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清初，东南沿海反清斗争的力量较强大。清统治者严行海禁，他们封锁海域，宣布汉人出洋是“自弃王化”，一律杀头；地方保甲也要处死、官吏治罪。同时，严禁外国商人和商品进入，西洋商船一般只准在附带若干条件的情况下在澳门进行交易，特许到广州通商的也只准和代表政府的买办机构“公行”往来贸易。康熙二十二年（1683年）清朝收复台湾后，海禁开放，但也只准小船出海，还得附加种种限制，到了康熙五十六年又重新加以严密封锁。这种海禁政策对于商品经济的发展当然是非常有害的。更有甚者，正当西方资产阶级进行政治革命和产业革命时期，清政权奉行的闭关自守的错误政策，特别是自1723到1840年的一百余年间几乎中止了接受西方科技知识的政策，这对于我国商品生产和科学技术发展的影响，远比海禁的损失为大。这一问题，我们在第十章还要论及。
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上述种种，是中国在近三四百年中，包括科学技术在内，落后于西方资本主义世界的一些原因。
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从16世纪末到18世纪初，即明万历至清康熙的一百多年间，是西方科技知识开始传入我国的时期，明清科技发展的情况，除在第八章中已经论述的之外，还有就是这时西方科技知识的传入及其所产生的影响。这是本章论述的重点内容。这时西方的社会制度和科学技术水平已比我国先进。15世纪末，我国和西欧的商品经济虽然都在发展，而西欧采取的“重商主义”却比我国的“抑商”政策优越得多。由于欧洲商品经济的较快发展和对扩大国外市场要求的增长，引起了西欧各国对海外航路的探寻。哥伦布横渡大西洋到达美洲；达·伽马找到了通过非洲南端的好望角到达印度的新航路。1522年，葡萄牙人麦哲伦（Ferdinand Magellan，1480—1521）完成了环绕地球的航行。随着到达美洲和印度的新航路的开辟，西欧国家开始了殖民主义的侵略。十六、十七世纪，西班牙、葡萄牙、荷兰、英国、法国等先后侵入美洲和东方。他们用掠夺的手段，积蓄了巨额财富，这是资本的原始积累，为资本主义的大生产开辟了道路。在西欧的一些国家里，由于资本主义经济的发展，先是在16世纪下半叶，在尼德兰地区北部取得了资产阶级革命的胜利；17世纪英国的资产阶级革命又取得胜利，资本主义制度先后在欧洲一些国家确立起来了。
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伴随欧洲资本主义生产的发展，科学技术也迅速地发展起来。十六、十七世纪是伟大的科学革命时期，在天文学、数学、物理、化学、医学等方面都有长足的发展。自然科学进入了近代的阶段。
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16世纪波兰的天文学家哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473—1543）提出与教会宣扬的地球中心说相对立的太阳中心说，科学地论证了地球每天自转一周，每年绕太阳运行一周的客观规律。1543年他的不朽著作《天体运行论》出版，“从此自然科学便开始从神学中解放出来……大踏步地前进”【1】。
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近代力学的建立是由意大利人伽利略（Galileo Galilei，1564—1642）开始的。他做了多次自由落体的科学实验，发现落体的加速度与质量无关，推翻了被人们信奉了1700年的亚里士多德关于落体加速度与质量成正比的臆说。他还发现单摆周期与振幅无关，首创以单摆周期作为时间量度的单位，后来又发明空气温度计并亲自制作了一架放大率为32倍的望远镜，于1609—1610年用之于观测天象，取得了一系列重要的发现。
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在解剖学方面的成就包括1543年布鲁塞尔人韦萨利（Andreas，Vesalius，1514—1564）《人体构造》一书的出版和1555年法国人贝朗（Pierre，Belon，1517—1564）开创的比较解剖学。
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17世纪前半叶，法国人笛卡儿（René Descartes，1596—1650）的解析几何，把变量引进数学，成为数学发展的转折点。英国人耐普尔（John Napier，1550—1617）建立了对数。与耐普尔同一国籍的牛顿（Isaac Newton，1642—1727）和德国人莱布尼茨（G. Wilhelm Leibniz，1646—1716）差不多同时建立了微积分。
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1666年，牛顿从开普勒（Johannes Kepler，1571—1630）的行星运动三定律推出万有引力定律，创立了科学的天文学；1687年，他发表《自然哲学的数学原理》，第一次阐述牛顿力学三定律，奠定了经典力学的基础。与牛顿同一国籍的波义耳（Robert Boyle，1627—1691）于1661年发表《怀疑派的化学家》，明确提出元素的定义，并开始进行化学分析。此外，英国人哈维（William Harvey，1578—1657）于1628年发表《论心脏与血液的运动》一书，最早论述了血液循环的规律。英国人胡克（Robert Hooke，1635—1703）在1665年首次提出细胞的概念，不久荷兰人列文虎克（Antony Van Leeuwenhock，1632—1723）用显微镜第一次看到了细菌。
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世界最早的科学组织是在十六、十七世纪成立的，也与商业发展有关。首先是1560年在意大利那波利（即那不勒斯）建立了自然科学院。英国伦敦的皇家学会，创立于1660年，学会干事胡克曾说：“商界人士在学会成立时有过很大的贡献。”【2】斯普拉特在他的《皇家学会史》中也说：“商人……在促进科学发展和成立皇家学会上作出了不少贡献。”【3】法国巴黎科学院是1666年成立的。院士是由国王发给薪俸的专业科学家，研究皇室交给他们的任务。18世纪在德国的柏林和俄国的彼得堡也成立了科学院。英国和法国又有地方性科学中心的建立。
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由上可见，欧洲在中世纪的漫长黑夜之后，近代科学的兴起是与资本主义生产的迅速发展紧密联系在一起的。在这时近代科学虽通过各种不同的渠道传到中国，而已经腐朽没落的封建统治阶级，为了维护封建制度，基本上是取排斥态度的。在沉重的封建牢笼中，除少数被采用外，大多或被禁锢，或被搁置，没能起多大的作用，也没能引起广泛的反响。虽然如此，这时期也曾出现了像王锡阐、梅文鼎、吴其濬等在科学上有所作为的人物，他们在学习西方传入的科学知识的过程中，或者在继承中国传统的科学的基础上，在天文、数学与生物学等领域内作出了一定的成绩，表明中国在这时也并不乏有才智的人物。
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二 耶稣会传教士来华及其影响
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传教士来华的政治背景
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16世纪是基督教发展史上的一个重要时期。这时，罗马教会的腐败已经达到使多数人无法容忍的程度。在新兴市民阶级的发动下，掀起了反对教皇权威的伟大运动，从而引起西欧基督教会的大分裂，产生了新教。这就是著名的宗教改革运动。它反映了德国广大农民、城市平民和新兴市民阶级对罗马教廷神权统治的强烈不满，因此得到了普遍的拥护。基督教开始分裂成新教和旧教。新教徒虽然否定了教皇和教会在解释教义方面的神圣权威，但值得注意的是，当时新教徒“在迫害自然科学的自由研究上超过了天主教徒”【4】。
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与新教在北欧取得优势地位的同时，旧教——天主教教会在南欧国家如意大利、法国、西班牙、葡萄牙和奥地利都进行了“革新”。“革新”的实质是把它改造成为资产阶级服务的政治工具。天主教教会内部“革新”依靠的主要力量之一是耶稣会。耶稣会于1534年创立，其成员称耶稣会士，它的宗旨是重振罗马教会。耶稣会一方面打入宫廷和上层社会，以更利于加强罗马教皇的政治力量；另一方面通过多办学校和学院，以利用知识扩大其影响。它在罗马设有专门训练会士的机构，主要吸收十几岁的青年入会，给予若干年的宗教灌输和文化教育后派遣到各地活动。宗教改革运动之后，罗马教皇统治的地盘缩小了，于是加紧派遣布道团四出活动。派出的布道团中有圣芳济会修士、多明峨会修士和耶稣会士等，其中以耶稣会士最为活跃。耶稣会士除在北欧如波兰、比利时、英国等国家尽力帮助恢复天主教势力外，更重要的是他们在亚洲和美洲的活动。可以说天主教教会在北欧失去的一切，由于在印度、中国、北美和南美的布道团活动而得到了补偿。布道团四出活动，绝不仅仅是传教的问题，而是与欧洲资本主义的殖民扩张结合在一起的。从罗马耶稣会对墨西哥会士下达的指示“我们要把奴隶变为忠诚的基督徒，你们就将因此得到很好的工人”【5】一语来看，教会传教的用心是很清楚的。
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16世纪至18世纪罗马教皇派遣到中国来的传教士主要是耶稣会士。他们来华的政治背景，就是配合资本主义殖民扩张的需要而来的。
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传入的西方科学技术知识
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耶稣会士来华是从16世纪下半叶即明中叶以后开始的。他们知道在一个文化悠久，经济力量也还不弱的东方大国，要达到通过宗教以左右中国的目的，不能不用近代的科学技术作为敲门砖。这在耶稣会士写的各种传教记述中就有很明确的自白。其中说到他们传入近代科技，“以此为饵，中国颇多落入教会网中者”，如果不是这样做，“欲使彼等师事外人，殆虚望而已”。【6】当时在我国传教比较著名并掌握有一定科学知识的耶稣会士有利玛窦（Matthoeus Ricci，1552—1610，意大利人，1582年来华，任会长）、汤若望（Jean Adam Schall von Bell，1591—1666，德国人，1622年来华）、南怀仁（Ferdinandus Verbiest，1623—1688，比利时人，1659年来华）、艾儒略（Julius A1eni，1582—1649，意大利人，1613年来华）等。他们都与在朝做官的士大夫如徐光启、李之藻等人来往，也颇得自万历至乾隆时一些皇帝的赏识。他们在实现传教目的的过程中，传入的科技知识主要有天文、数学、地学、物理、火器等。
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在天文学方面，首先是利玛窦介绍了有关日月蚀的原理、七曜与地球体积的比较，西方所测知的恒星以及天文仪器的制造等，著有《浑盖通宪图说》、《经天该》和《乾坤体义》等（多为李之藻笔述）。1605年，利玛窦在对我国情况有所了解之后曾向罗马教会献策，请派天文学者来中国从事历法改革这件大事，以便进一步开展他们的传教工作。此后来中国的果然有不少是懂天文的耶稣会士。如阳玛诺（Emmanuel Diaz，1574—1659，葡萄牙人，1610年来华），所著《天问略》用问答形式解说了天象原理，并有附图；熊三拔（Sabbathinus de Ursis，1575—1620，意大利人，1606年来华），著有《简平仪》和《表度说》，详细说明了简平仪的用法并根据天文学原理说明立表测日影以定时的简捷方法，等等。
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明代历法，一直使用大统历（实即元代的授时历）和回回历，因时间已久，误差加大。万历三十八年十一月（1610年12月）的一次日蚀，钦天监又未测准，于是有人提出组织翻译，介绍西法。当时虽然已有改历要求，但未实现。崇祯二年五月（1629年6月），钦天监所报日食再一次失验，而徐光启用西法预测日食却相当准确。这时徐光启才被委任主持修改历法的工作，徐光启聘请龙华民（Nicolaus Longobardi，1559—1654，意大利人，1597年来华）等耶稣会士编译天文学书籍，其工作成果体现在《崇祯历书》的完成。《崇祯历书》完成后，新历法由于守旧派的反对和明室的衰亡，实际上并没有实行。
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清初，汤若望将新历法献给顺治皇帝，因为新法预测的日蚀比旧法精确，遂即颁行，称为时宪历。钦天监的职务即委派汤若望担任。汤若望于是著《新法表异》详细陈述新法的优点；又重新制作已经损坏了的天文仪器，如浑天星球仪、地平日晷仪和望远镜等。康熙时，南怀仁任钦天监，他革新了6种仪器——黄道经纬仪、赤道经纬仪、纪限仪、象限仪、地平仪和地平纬仪，写成《灵台仪象志》，绘图说明它们的制法、用法和使用这些仪器测得的各种记录。乾隆时期传教士戴进贤（Ignatius Kőgler，1680—1746，德国人，1716年来华）在钦天监做官，传入17世纪德国天文学家开普勒发现的行星运转轨道为椭圆以及牛顿计算地球与日、月距离的方法。在戴进贤主持纂修的《历象考成后编》中写道，“日月五星之本天（即轨道）旧说以为平圆，今以为椭圆”，“地球与日、月距离之计算，采奈端（即牛顿）之术”。但对哥白尼的日心说和牛顿的万有引力定律都尚未论及。此书在天文仪器和天文观测方面又较《灵台仪象志》前进了一步。直到18世纪中叶耶稣会士蒋友仁（Michael Benoist，1715—1774，法国人，1744年来华）在他的《坤舆全图说》中才介绍了哥白尼的日心说，论述了地球运动的原理。这时距《天体运行论》的发表已经两百多年了。
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西方数学的传入主要有欧几里得几何学、算术笔算法、对数和三角学等。前一章中已经谈到了利玛窦口译、徐光启笔述的《几何原本》，这是传教士来中国翻译的第一部科学著作。底本用的是利玛窦的老师德国数学家克拉维斯（Clavius）的注解本。全书共15卷。利玛窦译完前6卷时，认为已达到他们用数学来笼络人心的目的【7】，因此没有答应徐光启希望全部译完的要求。关于耶稣会士讲授科学的用意，这里又一次作了很好的回答。虽然如此，《几何原本》传入后，对我国数学界产生了一定的影响。介绍西方笔算的著作《同文算指》，是由利玛窦和李之藻合作编译的，对我国算术的发展有较大影响，清代学者很重视并加以改进，笔算的应用遂即日渐普遍起来。此外，还有《圆容较义》和《测量法义》等，前者是一部比较图形关系的几何学，后者是关于陆地测量方面的著作。
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作为近代数学前驱之一的对数，是传教士穆尼阁（Nicolas Smogolenski，1611—1656，波兰人，1646年来华）于清初在南京传教时传授的。不久穆尼阁去世，从他学习的薛凤祚把他传授的科学知识编成一部包括天文、数学、医学、物理学等内容相当庞杂的《历学会通》，其中数学部分主要有《比例对数表》、《比例四线新表》和《三角算法》各1卷。《比例对数表》是从1到2万的常用对数表；《比例四线新表》是正弦、余弦、正切、余切的四线对数表；二表的对数都有小数六位。对数法传入后，即在历法计算上得到了应用。《三角算法》中讲的平面三角法和球面三角法都比《崇祯历书》的更为完备。
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至于计算工具传入我国的主要有耐普尔的算筹和伽利略的比例规。
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