亲自撰写数学论文，他是清帝中的科技达人

　　5月22日，2021年全国科技活动周暨北京科技周主场活动启动。科技是如此有趣，三百年前，有一位清朝皇帝也是“科技迷”，天文、数学、地理、医药均有涉猎。这就是爱新觉罗·玄烨。

　　缘起 “历法之争”

　　德国启蒙思想家莱布尼茨曾说过：“正是康熙帝的这一雄才大略才使得欧洲的技艺和科学更好地输入中国……我之所以视他为英明的伟人，因为他把欧洲的东西与中国的东西结合起来了……他以其广博的知识和先见之明远远地超过所有汉人和满人，仿佛在埃及金字塔上又添加了一层欧洲的塔楼。”在中国历代帝王中，康熙可谓是仅有的一位认真学习过西方天文、地理、数学、医药等各种学科的帝王，而且还主持推动了多项大规模的科学活动，对中西科技文化交流做出了巨大贡献。

　　康熙与西洋科技结缘，是在明末清初以来西学东渐的大背景下产生的。万历时期就有意大利传教士利玛窦用自鸣钟、望远镜等西洋奇器敲开了明代宫廷的大门，此后不断有西洋传教士来到中国，甚至进明清宫廷任职，也带来了相对领先的西洋科技。因此，康熙对西洋科技的兴趣并不是凭空产生的，尤其是他少年时期亲身经历过一场“历法之争”，两相比较，促使他主动做出了选择。

　　康熙初年，吴明煊、杨光先等人攻击德国传教士汤若望使用的西洋历法荒谬，图谋造反，致使汤若望差点被杀。但是吴明煊等人预测天象多次失误，无法令人信服。康熙亲政后，决定用实验来比较中西历法的准确性。当时，汤若望已经病逝，其助手比利时人南怀仁接受挑战，进行了午门前测验日影、观象台测立春日等一系列测试，结果南怀仁计算全都准确，杨光先、吴明煊则多有误差，康熙遂启用南怀仁，封钦天监监正，以西洋新法治历。

　　南怀仁等制银镀金浑天仪

　　多年以后，康熙说起他学习西洋历算的缘由：“尔等惟知朕算术之精，却不知我学算之故。朕幼时，钦天监汉官与西洋人不睦，互相参劾，几至大辟。杨光先、汤若望于午门外九卿前当面睹测日影，奈九卿中无一知其法者。朕思己不能知，焉能断人之是非，因自愤而学焉。”（《清圣祖实录》，其中汤若望实为南怀仁）

　　天文学 将望远镜摆进房间

　　康熙“自愤而学”首先表现在天文学方面，他尤其喜爱西方传教士带来的先进观测仪器。法国传教士白晋曾说：“（康熙）最喜欢的是用于观察天体的双筒望远镜、两座挂钟、水平仪，这种仪器精确度很高，他让把这些仪器摆放在自己的房间里。”

　　康熙命南怀仁等制作了浑天仪，用来演示太阳、月亮和地球转动以及日月蚀等天体运行的情景。仪器为中国传统浑天仪的表现形式，但在刻度和设计原理上却采用了西方法度及5世纪托勒密的地心说，显然这是中西科技融合的作品。这件浑天仪对清宫再度应用西洋历法，改进中国测天仪器等都起了积极的推动作用。

　　康熙还命内务府造办处协同传教士制作了一款地球仪，球面的图像、刻度及相关的文字叙述等大体沿用利玛窦的绘制方法，从一个侧面反映出“地圆说”理论在中国得到巩固，也反映了当时中国对世界地理的认识水平。

　　康熙朝地球仪

　　与此同时，康熙又策划和组织编纂了中国第一部天文、数学和乐理大型百科全书——《历象考成》《数理精蕴》《律吕正义》，总称《律历渊源》，在我国科技史上具有重要的研究价值。

　　数学 亲自撰写专业论文

　　天文历算和数学关系非常密切，因此康熙对西方的数学知识也非常痴迷，甚至还写出《御制三角形推算法论》这样专业的数学论文。白晋在写给路易十四的报告中说：“康熙带着极大的兴趣学习西方科学，每天都要花几个小时同我们在一起，白天和晚上还要用更多的时间自学。”康熙当时学习数学的各种器具，许多都是当时欧洲最前沿科技的仿制品，具有鲜明的时代特点，至今仍然完好地保存在故宫博物院。

　　来看看康熙的数学用具——

　　铜镀金盘式手摇计算机，由清宫造办处依巴斯加计算机的构造原理自制，利用其齿轮系统转动可进行加减乘除运算。这台计算机黑漆木盒的小抽屉中放着纳白尔算筹一副。盘式计算机能进行加减乘除运算，如结合算筹还能进行平方、立方、开平方、开立方等运算，功能十分强大。

　　铜镀金盘式手摇计算机

　　纸筹式计算机，以纳白尔算筹对巴斯加计算机改造而成的一种计算机，使用时以钥匙拨动，在齿轮的带动下双重滚轴转动，其上纸筹的数字不断变化，按照纳白尔筹算法进行运算。

　　纸筹式计算机

　　楠木雕花框镶银刻比例表炕桌，是为了便于康熙数学演算而特制的。桌面嵌3块银板，可以装卸，银板上刻有各种数学、比重表。桌内膛有7个大小不等的格子，用于存放计算和绘图用的工具。桌面银板上的各种数学、比重表等可供随时查阅，一目了然。

　　楠木雕花框镶银刻比例表炕桌

　　楠木雕花框镶银刻比例表炕桌局部

　　几何多面体模型，全部由楠木精制。匣内附说明书一份，是清宫造办处专为康熙学习几何学时制造的。

　　几何多面体模型

　　康熙对数学的喜爱是显而易见的，他还命人用满文翻译了《几何原本》，时常和传教士讨论其中的数学问题。法国传教士张诚在日记中写道：“他（康熙）阅读了我们用鞑靼文写出的定律，令我们解释给他听。皇上在透彻理解之后，把我们所讲，亲自动笔写了一遍，竟与我们的口授相符，只有名词和文理稍微变动。”

　　满文抄本《几何原本》

　　在康熙的要求下，白晋、张诚还为其讲授法国数学家巴蒂的《应用和理论几何学》。张诚后来回忆道：“皇上煞费苦心地验证二者之间的差别，并比较它们的表述方法。皇上用朱笔改正一些字，并向他的侍从们说，这是一本不平常的书，我们所要做的工作不可等闲视之。可见皇上对它的重视。”

　　御用数学用表 康熙年间内府刻本

　　白晋、张诚还向康熙讲授了对数的相关知识。对数比较难懂，但康熙天资聪颖，加上本身又很勤奋，很快就学会了用对数演算乘除法，并且能熟练运用对数表分析三角函数，可以说在数学上达到了很深的造诣。

　　地理学 完成中国首次地理大测绘

　　由于康熙对西洋科技兴趣浓厚，白晋、张诚之后又有很多西方传教士陆续来到宫中，都受到极大礼遇。康熙还模仿欧洲国家，在宫内设立“蒙养斋算学馆”，专门培养精通西洋科技的人才。白晋在回忆录中说：“中国皇帝仿此范例，开始在他自己的宫殿里建立起绘画、雕刻、雕塑以及为制作时钟和其他计算工具的铜、铁器工匠之类的‘科学院’。皇帝还经常提出要以欧洲的，其中包括巴黎制造的各种作品为样品，鼓励工匠与之竞赛。”

　　康熙还特意组织“蒙养斋算学馆”培养的各种人才，耗费数十年之久，分赴全国各地，最终完成了中国历史上首次地理大测绘的伟大创举。他们勘测绘制的《皇舆全览图》，三角测量、梯形投影法等都是首次运用，不仅奠定了中国地理学、测绘学的基础，对世界地理学也是一大贡献，而且在世界测绘史上第一次印证了牛顿关于地球为椭圆形的理论，意义十分重大。

　　《皇舆全览图》

　　白晋曾说：“（康熙）把着直尺和圆规爱不释手……有时候打算用几何方法测量距离、山的高度、河流和池塘的宽度。他自己定位，调整各种形式的仪器，精确地计算。然后他再让别人测量距离，当他看到他计算的结果和别人测量的数据相符合，他就十分高兴。”康熙对地理绘图一直保持很大的热情，他使用过的绘图用具很多都完好地保存下来。

　　康熙用过的黑漆盒绘图仪器，分上、下两层，内装绘图仪器三十余件，其中有各种大小圆规、比例尺、距离尺、直尺和可折成三角的测角尺等。盒内还放有三角形铜镀金支架，小巧玲珑，简单实用。此外，还有存放墨水的蓝色水丞。

　　黑漆盒绘图仪器

　　还有木盒套十五件绘图仪器，内装绘图仪器十五件，其中有象牙计算尺、折叠角尺、画规、玳瑁柄放大镜等，还有适于野外作业的剪子、火链套。

　　木盒套十五件绘图仪器

　　铜镀金综合算尺是一件既可绘图又可测量的工具。它的一面分上、下两种尺度，上侧为分厘尺，下侧刻有三角函数名称及刻度；另一面四周是量角器，中间是一个比例缩尺，可将线段长度扩大或缩小。还有一种康熙御制角尺，设计都极为巧妙。

　　铜镀金综合算尺

　　康熙御制角尺

　　医药学 宫内建实验室炼制西药

　　康熙曾几次生病，但服用中药一直没有效果，后来靠西药才缓解了症状，获得痊愈，由此他对西方医学产生了浓厚的兴趣。比如在制药方面，他下令对一些曾经使用过并且疗效很好的西药、传教士从国外携带的药，以及传教士提及的药物都进行试制，还专门在养心殿造办处内建立了炼制西药的实验室。

　　白晋在《康熙皇帝》一书中写道：“在宫内皇上指定的房间，设置了类似实验室的设施。其中有各种形状的炉灶，适于化学实验用的各种器皿、用具之类的物品。皇上毫不吝惜，要用白银制造这些实验用具。我们领导了这项工作，在三个月里指导中国人制成了干燥剂、糖浆制剂、浸膏等几种试剂。皇上时常驾临实验室观察制药作业。这项工作一结束， 皇上就满意地谕旨把这些试剂全都留作御用药品。”

　　银质制药器具

　　为了搞清西药的原理以及人体结构运行机能，康熙又让张诚、白晋等传教士讲授解剖学的相关知识。由于康熙的身体状况不佳，人体解剖学的讲授实际上并未完成。康熙自己也深感遗憾，于是又令他们根据西方医学理论，针对他所患的疾病撰文分析，条呈御览。

　　张诚、白晋二人耗费大量心血编成的《西洋药书》，至今仍保存在故宫博物院里。这部《西洋药书》为满文袖珍写本，不仅介绍了当时西方流行的各种药品，还分析了各种常见疾病的症状、病因、病理以及医疗护理药方与临床使用方法等，也是康熙努力学习西洋医学知识的重要物证。

　　《西洋药书》

　　康熙还命另一位法国传教士巴多明翻译西方解剖学著作，甚至对译本的整体结构、插图位置、插图质量都提出了细致要求。据巴多明回忆，康熙“希望在每篇课程后看到展示文中所授原理的插图，如下文还需讲到这些原理，则将同样的插图再印一张”。这部译著历时5年最终完成，康熙非常高兴，将书名定为《钦定格体全录》，命人手抄三部，分别藏于紫禁城、畅春园、承德避暑山庄。

　　由于解剖图不可避免涉及到人体结构和人体器官，考虑到国人的传统观念和风化问题，康熙特意吩咐：“此乃特异之书，故不与普通文籍等量观之，亦不可任一般不学无术之辈滥读此书也。”又说：“这不是公诸于年轻人的书，因此，里面的插图只能被和你（巴多明）一起工作的人看到。”

　　《钦定格体全录》插图

　　尽管康熙醉心于研究各种西洋科技的理念、方法以及运用，但大多仅限于个人兴趣，使用范围和程度都极其有限，并未在民间大规模推广开来。康熙之后的帝王沉醉于天朝上国的迷梦之中，对西洋科技的兴趣日渐衰微，仅当作“奇技淫巧”来欣赏，致使中国科技发展停滞不前，丧失了与世界潮流接轨的机遇，实在令人惋惜。

　　（作者单位：故宫博物院）

　　举报/反馈