第一节
西“工”东渐：知识与技术的进入

近代工程学发端于西方，其知识与技术在传教士的努力下逐渐进入中国，吸引了中国本土知识分子的注意。

一、近代“工程”与“工程师”在西方的出现

（一）中西传统技术的不同走向及近代工程学在西方的诞生

元明以前的几千年时间里，中国的传统技术一直走在世界的前列。被称为“三大技术”的陶瓷技术、建筑技术和纺织技术，曾经创造出无数令世人惊叹的瑰宝；被奉为“四大发明”的造纸术、指南针、火药和印刷术不仅推动了中国传统技术走向巅峰，西传之后更成为促使欧洲近代资本主义产生的重要因素。

中国传统技术一直保持着这种领先优势，直到 16、17 世纪。晚明开始，中西传统技术开始出现截然不同的走向。

中国传统技术向“技艺”的方向前进。技术的延续依靠师徒之间代代相传，技术的进步依靠富有经验的工匠在实践中摸索。有科技史论者这样描述晚明中国传统科技的走向：一方面科学的发展逐渐被技术的发展所取代，科学成就明显减少；另一方面技术的发展主要表现在量的缓慢增加，而很少有质的突破。 这一走向同样被来华的传教士察觉，利玛窦曾如此描述：“因为这里的人民习惯于生活节俭，所以中国的手艺人并不为了获得更高的售价而在他创作的物品上精益求精。他们常常牺牲产品的质量，而只满足于表面好看以便吸引买主注目”。

同时期，西方的传统技术却与近代科学越走越近。17 世纪，经过哥白尼、伽利略和牛顿等人的努力，近代科学终于从哲学中分离出来，找到了自己的观察与实验方法。传统技术与近代科学的结合，促使了近代工程学的诞生。

18 世纪中叶，欧洲爆发了工业革命，工场手工业开始向机器大工业转变。机器被广泛使用后，生产部门的专业化、复杂化程度及知识含量不断提高，技术革新仅靠工匠的直观经验和技艺已远远不够。为探究机器大工业时代工程问题的技术机理，工匠们开始关注自然科学的进展，以便寻求科学理论的指导。与此同时，理论自然科学日趋成熟，有些领域的理论成果已走在了技术的前面，具备了指导工程和生产实践的功能；适合于科学与技术结合的社会建制如大学实验室、工业试验室等已初步形成，作为学者的科学家也开始关注科学理论在实际中的应用。这样，工程技术的发明和发展进入了以自然科学理论为主导的新时期。于是，工程领域的科学知识与实践经验相结合逐渐发展成为相对独立的学科——工程学。土木工程学、机械工程学、矿冶工程学、电机工程学、化学工程学等学科于 19 世纪相继在英、法、德、美等国家诞生。

（二）近代工程师群体在西方的出现 ^[1]

“工程师”来源于英文“ engineer”，而英文“ engineer”则来源于古拉丁文“ingeniator”。“ingeniator”一词最早出现于中世纪，当时被用来称呼制造和操作破城槌（battering rams）、抛石机（catapults）和其他军事机械（engines of war）的人。 ^[2] 后来，“工程师”也被用来称呼主要从事建筑工作的公民。该词的这种含义最初是在荷兰出现的。那里，从 16 世纪起就把筑桥、铺路和建设其他构筑物从建筑学中分离出来。在英国，起初把从事水利工程的专家称为“工程师”，后来又称铁路建设者为“工程师”。在法国，则用“工程师”一词称谓建筑学者。可见，工程技术劳动者首先是在建筑界获得普遍公认的。 18 世纪工业革命爆发后，“engineer”被用来称呼蒸汽机的操作者。

1760 年，英国爱迪斯顿灯塔的设计者约翰·斯米顿（John Smeaton）第一次称自己为“civil engineer”。这一命名有双重意义：首先，在职业来源和工作性质上，将“民用工程师”与传统的“军事工程师”加以区分，因为后者虽然从事修建各种军事工程的工作，但他们隶属皇家工兵部队；其次，重要的是把真正的工程师与传统磨坊建筑师、石匠、木匠、铁匠以及其他行业“技师”相区分。正因为此，约翰·斯米顿也被认为是“民用工程师之父”。

不仅如此，斯米顿还是第一个真正的、自由的专业人员的工程师职业组织——土木工程师协会（the Society of Civil Engineers）的创始人。该协会的创立是近代工程活动体制化的开端。一方面，土木工程协会为以后的工程师协会奠定了基本的组织形式，很多传统至今仍被沿用，如酒宴性质的聚会形式，可以为工程师谈论专业问题提供轻松的环境；另一方面，协会使工程师关于自身职业的明确认识和职业自觉日益明晰和强化起来。 也有论者认为英国土木工程师协会（ the Institution of Civil Engineers）才是第一个现代意义上的工程师职业学会，因为该会在刚刚起步时就拥有自己的办公场所和图书馆，每周组织会议，并记录会议议程。而且，不久以后开始出版工程刊物，协调技术知识的传播，设立会员准则，并把度量和工业标准化作为协会努力方向，“它成了其他学会的榜样”。 ^[3] 之后，法国、美国、德国等国相继效仿建立工程师协会。

在西方发生的这一切，似乎与远在千里外的中国毫无关系，直到一群陌生人的到来。

二、近代工程学知识与技术传入中国

晚明与晚清的两次大规模西学东渐，开启了近代中西文化交流的重要通道。晚明西学东渐时，中国传统技术曾与西方“前工程”时代机械技术短暂接触，孕育了王徵这样杰出的“机械工程师”和《奇器图说》这样重要的“机械工程”著作。 晚清时期，西方近代工程学知识与技术开始较为系统地传入中国。

（一）晚明中西传统机械技术的接触：王徵与《奇器图说》

16 世纪下半叶，中国晚明时期，西方天主教传教士进入中国，带来了第一次大规模的西学东渐。

从罗明坚、利玛窦到龙华民、艾儒略，再到汤若望、南怀仁，他们历尽艰难把天主教带到澳门、香港，又带到了上海、北京，甚至带到了皇朝的统治中心——紫禁城。 同时，伴随着传教事业的开展，他们也将西方机械知识和技术带到了中国。这些西来之学有的深奥莫测，有的技艺精巧，吸引了很多知识分子投身其中，代表人物有徐光启、李之藻、王徵等。其中王徵在西方机械技术的引进和传播方面贡献最大。

王徵（1571—1644），陕西泾阳人，字良甫，号葵心。他自小受父（私塾先生，兼长算学，曾著《算学歌诀》）、舅（通晓兵法、善制器械）影响，对传统科学和技术很感兴趣。王徵 24 岁中举，但直到 52 岁才中进士，其间虽然“连年公车不遇”，却恰逢“耶稣会士利玛窦讲学京师，……以屡上公车之故，亦时闻绪论。且性好格物穷理，尤与西士所言相契。遂受洗礼，圣名斐理伯”。

1626 年，王徵在与龙华民、邓玉函、汤若望的交流中获知西方《诸器图说全帙》等机械书籍的概貌，遂挑选“其中实有益于民生日用国家兴作甚急者”，由邓玉函口授、王徵执笔及绘图，编译成书三卷，名为《远西奇器图说录最》。连同王徵自著《新制诸器图说》一卷，于 1627 年刻印成书，刊行于世。后世多将两书合版简称为《奇器图说》。

《远西奇器图说录最》共分三卷：第一卷为“重解”，叙述地心引力、浮力、重心、比重、各种形体重心的求法等初等概念及其基本原理，其中包括流体静力学的“阿基米德”原理；第二卷为“器解”，叙述各种简单机械的构造原理、计算方法及其应用；第三卷为“力解”，谈各种机械的实际用途。全书“论各色器具之法，凡九十二条，次起重十一图，引重四图，转重二图，取水九图，转磨十五图，解木四图，解石转碓书架水日晷代耕各一图，水铳四图。图皆有说，而于农器水法尤为详备”。 《新制诸器图说》则收录了王徵本人动手制作转磨、虹吸、鹤饮、刻漏、水铳、连弩、代耕等机械工具的方法和图录。

虽然近代机械工程专家曾对《奇器图说》所记载的各种机械工具提出质疑，但却从不否认王徵在中国机械工程史上的重要贡献。 《奇器图说》所使用的一些名词和机械原理，除少数后来改译外，至今仍在沿用，例如“重学”、“重心”、“杠杆”、“流体”、“齿轮”、“螺丝”、“机器”、“起重”等。20 世纪 30 年代，刘仙洲等一批机械工程专家编译和审定工程名词时，仍将《奇器图说》作为重要参考。

除王徵外，徐光启、李之藻等人也都在这次东西交流中对西方传统机械技术有所了解。徐光启曾与熊三拔合译《泰西水法》六卷，其中卷一、卷二和卷六实际上都涉及西方“机械工程”的相关内容。 李之藻曾与传教士合译《同文算指》、《圜容较义》、《名理探》等著作，在西方数学、地理学、逻辑学输入方面贡献甚大。

尽管如此，晚明时期西学东渐却并未引起中国传统技术的根本性改变，主要表现在：

1.受众仅为少数知识分子

晚明与传教士关系密切、有机会接触和学习西学的基本以知识分子为主，而且仅局限在知识分子当中的极少一部分。熊月之根据《畴人传》和《徐光启集》等资料作过统计：自晚明至晚清西学东渐高潮兴起以前，明显受西学影响的科学家、学者仅有 173 人。 这与当时每年数以万计的科举应试者相比，可谓凤毛麟角。

2.传入知识以天文、历算为主

中国古代以农立国，对天文、历算非常重视，早期进入中国的传教士也正是依靠这两方面的知识获得当局认可。因此，传教士带来的西学中，天文和历算占了很大的比重，而有关传统机械技术的内容却很少。

3.技术应用范围狭窄

除与天文、历算相关的机械技术在皇朝中心得以应用外，其余西方工程技术在中国并未得到大范围应用。即使如王徵这样学习西学并竭力实践的人，在当时的影响范围实际上也很有限。《奇器图说》在很长一段时间里并没有得到其应有的地位，而王徵所制作的机械器具使用范围仅限其周边，并没有获得更大范围的推广。

造成以上状况的原因深埋于中国传统知识分子的知识结构和认知观念当中：首先，传统知识分子自小习四书五经，奉孔孟为圣贤，又有“科举入仕、光宗耀祖”的理想，已经形成了一种巨大的惯性。正如一个快速向前滚动的巨轮，想要附着在巨轮上的任何其他东西都将被巨大的离心力甩开。其次，工程技术在传统文化中属于“艺”而非“道”，属于“形而下”而非“形而上”，是传统“读书人”所不应学或者说不屑学的，这也从另一个侧面解释了为何接触并投身西学的知识分子多为“科举落第的秀才”。

晚明西学东渐更像是中西传统工程技术的一次碰撞，擦出了像王徵和《奇器图说》这样美丽的火花。但遗憾的是，这美丽的火花稍瞬即逝，并没有点燃中西工程技术交流的熊熊烈火。18 世纪初，因宗教礼仪问题，中国政府与罗马教廷之间、中国耶稣会与罗马教廷之间、耶稣会与其他天主教会之间出现了严重分歧，最终以康熙禁止天主教在华活动、罗马教廷解散耶稣会收场。中国传统技术又步入了“冬眠期”。

（二）李善兰与《重学》

中西工程技术的再次见面已是近两百年以后的晚清了。鸦片战争后，闭关锁国一百多年的清政府被迫打开了大门，西方近代科学与技术开始进入中国。主角仍然是“传教士”，不过他们不再属于天主教耶稣会，而是属于基督教新教，代表人物是马礼逊、麦都思、郭实腊、裨治文等。

首先进入中国人视野的是西方的近代机械技术。魏源《海国图志》曾收录郭实腊《贸易通志》（1840 年刊行）中对各种蒸汽机械的赞美：“遂造火轮舟，舟中置釜，以火沸水，蒸入长铁管，击轮速转，一点钟时，可行三十余里。翻涛喷雪，溯流破浪，其速如飞。不论风之顺逆，风之有无，潮之长落，溜之上下，借阴阳之鞲鞴，施造化之鹿卢，巧矣极矣”；“且火机所拖，不独舟也，又有火轮车，车旁插铁管煮水，压蒸动轮，其后竖缚数十车，皆被火车拉动，每一时走四十余里。无马无驴，如翼自飞”；“此外又有火轮车，凡布帛不假人力而自成织，巧夺天工矣”。 1853 年，在香港出版的《遐迩贯珍》曾有“火船机制述略”一文，“将火船机制之理，简略论之”，并画简单“筒式”图以解释“水气机”（蒸汽机）的工作原理。 可见当时中国人已经对西方火车、蒸汽机和纺纱机有所了解，可以想象这给中国传统知识分子带来了多么巨大的冲击。

鸦片战争的失利使中国知识阶层对待西方近代科技的态度有所转变。不少人开始接触和学习近代科学知识，走在前列的代表人物有王韬 、管嗣复 、张福僖 等。其中对西方近代工程学知识传入贡献最大的是李善兰。

李善兰（1811—1882），字竟芳，浙江海宁人。自小迷恋数学的李善兰在 15岁时便通习《几何原本》前六卷（晚明利玛窦、徐光启所译）。35 岁时，他已是远近闻名的科学家，刻印了《方圆阐幽》、《弧矢启秘》和《对数探源》三种数学著作。1852 年，李善兰进入上海墨海书馆，与伟烈亚力等传教士合作翻译《几何原本》后九卷、《植物学》、《代数学》、《谈天》等近代科学著作。

1859 年，李善兰与传教士艾约瑟合作翻译的《重学》一书出版，成为近代介绍进中国的第一部比较系统的西方力学著作。研究表明，《重学》所据底本为英国科学家胡威力的《初等力学教程》（An Elementary Treatise on Mechanics），《初等力学教程》是当时英国大学的物理学教科书，从理论到计算基本包括了大学本科基础力学知识的全部内容。 《重学》共二十卷，除“胡氏所著凡十七卷”，又“益以《流质重学》三卷”。在书中，李善兰将“重学”分为静重学和动重学两类，并分别列举了静重学与动重学的器具，介绍了其工作的原理。与明末清初相比，除了重心、简单机械、单摆和少数流体力学的知识外，《重学》所介绍的其他力学知识都是第一次传入中国，而且知识体系更完整、丰富。 李善兰在《重学》序言中称：“自明万历迄今，畴人子弟皆能通几何矣，顾未知重学。……制器考天之理，皆寓于其中矣。今欧罗巴各国日益强盛，为中国边患。推原其故，制器精也”。

与明末清初相比，这次西学东渐使更多知识分子有机会接触到西方工业革命的新成果。他们或由于“格物穷理”、“格物致知”的兴趣，或处于“师夷制夷”、“救国图存”的考虑，积极学习西方先进科学技术，并将之应用于军事、民用各个方面，影响范围和深度比前一次更广、更深。

（三）近代工程学著作的翻译

《几何原本》、《代数学》、《重学》等西方科学著作的译介为近代工程学传入中国打下了学科基础。19 世纪下半叶，部分近代工程学著作开始被翻译进中国。在近代工程学著作翻译方面贡献最大的是江南制造局翻译馆。

1865 年，李鸿章与丁日昌依靠容闳购买的外国机器在上海创办了江南制造总局，分设“机器厂”、“汽炉厂”、“铸铜铁厂”、“熟铁厂”等厂，并设独立“煤栈”，规模宏大。 1867 年，徐寿向该局总办提议设立翻译馆“将西国要书译出，不独自增识见，并可刊印播传，以便国人今知”。 ^[4]

1868 年 6 月，江南制造局翻译馆正式开馆。1871 年开始正式出书，最早出版的是《运规约指》和《开煤要法》。据统计，在江南制造局翻译馆 40 余年的译书活动中，翻译西书约 200 种，各门类数量如下表 1—1 所示：

资料来源：张增一：《江南制造局的译书活动》，《历史研究》，1996 年第 3 期。

除“兵政”和“兵学”外，近代土木工程（“铁路”）和矿冶工程（“冶炼工艺化工”）类书籍数量为最多。从近代工程学分类角度看，土木工程相关译著有《铁路丛考》、《海塘辑要》、《铁路纪要》；矿冶工程有《金石识别》、《宝藏与焉》、《相地探金石法》、《求矿指南》、《银矿指南》、《探矿取金》、《开煤要法》、《井矿工程》、《金石表》、《石印开矿器法图说》、《冶金录》、《铸金略论》、《金工教范》、《炼金新语》、《制羼金法》、《炼石编》、《铸钱工艺》、《炼钢要言》；电机工程有《无线电报》、《电气度镍》、《通物电光》、《电气镀金略法》；机械工程有《汽机必以》、《制机理法》、《汽机发轫》、《汽机新制》、《汽机中西名目表》、《兵船汽机》；化学工程有《制火药法》、《煤油法》、《取滤火油法》、《造洋漆法》等。

在翻译馆的译书活动中，不得不提的人是傅兰雅。1867 年下半年到 1868年上半年，傅兰雅共译出西书四种：《汽机发轫》、《汽机问答》、《运规约指》和《泰西采煤图说》。四书均与机器制造密切相关，是我国最早出版的一批机械和矿业工程的译著。之后，傅兰雅还翻译了一系列与“工程”直接相关的书籍，例如《井矿工程》（1879）、《行军铁路工程》（1894）、《营工要览》（1894）、《工程致富论略》（1894）、《开矿器法图说》（1899）。 据统计，傅兰雅在三十年的译书生涯中共翻译西书 129 种，涉及基础科学（57 种）、应用科学（48 种）、军事科学（14 种）、社会科学（10 种）等各方面。其中应用科学的 48 种里包含了制造18 种，工程测量 10 种，医药卫生 8 种，航海工程 5 种，农业 2 种，其他 5 种。 中国近代很多重要的工程学著作皆由傅兰雅译入。

伴随着西方近代工程学著作的传入，中国本土知识分子开始致力于近代工程技术的提高。1865 年，徐寿在既无图纸、又无模型仿照、更无外国工程师指导的情况下，仅靠《博物新编》（1855 年，合信译）等书的介绍，制造出了中国第一艘蒸汽轮船，将中国近代工程技术向前推进了一大步。

[1] 关于西方古代“工程师”（实际上是技术人员）的研究可参阅L. Sprague de Camp， The Ancient Engineers ，Doubleday，1963.

[2] Carl Mitcham. Thinking Through Technology ： The Path Between Engineering and Philosphy .Chicago：University of Chicago Press，1994. p. 144.

[3] 【美】欧阳莹之（Sunny Y. Auyang）著、李啸虎等译：《工程学：无尽的前沿》（ Engineer ing ： An Endless Frontier ），上海：上海科技教育出版社，2008 年 10 月，第 140 页。

[4] 傅兰雅：《江南制造总局翻译西书事略》（ An Account of the Translation Department at the Kiangnan Arsenal ），收入【美】戴吉礼（ Ferdinand Dagenais）主编：《傅兰雅档案》（ The John Fryer Papers ），第二卷，桂林：广西师范大学出版社，2010 年 3 月，第 534、535 页。 a20XAKlHzaHEC0Q2F5iXXv+Ana8HXJXmUEkfvX294O1lq5OKS3lCwTJrEem8Dqo3