近代天文学

　　鸦片战争后到五四运动前是中国传统天文学向近代天文学转变过程中的一个重要的过渡时期。鸦片战争后，为了谋求国家的富强，中国大地上出现了一股向西方学习科学技术的潮流。西方近代天文学知识开始全面传入中国，传统天文学逐渐遭到淘汰，而为近代天文学所取代，且在清末的一些学校中出现了天文学教育。从十九世纪七十年代起，西方列强开始在中国建立近代天文台。民国初年，政府接管清钦天监，成立了中央观象台，并出现了一座民办军山天文台，开始进行近代天文观测和研究工作。这时中国已有了近代天文事业的萌芽。

　　近代天文学知识的传入

　　自明末清初起，西方的近代天文知识已有部分传入中国，但传入的内容和产生的影响都极其有限，只是改变了中国的天文学方法，即西方的几何模型方法代替了传统的代数方法，而并未改变中国天文学的性质。中国的天文学仍是为皇权服务而以历算和星占为主的宫廷天文学。中国传统天文学的御用性以及知识界盛行的“西学中源”说大大阻碍了天文学的发展，以致直到十九世纪上半叶，作为近代天文学基础的哥白尼日心地动说还仍然遭到封建学者的反对。而在那时的欧洲，随着观测技术的改进和理论研究的进展，近代天文学早已有了巨大的发展。

　　鸦片战争后，随着五口通商和一系列不平等条约的签订，西方人士纷纷来华，形成第二次西学东渐，近代天文知识再度传入中国。传入的主要途径是中国少数先进知识分子与热心介绍西方科技知识的西洋传教士一起合作译著、出版近代天文学书籍。

　　最早系统介绍西方近代天文学的译著是中国著名学者李善兰与英国传教士伟烈亚力合译的《谈天》。《谈天》译自英国著名天文学家约翰·赫歇尔（J.Herschel，1792 —1871）的名著《天文学纲要》（The Outlines of Astronomy），是根据该书 1851年的新版译出，1859年在上海墨海书馆出版。全书分18卷，以哥白尼的日心地动说、开普勒行星运动定律和牛顿的万有引力定律为基础，介绍了天体测量方法，天体力学的基本理论，太阳系的结构和天体的运动规律，以及恒星周年视差、光行差、小行星、天王星、海王星等一系列天文新发现，以及赫歇尔父子对双星、变星、星团和星云的观测结果，首次向国人展示了西方近代天文学的全貌，其与中国传统天文学完全不同，使人耳目一新。李善兰还在《谈天》一书的序言中驳斥当时一些知识名流反对哥白尼学说的种种谬论，并以力学原理和恒星光行差、视差等事实证明日心地动说和开普勒行星轨道椭圆理论已是“定论如山，不可移矣”。声称“余与伟烈君所译《谈天》一书，皆主地动及椭圆立说，此二者之故不明，则此书不能读”。《谈天》出版后，受到社会的广泛重视和欢迎，使哥白尼学说在中国站稳了脚跟，从此近代天文学得以在中国广为传播，传统天文学逐渐遭到淘汰，而以探索宇宙为目的的现代意义上的天文学逐渐为国人了解和接受，并日渐深入人心。因此《谈天》在中国传统天文学向近代天文学的转变中起了关键性的作用。

　　在李善兰与伟烈亚力所译的《谈天》刊出15年后，江南制造局翻译馆的徐建寅（1845—1901）与伟烈亚力又根据《天文学纲要》的最新版本（第12版）续译其增订部分，把截止1871年的最新天文学成果补充译出，于1879年刊印《谈天》增订本。

　　1880年江南制造局翻译馆刻印了美国林乐知（Y.J.Allen，1836—1907）口译，郑昌棪笔述的译著《格致启蒙·天文学》。该书译自英国天文学家洛基尔（J.N.Lockyer，1836－1920）的著作《天文学》，是英国麦克米伦公司出版的科学初级丛书之一。全书共分七章，介绍地球、月球、太阳系各行星、彗星、太阳、恒星等天文学基础知识，以及牛顿万有引力学说，内容深入浅出，简明扼要，是优秀的入门教材，也是清末流传较广的一部天文学译本。

　　这一时期出版的近代天文译著还有英国传教士合信（B.Hobson，1816 —1875）编译的《天文略论》（1849年），中国学者王韬（1828—1897）与伟烈亚力合译的《天学图说》（1880年），美国摩嘉兰和中国薛承恩合译的《天文图说》（约1894年）以及京师同文馆、登州文会馆的天文教习和学生翻译的一些书籍和教科书等。

　　此外，伟烈亚力创办的综合性月刊《六合丛谈》（ShanghaiSerial）（1857年墨海书馆出版）和林乐知编辑的《益智新录》（1876—1878），以及英国人傅兰雅编辑的《格致汇编》等杂志也以一定篇幅介绍西方近代天文学知识。

　　近代天文知识的传播不仅促进了中国传统天文学向近代天文学的转变，而且对中国社会产生了不可忽视的影响。清末著名维新派思想家康有为、谭嗣同等人都不同程度地吸收和运用过近代天文知识。近代天文学中的天体演化学说是康有为历史进化论的科学来源之一，而西方的“以太”假说以及康德和朗白尔的无限宇宙模型则是谭嗣同哲学思想的自然科学基础。康有为还于1885年写成《诸天讲》一书，介绍西方近代天文知识。1926年又对此书作重大修改和增补。书中介绍了不少天体物理学知识，如恒星光谱型、太阳的化学元素组成等等，并首次介绍了康德一拉普拉斯的星云说以及二十世纪初关于太阳系演化的一些新学说。

　　清末民初各类学校中的天文教育

　　中国近代天文教育始于十九世纪六十年代洋务派官员开办的一些新式学堂。

　　创办于1862 年的京师同文馆是中国最早的新式学堂，1866年在馆内增设天文算学馆，开始讲授自然科学知识。京师同文馆学制8年，从学习语言文字开始，逐渐增设历史、地理和数理化等自然科学课程，最后两年要学“天文测算”。对于不学外国语言文字者，则学制5年，“天文测算”课安排在第四、第五年。实际上天文课到 1877年才开始添设，最初均由外国教习讲授，后来渐有毕业生担任副教习。当年的考题有“克伯尔测天文三纲，试一一言之”，“行海路定船方位之法，求表明”，“详论海王星，从何而始知有此星？”“测木星小月之月蚀，而可知日地距，其法详论之”，“土星之光环，详论其理”等题。可见讲授的内容侧重于基础天文以及与航海、测量等有关的实用天文知识，这也是早期各类学校中天文教育的共同特点。据文献记载，同文馆内还建有配合教学用的观星台。天文教习骆三畏（S.M.Russell）曾与学生合译教科书《星学发轫》。从1878至1898年，每年由洋教习算辑，学生翻译一本《中西合历》。

　　上海广方言馆也讲授自然科学，开设有天文科。由当时江南天算名家贾步纬（1829—1902）和一位英国人担任天文教习，内设天文馆，有观测仪器。每年编辑一本航海年历即《航海通书》。贾步纬曾与傅兰雅合译《恒星赤道经纬表》1册。此外，诸如上海的格致书院这类学堂也讲授天文知识。

　　在清末民初的天文教育中，实用天文教育比较突出，在一些工业技术学堂和军事学堂中，凡与航海或测量有关的学科都教授实用天文学。早期聘请外国教习讲授，以后逐渐由中国人接替。例如1866 年开办的福建船政学堂和1880年设立的天津水师学堂的驾驶班，稍后创办的唐山路矿学堂、天津北洋大学堂、太原山西大学堂等学校的土木工程科等都教授实用天文。清末京师测绘学堂和民初的陆地测量学校是培养测绘人才的教育机构，其三角科以实用天文为主课。京师陆地测量学校高等科有些毕业生，如曹谟、刘述文等人后来成为中国近代天文大地测量工作的骨干。

　　近代中国大学的天文教育与其他学科相比，发展相对迟缓。虽然早在1903 年，清廷颁布的《奏定学堂章程》中就已规定格致科大学分算学门、星学门、物理学门、化学门、动植物学门、地质学门6门，1913年民国政府教育部公布的大学规程中，也规定大学理科要设星学门，但实际上，由于缺乏师资和必要的近代天文观测设备，直至一十年代末，全国还没有一所大学开设有单独的天文系，只有一所教会学校——济南的齐鲁大学于1917年设立了天文与数学合并的天算系。北京大学、北京高等师范学校、南京高等师范学校等只是在数学系或数理部、物化部内开设有天文课。

　　齐鲁大学是1917 年由美国传教士狄考文于1864年在山东创办的登州文会馆与青州、济南的一些教会学校合并而成的。天文教育在文会馆时期已初具规模。文会馆实为一个不分院系的书院，实行通才教育，所有学生兼学文、理、天文诸科。学制9年，前3年为备斋，后6年为正斋。据1891年所印课程表，与天文学有关的课程，第三年有 “测绘学”，第六年有“天文揭要”。该校以中文授课，教科书自编。天文教科书有美国教习赫士（W·M·Hayes）编译的《天文揭要》和《天文初阶》两本。文会馆已具备当时首屈一指的天文观测设备，建有观星台，台内装置有狄考文1879年休假回美时劝募到的一架口径25厘米的反射望远镜。齐鲁大学成立后开始分系。天算系最初只有两位教员，系主任王锡恩（1871—1932）1893年毕业于登州文会馆，后获齐鲁大学理科硕士学位，是法国天文学会会员，编有《实用天文学》、《普通天文学》两本教科书，当是中国天文界的老前辈。另一名教员也是登州文会馆毕业生。齐大天文台除原有的那架口径25厘米的反射望远镜外，又添置一架16厘米折射望远镜。总的来说天文学已在中国近代教育中占有一席之地。不过当时天文教育的范围非常有限，学生也极少。

　　天文机构的变迁

　　鸦片战争后，我国天文机构的变迁带有浓厚的半封建半殖民地社会的烙印。从十九世纪七十年代起，西方列强开始在中国设立近代天文台。

　　1872年法国耶稣会在上海徐家汇建立天文台，1884 年设立航海服务部， 1900年在余山建立天文台， 1908年又设立陆家浜地磁台，三台一体总称徐家汇天文台。最初建台是为扩大法国对华侵略服务的，除开展授时工作外，还为各国航海和商业活动提供气象服务。但它也是法国科学院在中国从事区域性观测和研究的一个科研机构。当时，佘山天文台安装了亚洲首屈一指的口径40厘米双筒折射望远镜和中星仪等仪器，开展了星图、星云、双星、新星和太阳的观测与研究工作，出版有《佘山天文年刊》和《天文年历》等刊物。

　　1898年，即德国在强占我胶州湾的第二年，在青岛设立了气象天测所，隶属于德国海军港务测量部。其最初的主要工作是收集我国华北沿海一带的气象资料，后来逐渐扩充为具备气象、天文、地磁和地震等设备的观测研究机构，1911年定名为“皇家青岛观象台”。同时又增添天文测时和授时工作，为在附近海域活动的德国军舰服务。该台拥有16厘米盖氏赤道仪、4厘米子午仪和地平经纬仪等天文仪器。1914年第一次世界大战爆发，青岛台落入日军之手，改名“青岛测候所”，沿袭德人所做的气象、地磁、地震工作，而停止天文工作。该台直至1924年才归还中国。

　　1900年，八国联军攻占北京，清钦天监观象台上的我国天文古仪遭到德、法两军的疯狂掠夺。德军劫走天体仪、纪限仪、玑衡抚辰仪、地平经仪和浑仪；法国掠得地平经纬仪、黄道经纬仪、赤道经纬仪、象限仪和简仪。法国劫走的仪器存放在法国驻华使馆，后迫于世界舆论压力，于1902年归还中国；德军掠走的仪器则被运往德国，陈列于波茨坦德皇离宫中，直到1921年才根据《凡尔塞和约》运回我国。早已没落的清朝的天文机构钦天监，经过这场浩劫也就名存实亡了。

　　辛亥革命推翻了清皇朝的封建统治。1912 年民国政府教育部接收清朝的钦天监，撤销了这一机构，以钦天监外署泡子河观象台为台址，建立了一个新的机构，定名“中央观象台”。原计划按当时欧洲一些观象台的组织模式，在台内设立历数、气象、天文、磁力（即地磁）四科，但因人力经费不足，成立之初只设历数一科，以应付赶编历书的任务。第二年增设气象科，到1921年才又成立天文科和磁力科。其天文仪器除明清遗留下来的古代仪器外，主要添购了等高仪、六分仪、计时钟和小型望远镜等。中央观象台在一十年代的主要天文业务就是编制历书。教育部荐任高鲁（1889—1947）、常福元（1874—1939）为技正，高兼台长，常兼历数科科长，还委任历数科技士5 人，任用办事员数人。台长高鲁毕业于福建船政学堂，后留学比利时，获布鲁塞尔大学博士学位，深通数理，通晓实用天文，1911年从比利时回国后一直致力于开创中国近代天文事业。常福元毕业于天津水师学堂，曾在编译图书局任职，是高鲁的得力助手。中央观象台每年编制一本民用历书向各省颁发。高、常二人革故鼎新，对编历工作作了重大改革。从1913年起毅然放弃过去按清代《历象考成后编》计算的旧法，改用近代天文方法，即按纽康（S.Newcomb）的太阳表和汉森（P.A.Hanson）的月亮表来进行编算。不过由于直接推算工作量过大，人手不够，实际上是用外国提前出版的天文年历按说明书换算而成。新历书依照公历按月排比。以北京地方平时为标准，列入朔望时刻和二十四节气，刊载“星期”和“日中平时”，并在历书中刊载天文常识图说。此外还编算出版民国四年至八年的5册《观象岁书》，类似天文年历，包括行星历表。其编算方法，有的直接抄录外国原书，有的则是按外国原书说明书换算而成。中央观象台的另一功绩是发起组织中国天文学会，于1915年以学会的名义，在台内刊行《观象丛报》，宣传天文知识，以扩大天文学的社会影响。该刊还进行国际交换，寄赠单位遍及五大洲，曾收到近百种交换而来的国外刊物。

　　在民国初年，我国南方还出现了我国历史上唯一的一座民办天文台——南通军山天文台。该台建于1916 年，是近代著名民族实业家张謇为发展当地的农业、水利和航运事业而创办的。业务包括天文、气象两部分。台内仅有4名业务人员。主持业务的刘渭清毕业于张謇所办的通州师范测绘科，曾到法国主办的徐家汇天文台学习近代实用天文和气象。军山台委托徐家汇天文台向国外订购了双筒望远镜、经纬仪、天体仪、无线电受信机等天文仪器，开展了守时报时、经纬度测定、日月食推算预报、行星位置和运动预报、极光和黄道光观测、太阳黑子观测等天文工作，并对黑子的成因及其对地球的影响作过探讨，还曾于1918年举办测候训练班，培养实用天文和气象人才，开展天文普及宣传。

　　中央观象台在历算天文领域完成了从传统向近代的转变，而军山天文台则开始进行以探索自然为目的现代意义上的天文观测和研究。这表明中国在本世纪一十年代已有近代天文事业的萌芽。