第一章 背景：中央研究院早期历史沿革及第一届院士的产生

第一节　西学东渐及近代科学在中国的兴起

中华灿烂的文明源远流长，在世界四大古文明中也有一席之地。

中国古代科技也曾有过光芒四射的表现。英国皇家学会会员、生物学家李约瑟在抗战期间作为科学参赞来到中国，被中国古代灿烂的科技成就所吸引，遂把他的后半生都奉献给了中国古代科技，主编出版了皇皇巨著《中国科学技术史》，把中国古代科技发展的脉络说得清清楚楚，并称赞“在现代科学技术登场前十多个世纪，中国在科技和知识方面的积累远胜于西方”。李约瑟在惊叹中国古代科技发达的同时，也提出了一个令他百思不得其解的问题：“为什么科学和工业革命，没有在近代的中国发生？”

李约瑟为什么会发出这样的叹问？我们不妨把目光投向2 000年前的英吉利。

公元前54年，战无不胜的恺撒挥师渡过英吉利海峡，罗马大军的铁蹄踏上了不列颠岛。恺撒在《高卢战记》中写下了他当时看到的景象：“不列颠居民中最人性（最文明）的是生活在坎提乌姆（现在的肯特）地区（多佛尔海峡沿岸）的人们……生活在内陆地区的大部分人没有耕种小麦的习惯。他们吃的是肉和奶，衣服也只是用毛皮遮体而已，而且，不列颠人还习惯把身体染成蓝色。在战场上看到他们，会让人觉得特别恐怖。”[1]

谁能想到，2 000多年前的不列颠竟是如此荒蛮不开化，与同时期灿烂的中华文明根本不可同日而语。但是，谁又能想到，在恺撒踏上不列颠土地之后的1800年，正是这群野蛮人的后裔，竟然绕过半个地球，用坚船利炮轰开了大清王朝封闭的大门。

世界不同地区的文明发展有先后，但不是一成不变的。世界四大古文明中，中华文明与两河流域文明、古埃及文明和古印度文明相比，不是最早的。然而，当其他三大文明先后陨落的时候，唯有中华文明一枝独秀。尤其令中国人自豪的是，四大古文明中，中华文明是唯一没有中断的文明。

但是，有着古老文明的中国，怎么就被万里之外过来的外国侵略者打得摇摇欲坠了呢？可以找出的原因很多，在这里不可能一一详述，但有一条显而易见并与本书有关：西方的科学技术走到了中国的前面。

西方的科学，发端于希腊。恺撒所在的罗马帝国崇尚武力，科学遭到沉重打击。从北方过来的野蛮的日耳曼人灭亡西罗马帝国后，欧洲更是陷入一片黑暗。唯一还维系着欧洲一线文明之光的是基督教。但基督教关注的是教权，而不是科学。因此，在黑暗的中世纪，西方的科学成就乏善可陈。

中世纪晚期，奥斯曼人帮了欧洲人的忙，当然这不是他们的本意。奥斯曼人于15世纪中叶，灭了延续千年的东罗马（拜占庭）帝国，大量拜占庭学者带着珍贵的古希腊典籍从首都君士坦丁堡逃往西欧（主要是意大利）避难。欧洲人看到这些古希腊经典著作，像发现新大陆一样惊喜万分。于是，欧洲文明之旅重新开始。翻译运动——把古希腊的典籍从古希腊文或阿拉伯文翻译成拉丁文——让欧洲人重新发现了科学思想；文艺复兴运动则重新把人放到了上帝之上的位置；接下来顺理成章的就是科学革命、启蒙运动、工业革命，一波接一波推动欧洲的发展。这其中，科学革命的重要性不可估量，它为欧洲插上了飞速发展的翅膀。哥白尼的日心说是欧洲阴霾密布的上空炸响的第一声春雷。培根的工具论、伽利略的科学实验、牛顿的万有引力论，则构建了近代科学的基本框架和发展道路，即大胆的假设、精密的演算和实验的证实，获得科学的新理论和新发现，如此循环反复，不断开拓科学新境界。

但是这一切的一切，都与中国人无缘。

不错，中国古代的科技很发达，但更多的是实用技术，或者说经验科技，相比之下，科学思想含量很少。因为缺乏科学思想，技术自宋元之后基本不再进步，有些地方甚至倒退了。如曾走在世界前列的中国传统数学解一元和多元高次方程组的天元术和四元术，到晚明时已甚少人能懂。即便是诸葛亮的木牛流马也早已失传。而欧洲很快赶了上来，很多方面甚至跑到中国前面了。

明末，意大利人利玛窦受耶稣会派遣到中国传教。他不仅把天主教带到了中国，同时也带来了欧洲的科学。古希腊的欧几里得的《几何原本》就是他介绍到中国来的。利玛窦、徐光启费了九牛二虎之力，翻译了上半册，但没几个人看得懂，也没有多少人有兴趣看。数学对科学的重要性，今天看来不言而喻。没有几何，数学等于失去了大半壁江山。因为几何的背后，是逻辑思维。

中国人感兴趣的是欧洲的红夷大炮。明清交战，双方都用上了这家伙，它为清军打下江山立下了汗马功劳。但是，大清江山坐稳了，红夷大炮也就放入仓库了。

自古以来，中国对天文格外重视。因为在中国传统思想中，君权天授，也就是说皇帝受命于天。中国还有天人合一、天人感应的说法，天象有变化，意味着人间也会有相应的变化。历朝皇帝都十分迷信这个，有专门的机构观测天象、解释天象。因此，自公元前214年（秦始皇三十三年）到1910年（清宣统二年），哈雷彗星共有29次回归，在中国的史书上，每次都有记录，全世界只有中国才有这样完整的记录。然而，到了明末清初，欧洲的天文研究已经超过了中国。中国人不知道，也不服气，于是就有了一场精彩的对决：1665年1月，传教士南怀仁和钦天监官员杨光先在康熙皇帝跟前预报日食。结果南怀仁准确无误，而杨光先不仅报错了日食时间，还把日全食报成了日半食。

这样的“PK”后来还进行过几次，结果都一样。康熙终于看明白了。十多年之后，他下旨给钦天监说：“向者新旧法是非争论，今既知新法为是，尔衙门学习天文历法满洲官员，务令加意精勤。此后习熟之人方准升用，其未经学习者不准升用。”也就是说，康熙承认新法（西法）比旧法（中法）更具优越性。

不仅如此，康熙帝还亲自向西方传教士学习几何学，称他为史上最有知识的皇帝，应非过誉。他甚至曾想到算学馆亲自给那些专业人士讲授欧几里得的几何原理。令人遗憾的是，康熙帝的科学知识并没有使他成为一个有科学精神的人。他学习科学知识，只是为了在士大夫阶层面前显摆，加强皇权的威严，把科学知识当成一种统御臣下的工具。

康熙不了解科学对国家的意义，因此没有大力培养科学人才，也没有制定政策推广和普及科学知识，开展科学研究。康熙更不了解的是，大清帝国停滞不前，但整个世界还在加速发展。哈维的血液循环论，望远镜和显微镜的发明，瓦特改进的蒸汽机，法拉第与麦克斯韦的电磁学，门捷列夫的元素周期表，科学史上竖起了一座又一座里程碑……到19世纪末，经典物理学的宏伟大厦已宣告完成；20世纪初，爱因斯坦的相对论则又开启了物理学的新纪元。

在自然科学迅猛发展的同时，欧洲的社会科学同样硕果累累。康德的哲学，亚当·斯密的经济学，达尔文的进化论，马克思的资本论……

欧洲科学的发展，除了受到古希腊科学思想的启发和阿拉伯科学成果的刺激外，还有两个重要原因不可忽视：

第一是规范的大学教育。

欧洲的大学最早可以追溯到11世纪的博洛尼亚大学。到14、15世纪，欧洲各地纷纷建立大学，牛津大学、剑桥大学、巴黎大学等是其中的佼佼者，如果没有大学，就不会有那么多的科学人才。我们耳熟能详的大科学家哥白尼、伽利略和牛顿，都曾接受过大学教育。

第二是学术团体的兴起。

17世纪，英国皇家学会和法国科学院先后成立。欧洲各国的专业学术团体也纷纷涌现。科学家在科学上要有所成就，必须得到学术团体的认可。学会通过学术期刊和科学论坛，使科学知识得到迅速普及，社会得以共享科学成果。

但这一切对当时的中国人来说是相当陌生的，可谓天方夜谭。

教育程度决定着文明的程度，也决定着科学的水平。直到清末，中国仍然采用最传统的教育方式：私塾。这个传统始于孔子，在中国已经延续了2 000余年。教材或者说教育的内容，比孔子那个时候不能说是进步的。孔子的教育有六项内容，即礼、乐、射、御、书、数，此所谓“六艺”也。这还是蛮全面的，不仅有德、智、体，还有科学和实用技术。但这样的教育内容，后来被替换成《诗》《书》《礼》《乐》《易》《春秋》，号称“大六艺”。这里面已没有半点科学技术的内容了。

为什么会这样呢？因为科举考试规定，要代圣人立言，要从古代圣人（主要就是孔孟）的只字片语中，找到济世良方。至于自然科学的内容，当时的教育体系中较少涉及。晚清名臣曾国藩高中进士，自然是精英中的精英了吧，但他对天文和数学，一窍不通。他自己在写给儿子的信中说：“余生平有三耻：学问各途皆略涉其涯涘，独天文算学毫无所知，虽恒星五纬亦不识认，一耻也……”

第一批到中国的西方传教士，在送回欧洲的报告中，对中国的科举制度赞叹不已。因为通过科举，可以使社会人才上下流动。即使是社会最底层的人，只要你够优秀，通过科举考试，就可以进入到上流的统治阶层，这就是我们祖先津津乐道的“朝为田舍郎，暮登天子堂”。而欧洲当时还是封建社会，封建等级的界限分明且十分严格，底层的优秀人才很少能够往上流动。

有不少人因此沾沾自喜，说欧洲的文官制度是跟我们学的。其实，我们应该看到，任何事情都有两面性。科举确实能使优秀人才往上流动。但是，它也把优秀人才全都集中到了科举这一条单行道上了。因此从隋唐以后的1 000多年内，中国最优秀的人才不是在应考，就是在应考的路上。

有识者（比如当代哲学家李泽厚）说“学优则仕”是中国传统知识分子的人生道路，所以“士”和“大夫”（有官职）总连在一起。学问做好了就去做官，做学问是做官失意或者不能做官的无奈选择。做什么学问呢？绝大部分人是为四书五经做注解，要不然就是考据。以清朝乾嘉学派为例，他们可以为了一个字，寻章摘句，引经据典，但往往是只见树木，不见树林。很多书生一辈子，埋头就做这一件事情。再不然是从医，不为良相，便为良医嘛。

有没有人研究科学技术？有，但很少。王阳明无疑是中国第一流的卓越人物。如果他生活在同时代的欧洲，很可能会成为一位大科学家，因为那里有科学的传统和氛围，而当时的中国则缺少这种氛围。他年轻的时候，曾经想按照古人的办法“格物致知”。但他在竹林里对着竹子较劲了三天三夜，结果什么也没“格”出来，还大病了一场。他是在科学的殿堂外徘徊了一小下，不得其门而入，从此就在科学的道路上止步了。

欧洲科学之灯通明闪耀的时候，中国的科学之灯如豆依旧。诚如晚清有识之士黄遵宪在《日本国志》中所言：“后世士大夫喜言空理，视一切工艺为卑卑无足道，于是制器利用之事，第归于细民末匠之手，士大夫不复身亲，而古人之实学荒矣。”

19世纪的中国科学水平和1 000年前相比几乎没有变化。人踩水车牛犁田，宋朝以前就这样了，清末的时候，还是这样。中国的生产方式和生活方式，也没有什么实质性的变化。这个时候的中国，绝大部分的人不知道地球是圆的，不了解避雷针和光速，也不知道空气是由氧、氢、氮等元素构成的。他们不知道什么是动力机床，不了解很多疾病是细菌感染导致的，对细胞、微积分等概念一无所知，更不用说费马大定理、麦克斯韦方程等以数学公式表达的科学定律，甚至对逻辑也所知甚少。也就是说，到19世纪40年代，除了传统理论和一些口口相传的工匠技能，国人对近代科学知之甚少。正如中央研究院第一届院士之一的张元济在写给盛宣怀的信里说：“中国四万万人口，只有四十万人受过教育，受过教育的人也就是学过几句八股文，对于应该知道的知识几乎都没有学到。在当今那么发展的世界上，这样下去我们的国家要亡。”

欧洲自然科学和社会科学迅猛发展的结果是生产力的迅速提高，社会财富快速增长，人民变富裕了，国家变强大了，所以他们可以开着炮舰，远渡重洋，来到太平洋西海岸耀武扬威。

鸦片战争的炮火，把中国的大门打开了一条缝。除了坚船利炮，中国人还看到了和洋人一起进入中国的声光化电，也就是近代科学。起初，中国人对此很不屑，认为都是些“奇技淫巧”。然而，经过几次打击后，国人才真正认识到：中国落后了。

落后要赶上去，唯一的办法是向先进学习，就如魏源等有识之士提出的“师夷长技以制夷”。19世纪中叶，中国最早的留学生之一容闳被传教士送到美国耶鲁大学留学。在美国，容闳看到了西方的先进和富强，内心十分震撼，便决心要“以西方之学术，灌输于中国，使中国日趋于文明富强之境”。而他认为最好的办法，就是派遣留学生到西方学习。他回国后为此不断努力，终于说动了清政府。1872年8月，首批30名学生由清政府官派，从上海启航赴美留学，揭开了中西文化交流史上新的一页。1872—1875年间，清政府先后派出4批共120名幼童赴美国留学。这批学生出洋时的平均年龄只有12岁。他们是中国历史上最早的官派留学生。这其中，不少人成为近代中国历史上的著名人物，如铁路工程师詹天佑、开滦煤矿矿冶工程师吴仰曾、北洋大学校长蔡绍基、清华学校校长唐国安、清末外务部大臣梁敦彦、民初国务总理唐绍仪等。令人扼腕的是，这个计划后来提前结束。120人中，只有9人读到本科毕业，大部分留美幼童还没有完成学业就被勒令回国。因此，他们对中国科学发展的贡献相当有限。这也再一次说明，任何新生事物的发展都不是一帆风顺的。

1905年，清政府在内外交困下，被迫正式谕令废除科举、广兴学校，开启近代教育。

甲午战争的失败，让国人进一步认识到了中国的落后，也让更多的有识之士出洋留学。于是，20世纪伊始，中国便掀起了一波又一波出洋留学热潮。日本是最热门的留学目的地之一，因为路途较近，文化又相似。1901—1911年辛亥革命前，留日学生累计3万余人。

在这期间所有留学生中成效最显著、影响最大的，当属清华留美预备学校派出的留美学生。清华留美预备学校是以美国归还的部分庚子赔款建立起来的。起初，清华是从社会上招考符合条件的学生赴美留学，如赵元任、竺可桢、胡适等都是这样到美国留学的。后来，随着清华自己培养的学生逐渐崭露头角，就改为主要派自己的学生出国，如陈克恢、闻一多、张景钺等。

西方蓬勃发展的科学让初出国门的留学生震撼不已、激动不已、兴奋不已。赵元任在他的早年回忆录中，有一段精彩的描述，真实记录了当时的情景：“在大学上课数以百计的小时中，据我记忆所及，最富刺激性的一刻是一九一〇年十月六日在洛克菲勒馆（Rockefeller Hall）所作宇宙引力的全班实验。我在中国高等学堂学过重力和引力，惟宇宙引力的说法，即所有物体彼此吸引，在论及巨大物体和行星绕太阳运转时，只是一种理论而已。这次，教授让我们看到物体相吸简单明了的事实。这项实验称为卡文迪石（Cavendish）试验，两个重铅球相距数吋排列，在两球之间，用微小扭秤（torsion balance）悬挂另外两个小金属球，在细吊绳上装以反射镜。小球位在一条直线上，该直线与连接两铅球之线成直角。尼柯斯（E. L. Nichols）教授先对我们解说，然后移动两铅球数吋，一铅球移近一小球，另一铅球移近另一小球，宇宙引力使得扭秤摆动，而致反射光点在墙壁上移动。这种移动情形只能在几秒钟内看到。我们兴奋的在地板上跺脚，这种动作是我到绮色佳不久后学到的。直到今天，我仍然觉得那次实验宇宙引力是我所看到的最动人的一次物理实验。”[2]

1915年，任鸿隽、赵元任、杨杏佛、竺可桢等几个在美留学生发起成立以发展科学、科学救国为宗旨的中国科学社。任鸿隽当选为中国科学社第一届董事长和社长，赵元任为书记。这是中国人有史以来成立的第一个科学团体，它在推动中国近代科学的发展方面，做了许多具有开创意义的工作。

1915年，《科学》第一卷第一期在上海正式出版发行，这是中国科学社的同人刊物，也是中国最早的综合性科学刊物之一。

20世纪第1个10年以后，在欧美及日本留学的学子陆续毕业，纷纷学成回国。如到1918年，中国科学社的发起人和社员大部分已回国。他们是直接在西方大学学习科学的，从那时开始中国和西方的科学方才真正接轨。

1919年6月，章太炎应少年中国学会之邀，在北京做了一个演讲，题目为“今日青年之弱点”。这位国学大师演讲甫毕，留学归来的胡适即登台对章太炎的说法提出反驳，认为章太炎的说法太消极，因此他讲了一些积极的观点。最后，他激情洋溢地以一句荷马史诗为演讲作结：“You shall see the difference now that we are back again！”中文意思：“请看吧，我们已经回来，未来的世界应该从此不同了！”

学成归来的留学生中除了少数进入政府部门外，大部分进了大学，如北京大学、清华大学、东南大学、交通大学等。他们筚路蓝缕、披荆斩棘，把科学的种子播撒到中国的大地上，使之生根、发芽、开花、结果。他们是中国真正意义上的第一代科学家。

新中国成立之初，后来成为中国科学院副院长的竺可桢曾说：“中国之有近代科学，不过近四十年来的事。”诚哉斯言！

国共两党1926年进行北伐，1927年初步统一中国。这为中国科学发展奠定了一定的基础，也为建立国家最高科学机构创造了条件。

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[1]盐野七生.罗马人的故事4：恺撒时代（上）［M］.计丽屏，译.北京：中信出版集团，2020：281.

[2]赵元任.在康奈尔的几年［M］//徐如麒.一生的美文计划——中国名家美文180篇.北京：团结出版社，2007：198199.