康熙帝賞識?,F在故宮博物館還收藏著當年他們給康熙帝講歐幾里得《幾何原本》用滿文整理的講稿。


 張誠、白晉到北京學習九個月滿語,將教材譯成滿文,并用滿語進講三角、幾何和代數,還介紹了比例規、算籌等計算工具??滴醯壅J真學習,反復思考,運用儀器,親手操作??滴醯凼褂眠^的一些計算工具,至今收藏在故宮博物院。白晉記述了康熙帝學習科學的情節:


 皇上認真聽講,反復練習,親手繪圖,對不懂的地方,立刻提出問題,就這樣整整幾個小時和我們在一起學習。然后把文稿留在身邊,在內室里反復閱讀。同時,皇上還經常練習運算和儀器的用法,復習歐幾里得的主要定律,并努力記住其推理過程……有一天皇上說,他打算把這些定律從頭到尾閱讀十二遍以上……皇上使用這些儀器,有時測量某座山的高度,有時測量某個顯眼地方的距離。這些測量都是在隨駕朝臣面前進行的。(白晉《康熙皇帝》)


 康熙帝一向主張不論中國的還是西方的歷法,都要用科學實驗證明其準確性,并親自作測驗??滴跞荒辏?692年)初,康熙帝召大學士、九卿至御前,命人取來日晷,用筆畫出正午時光影應在的位置,一行人一直在日頭下等到正午,以檢視皇帝的預測,果然吻合。大臣們聞所未聞,見所未見。


 康熙帝通過親自使用儀器在皇宮中測驗日蝕,發現用西洋新法編制的歷書,在日蝕推算上,也出現了誤差(《清圣祖實錄》卷二一八)。又發現夏至的時間也有出入??滴跷迨辏?711年)十月,康熙帝對大學士等說:“天文歷法,朕素留心。西洋歷大端不誤,但分刻度數之間,久而不能無差。今年夏至,欽天監奏聞午正三刻,朕細測日影,是午初三刻九分。此時稍有舛錯,恐數十年后,所差愈多也?!保ā肚迨プ鎸嶄洝肪矶陌耍┛滴醯鄣臏y驗比欽天監專家們的測驗更為精確。


 白晉和張誠曾向康熙帝講述西方醫藥,如燒傷藥的應用。他們還應康熙帝建議,于康熙二十九年(1690年),在宮中設立化學試驗室,用西法制藥。他們翻閱了當時法國藥物學家愛拉(1618~1698年)主編的《皇家藥典》,僅在三個月內,就制成多種丸散膏丹等藥品,康熙帝多次前來觀看。他們制的藥,不僅作御用,還分給官民。這是中國最先開辦的西藥制造作坊。


 值得一提的是,白晉和張誠曾經治愈康熙帝的病??滴跞辏?693年)五月,康熙帝患瘧疾,太醫院御醫藥無效后,張誠、白晉便將洪若翰、劉應二人帶來的金雞納(又名奎寧)獻上。連服藥數日,康熙帝病愈?;实圪n給張誠、白晉白銀和衣服,還將西安門內一處被籍沒的王府撥給他們居住和傳教。以后康熙帝將金雞納視為“圣藥”,賞賜給他的親屬和部下,并曉諭服食之方??滴醯蹚拇藢ξ麽t西藥發生了興趣,白晉、張誠就把自己知道的西藥的配方、療效和制作方法,用滿文寫成了3本小冊子,一共介紹了30多種藥品。這3本小冊子現收藏在故宮博物院。這為以后西醫西藥在中國的廣泛傳播奠定了基礎。


 康熙帝曾派白晉等回歐洲招聘科技人才。白晉上書路易十四,對康熙帝和清朝加以介紹。后來此文以《康熙皇帝》為名刊印,對于增進法國人士對中國社會的了解起了重要作用;同時,也為后世保存了有關康熙帝的寶貴史料。


 康熙五十二年(1713年),康熙帝在暢春園創建了蒙養齋算學館。蒙養齋的任務是專門從事天文觀測,以及編纂《歷象考成》、《數理精蘊》等大型歷算著作。法國傳教士將它稱為“皇家科學院”?!肚迨犯濉穼γ绅B齋也有記載:“圣祖天縱神明,多能藝事,貫通中、西歷算之學,一時鴻碩,蔚成專家,國史躋之儒林之列。測繪地圖,鑄造槍炮,始仿西法。凡有一技之能者,往往召直蒙養齋?!笨滴醯墼趯嵺`中看到了自然科學的重要。他選拔一些有培養前途的人,尤其是年輕人,集中到宮中進行培養。為了傳續梅文鼎的家學,命其孫瑴(jué)成入內廷學習。李光地推薦的蘇州府學教授陳厚耀精通天文歷算,康熙帝親試之后,“命入直內廷,授編修”(《康熙政要》卷一八)。其他還有何國宗、明安圖、成德等??滴醯鄢⑺麄冋僦劣?,教以幾何、數學,或互對議論,探討問題。

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