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徐光启的科学活动和《农政全书》
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比李时珍晚约半个世纪的徐光启是明末一位优秀的科学家。
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图8－17 徐光启坐像
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徐光启（1562—1633），字子先，号玄扈，上海人。出身于小商人兼小土地所有者的家庭，早年从事过农业生产，对于土地利用问题深有体会。他说：“世无弃土，人病坐食。”【26】由于家乡常受倭寇侵扰，他也很注意学兵书。在20岁到40岁期间，先后以秀才和举人的资历在家乡和广东、广西等地以教书为业，为日后进行科学研究打下了坚实的基础。他一生都以俭朴著称。他曾与耶稣会传教士利玛窦（1552—1610）等人有往来。42岁在南京参加了天主教。在他看来，天主教胜于儒学和佛教，可以“补儒易学”，“更有一种格物穷理之学”【27】，使他最为神往，他想格物穷理的实学有助于国家的富强。徐光启次年进京考取进士，任翰林院庶吉士，正好利玛窦也在北京，徐光启就同他一起研究天文、历法、数学、地学、水利等学问，并与利玛窦等共同翻译了许多科学著作，如《几何原本》、《测量法义》、《泰西水法》等，成为介绍西方科学的先驱。徐光启自己也有不少关于历算、测量方面的著述，如《测量异同》、《勾股义》等。
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徐光启从译著工作中，加深了对数学重要性的认识。在他与利玛窦合译的《几何原本》序文中指出，数学所以成为一门最基本的科学在于它是“众用所基”，能为许多学科所用，如天文、历法、水利、测量、声乐、军事、财会统计、建筑、机械、绘图、医学等等。可见，他已明确认识凡有量的关系存在的地方，就必定要用到数学。
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对于欧洲的天文学，徐光启很感兴趣，这是因为欧洲天文学的特点是用严格证明的逻辑方法力求解释天体运动现象的所以然。徐光启掌握了欧洲天文学知识后，每次预报天象都较其他人准确，所以威信很高。崇祯二年（1629年），由于钦天监推算日食又发生了错误，徐光启才被任命主持明代唯一的一次具有重大意义的历法改革工作。这次历法改革是以西法为基础，工作虽然繁重，又有来自保守势力的阻挠，但徐光启并不气馁，他作了精细的规划和安排，使整个工作进展较快，崇祯七年（1634年）编成一部一百三十多卷的《崇祯历书》。这部书是集体创作，全书大部分都经他修改审阅过。《崇祯历书》已开始接受近代天文学和数学的知识，突破了我国传统天文历法的范畴。
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对科技研究，除天文、历算之外，徐光启用力最勤、收集最广的要算在农业方面的研究了。因此在他的著作中也以《农政全书》为最重要。它是徐光启几十年心血的结晶，是一部集我国古代农业科学之大成的学术著作。
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图8－18 徐光启手迹《刻几何原本序》首末页
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《农政全书》共60卷，五十多万字，分农本、田制、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、蚕桑广类、种植、牧养、制造和荒政12项。在徐光启生前《农政全书》虽已编成，但未定稿。现在的《农政全书》是经陈子龙等在出版时增删过的，“大约删者十之三，增者十之二”【28】，因此书中存在着自相矛盾的错误，很可能是由于增删造成的。
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《农政全书》转录很多古代和同时代的农业文献，这部分可以说是前人成就的选编，很便于参考使用。徐光启自己撰写的有6万多字，【29】虽然只占全书篇幅的l/8，但都是他经过亲自试验和观察之后取得的材料写成的，所以科学性较强。他对前人的著述，不单是选录，也附有自己的见解或评论。如对《唐新修本草》注中所说菘（即白菜）北移都变芜菁、芜菁南移都变菘的错误，就以自己在家乡种植芜菁的实践说明芜菁不会变为菘，并解释了芜菁南移根变小的原因和在南方培养大根的方法。他不愧是一位注意探索自然规律的科学家。
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徐光启在《农政全书》中写的专题论述部分，科学价值较高，这些专论特别值得重视的包括以下方面。在垦田与水利方面，他主张治水与治田相结合。他曾在天津屯种试验，很有成效，认为京师附近发展水稻等粮食作物的潜力很大，可以解决不必要的漕运问题。关于棉花栽培技术的论述，已有较高水平，反映了我国植棉技术的进步。又记有当时的纺车已由过去能容“三”改进为或容“四”，“至容五”。提倡培育良种，他在上海试种高产备荒作物甘薯后，证明在长江三角洲同样能够生长良好。他非常注意选种，认为种植作物“择种为第一义，种一不佳，即天时、地利、人力俱大半弃掷矣”【30】。又说种乌臼取油，种女贞树取白蜡，“其利济人，百倍他树”【31】。对于保守思想，他以大量作物移植成功的事实指出：“若谓土地所宜，一定不易，此则必无之理。”【32】在方法上，也很科学，先试种，有成效后再行推广。关于白蜡虫和蝗虫的研究，成为详确记述白蜡虫生活习性和蝗虫生活史的第一人。他研究蝗虫生活史的目的是为了灭蝗，在除蝗问题上所用的研究方法，也很为后人所推崇。
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徐霞客和《徐霞客游记》
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与徐光启差不多同时的徐霞客，是我国历史上著名的地理学家之一。他对于中国西南、中南地区岩溶地貌和溶洞的描述与研究，在地理学史上占有重要地位。
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徐霞客（1587—1641）名宏祖，字振之，霞客是他的别号。他的家乡江苏省江阴县位于当时商品经济（特别是纺织业）最发达、资本主义萌芽最显著的长江三角洲地区，这里经济发展的新貌给予人们的影响是思想比较活跃。他的祖先做过大官，到他父亲这一代家境已中落，但他仍有一定田产。徐霞客从小读过很多书，最使他感兴趣的是记载山川、名胜和旅行的书籍，他很早就决心摈弃科举入仕的道路，立志游五大名山。他母亲思想开朗，鼓励儿子应该外出增长见识，还特意为他缝制了一顶远游冠，更喜欢听他旅游回来讲述所见的新奇事物和各地风土人情，这对徐霞客献身于地理考察，也起了促进的作用。
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徐霞客一生博览了大量古今的地学典籍，当他看到黄河“河流如带，不及江三之一”时，就产生了“何江源短而河源长也”的疑问。他不满意前人写地理书多“承袭附会”的作法，决心通过实地考察来认识祖国山河的真面目。
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徐霞客的身体很好，了解他的人都称他“健如牛，捷如猿”，登山“不必有径”，涉水“不必有津”，攀高峰“必跃而踞其巅”，探邃洞“必猿挂蛇行，穷其旁出之窦”。【33】日行百里之后，还能在夜间把当天观察所得记录下来。
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徐霞客从21岁开始游太湖，到54岁（逝世前一年）从云南抱病回家时为止，几乎年年出去考察，足迹遍及华东、华中、华南和西南各省，也曾“往来海上，有卓契顺之风”【34】。他一生中最重要的也是最后一次旅行是50岁时从家乡出发远游西南。这时他的孙儿已经3岁，家中又有遗产，游历生活也过了大半生，学识文章已得时人的赏识，在这种情况下一般人就想可以安度晚年了，但他却认为正是由于年事已长，要争取时间实现早已计划进行的“万里遐征”【35】，又毅然踏上征途。
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旅途中，在西南地区他“遇盗者再，绝粮者三”。同行的静闻僧遇盗时受重伤去世，有人劝他中止旅行，他却毫不动摇。一次他游潇水发源处的三分石，岭地峻峭没有落脚的地方，便两手攀丛竹，悬空前进，这样攀行很长一段路，天黑时才到达一个较平坦的所在。由于无水，晚饭也做不成，只有烧柴围火休息。后来风雨交加，连火也熄灭了，通宵就这样在旷野的风雨和黑暗中度过。到了贵州、云南的多雨地区，也常淋着雨跋涉在高山深谷之中，夜晚借宿有时就睡在牲畜的旁边。又一次游湖南茶陵麻叶洞，人说洞中有“神龙奇鬼，非符术不能进”，徐霞客不信这些，他与一位仆人，手持火把，因洞口小“乃以足先入”。在云南腾冲时，为要采集悬崖上的一种藤本植物，在“无计可得”的情况下，只好回到寓所，与挑夫一道“取斧缚竿负梯而往”，终于得到了这种未曾见过的植物标本。究竟是什么力量使他不辞劳苦，不顾生命安危地旅行、考察、采标本、写日记呢？原来力量来自他渴望获得有关祖国和更广大地区名山大川真实面貌的知识。他在生命的最后一刻，还在不停地研究放在病榻前的矿石标本。
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反映徐霞客旅行成果的是他在旅途中用日记体裁写下的游记。虽已不是他日记的全部，但还保存了他在西南地区的旅行日记和进行的专题研究如《江源考》和《盘江考》。
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《徐霞客游记》在科学上的贡献，首先是对岩溶地貌的考察和研究。坚硬的石灰岩，容易被水沿节理溶蚀，分割成许多峻峭的山峰，徐霞客对于广西的峰林有很精彩的描述，如称阳朔四周是“碧莲玉笋世界”。他根据观察到的现象进行类比，厘定了一系列的名称，如峰林称石峰，圆洼地称环洼，天然桥称石梁等。对于岩溶洞穴的研究更为出色，他详细考察过一百多个洞穴，大都记有方向、高深、宽窄等数字。对溶洞、钟乳石、石笋等成因的解释，都基本上符合科学原理。其次在水文方面，纠正了古书中所说“岷山导江”的错误，正确指出金沙江是长江的上源。在比较福建的建溪和宁洋溪（九龙江）时，推论二溪的分水岭高度相等，而流程与流速的关系是“程愈近而流愈急”。对于河流侵蚀作用也有很生动而科学的论述。此外他对于因高度和纬度的不同而产生气候差异和对动植物生态与分布的影响等都有很好的记述。有人说“他的游记读来并不像是17世纪的学者所写的东西，倒像是一位20世纪的野外勘测家所写的考察记录”【36】，是不过分的。
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