郑复光及其《费隐与知录》

⊙陈晓红[中国科普研究所， 北京 100081]

一、生平及交游考

清代的生员可分为三等，一等为凛膳生员，简称凛生，每年领取白银四两；二等为增广生员，简称增生；三等为附学生员，简称附生。这三等生员通过考试或捐纳等方式可以成为“国子监生”。“国子监生”是贡生和监生的统称，名目繁多，常设的贡、监生名色共有十种，其中贡生有六种:岁贡、恩贡、拔贡、优贡、副贡、例贡；监生有四种:恩监、荫监、优监、例监。从乾隆朝以后，监生专指由捐纳而得，这包括生员捐贡和俊秀捐监两种。捐监最早开始于明景帝，顺治六年(1649)，因筹集兵饷开始实行捐监制度，士子们通过输银捐纳就可在国子监学习后取得“监生”资格。从此，捐监成为通行于清朝任何一个时期的捐纳方式。清初的捐监继续采用明朝的纳粟制度，乾隆十年开始以银纳监。后来，由于捐纳常开，规定也可以根据需要因地制宜地捐纳其他物品。捐监的数额不但根据凛生、增生、附生、武生、青衣生、俊秀依次递增，还因时代、地域、粮价和人口的不同而有所变化。“对于拥有80亩土地的中小地主家庭，捐纳一个监生至少需要三年以上的积蓄；占有三四十亩土地的自耕农中、上等户，则需五六年。”②“顺治十一年题准，生员纳米三百石准贡，俊秀捐米二百石准人监读书。又康熙七年，生员纳银二百两，或米六百石，亦可送监读书。”③

道光皇帝在位三十年，捐监总数达315825人，加上直隶的京捐，总数在三十二万人之多，相当于同期进士人数的三十二倍，举人人数的五倍，仅捐监一项，便卖得白银3388万两。可见，捐监成为很多家境殷富而参加科举未第的士人的最优选择。虽然对于郑复光的家境没有直接记载，但是通过对其监生身份的考证可知，比起家境贫寒而只能通过科举进身仕途的其他学人，他有进行广泛游历以及一系列实验证明的物质条件。《歙县志》记载：“少游扬州，见取影灯戏，归而大究光影之理，著《镜镜痴》一书。”④扬州当时是徽商的聚集地，扬州的发展同徽商的推动密不可分。郑复光少时在扬州的游历所产生的影响不仅仅是视野的开阔，还使其对科学产生了浓厚兴趣。《歙县志》还记载“：其师吴与妻妾具殁于京邸，无嗣，复光醵资为葬于石榴庄义园。”⑤郑复光除在安徽结交了很多志同之士以外，还在京游历，增广见闻。

（一）郑复光的监生身份

（二）交游

1.包世臣

为郑复光的《费隐与知录》作序的是包世臣，其中指出：“郑君元甫予以世交相习数十年，闻其能通西法而已，道光辛丑同客豫章，过从既久，乃出示所著《费隐与知录》二百余则，予受而读之。”可见，郑复光与包世臣不仅是世交，并且相交较深。郑复光将《费隐与知录》交予包世臣，并托其作序并不是一时兴起，而是通过长时间的交往和了解。对于包世臣的了解可以更好地理解郑复光及《费隐与知录》创作的背景及主要思想。

包世臣(1775—1855)，字慎伯，号倦翁，安徽泾县人，嘉庆十三年考中举人，但并未考中进士。后参与举人大挑，名列一等，以知县分发江西。后长期游幕，至60岁才任江西新喻(今江西新余)知县。在其任职的一年多时间内，清除积弊，殊具政声，后被诬以“擅变归章，迹涉科敛”罪名而罢官。著作有《中衡一勺》《艺舟双揖》《管情三义》《齐民四术》。由于泾县在东汉时称为安吴县，此四本书便以《安吴四种》作为统一书名。

包世臣的父亲以设馆教徒为业，其所得不足以维持一家生计，不得不靠其母亲与妹妹做女红补贴家用。由于17岁那年其父得了重病，包世臣尝“租屋旁地十畦，艺蔬果弩于市，以给擅粥汤药”。此后，包世臣曾继承父业，外出做塾师以赡养家庭。年稍长，包世臣“继而喜兵家言，善经济之学”，安徽巡抚朱挂“以贾生相许”，“手书召至署，垂询练乡兵、安江贼事宜”，楚左参赞明亮亦曾礼聘之，“使治戎事”。包世臣于是弃馆而就幕，以布衣遨游于公卿间，先后受聘于陶澎、裕谦、杨芳等人幕府，逐步历练成为一个备受封疆大吏推重的全才型的幕僚。晚年寓居金陵，咸丰五年(1855)卒，享年81岁。包世臣一生致力于经世致用之学，对于槽务、盐政、货币、农政、河工、赋税、律例、兵事、中外贸易及历代掌故等都有深入的研究或广泛的涉猎。在许多问题上形成了自己的独特见解，提出了改革的主张。

据《东华录》记载，从嘉庆元年（1796）到道光二十年（1840）的四年内，席卷各地的武装暴动、民众起义共达93次之多，与此同时，英国侵略者还运来了大批鸦片，数量从嘉庆五年（1800）的激增至道光十八年（1838）的4002万箱。由此，在嘉道年间出现了中国近代地主阶级改革派(或说经世派)。有研究学者认为从地域来说，经世派基本上分布在三个地区。一是湖南省，如陶澍、魏源、贺长龄、汤鹏、严如煜、贺熙龄、唐鉴、黄冕、严正基等人，以陶澍和魏源为代表。二是闽浙两省，如福建的林则徐、张际亮、陈寿祺、陈庆镛，浙江的龚自珍、陈文述、金庆麟等人，以林则徐、龚自珍为代表。三是两江省，如安徽的包世臣、姚莹、夏燮、王凤生，江苏的洪亮吉、李兆洛、阮元、周济、吴挺、潘德舆，江西的黄爵滋、王赠芳等人，以包世臣、黄爵滋为代表。包世臣和经世派人士陶澍、林则徐、魏源、龚自珍等，都有过广泛深入的交往，特别和李兆洛、周济、张琦、刘逢禄等常州学派来往密切。当时，“东南大吏每遇兵、荒、河、漕、盐诸巨政，无不屈节咨询，世臣亦慷慨言之。虽有用有不用，而其言皆足以传于后。”⑥

包世臣的经世思想主要表现在三个方面：一为批判宋学、汉学对思想的禁锢。二是注重实践和调查。他“所至之处，博访周谘，遇宿士方闻，质疑求是；遇樵夫、渔师、舟子、舆人、罪隶、退卒，邂逅之间，亦必己导之使言，是者识之，否者置之。于是，悉知水陆之险易，物力之丰耗，官场之情伪，穷惨之疾苦。”⑦三是强调经世之学。包世臣主张关心国计民生，讲求学以致用，“士者，事也，士无专事，凡民事皆大事也。”⑧其力倡实学经世，“凡事之无系从违，人之无当兴衰者”，“而拨乱反正，端重人事，人事修，天运变，不善者善之资”。⑨

包世臣与魏源关系最密切。虽然包世臣比魏源年长19岁，但由于二人经历相似而成了忘年之交，包世臣称魏源为“默深老弟”。从现有的资料来着，他们的交往始于魏源充任江苏布政使贺长龄的幕僚、协助贺编辑《皇朝经世文编》期间。⑩

2.俞正燮

中国古代天文、历法家，大都兼通数学，故而统称之为历算家或“畴人”。《畴人传续编》第三卷程恩泽条的作者是俞正燮和郑复光，此二人记录了程恩泽的主要科学成就，也对俞正燮有所介绍：“交友最善者，俞正燮，字理初，歙县人，道光元年举人，负绝人之资，笃好读书”，“凡理初手成宏钜书不自名者甚伙。年逾六十而聪，疆审密不备。自著为癸巳类稿十五卷。”⑪此处记载的俞正燮就是理初学派的创始人，理初学派即因其字理初而得名。理初学派是清代嘉道时期思想领域颇具影响的一个学术流派，除该派的创始人俞正燮外，程恩泽、汪文台、汤球、程鸿诏等人都是其核心成员。理初学派的主要思想特点为：“经乾嘉学者弘扬的以求真为基础的实证学风；嘉庆以后不悖求真而又注重经世致用的价值取向；以调和汉宋、融合中西为标志的调适精神；治学领域有所扩展，大多趋于博通。”⑫

《畴人传续编·程恩泽》条中对郑复光与程恩泽的交往有记载：“（程恩泽）学识超时俗，六艺九流皆好学深思，心知其意。尝谓近人治算由九章以通四元，可谓发明绝学，而仪器则罕有传者。乃与郑君复光有修复古仪器之约。”⑬可见二人在治学态度和治学方法上颇有共识。由此可见，郑复光同以俞正燮、程恩泽为代表的理初学派在治学思想及研究方法上有共同之处。正是“实证学风”“不悖求真而又注重经世致用的价值取向”“博通”的治学思想使得郑复光选择了用简洁的语言来传播各种科学知识和科学思想的方式来达到经世致用的目的。《费隐与知录》所具有的科普精神也正是体现在理初学派的这些治学思想里，正如包世臣在《费隐与知录序》中所说：“当郑君之未说也，循其迹，几于圣人所不知，及其既说，而目验之，则夫妇之所与知也。”

3.汪莱、李锐

受到古徽州一带盛行乾嘉学派“皖派”后学的影响，作为戴震后代传人的汪莱、李锐、凌廷堪、罗士琳等科学家在数学和天文历法问题方面颇有建树。包世臣在《费隐与知录序》中指出：“近世盛行西法，自乾隆之季迄今，以算学知名者十数，而歙汪莱孝婴、吴李锐四香之名尤著，二君皆与予善，予尝招集于秦淮水榭，二君各言中西得失之故，龈龈辨论不可合。”⑭论及郑复光与此二人的交往，其序记曰：“郑君性沉默不欲多上人，与汪君同里，李君亦所朝夕，而名则远逊。”⑮可见，郑复光与汪莱、李锐等人朝夕相处，也就有机会就科学方面的问题加以探讨。但是，汪莱、李锐等人所做的工作是纯粹的科学工作，而郑复光所致力的却不仅仅是科学研究，还有科学的普及工作。《费隐与知录序》曰：“予既不习此，无以质君与二君之优劣。然予闻二君（汪莱、李锐）言如梦寐，而读君（郑复光）书则涣然若冰释，则郑君远矣。是书也，不仅能穷物理之极，且使天下嗣后见事之奇怪者知物理自然之常，而得免其惊骇。是至庸而至奇。真宇宙不可少之书。”⑯“所说皆世人惊骇，以为灾祥奇怪之事。而郑君推本说之，或以物性而殊，或以地形而变，或以目力而别，明白平易，如指诸掌。”⑰由此可见，郑复光在理解并掌握科学知识、科学规律和科学原理的基础上，联系日常生活的现象，用平易、朴实、浅显的语言解释这些道理，其意在为后嗣介绍这些科学道理。这些具有科普精神的特点使得该书有广泛的可推广和可接受性。

《费隐与知录》以问答式体例写成，内容涉及物理、天文、气象、地理、生物、化学、医药、烹饪等学科领域，主要针对一些看似让人惊骇的自然现象，天地、风云、日月、星辰、雷雨、霜雪、寒暑、潮汐、水火、旱涝、饮食、器具、人体、鸟兽、虫鱼、草木、花卉等方面，进行详细的解说，共二百二十多条。王锦光先生在《费隐与知录》发凡中指出“，费隐与知”取自《中庸》“：君之道费而隐。夫妇之愚，可以与知焉。”

郑复光擅长光学，其所著还有《镜镜 痴》，因此《费隐与知录》中也有关于光学问题的条目，共二十多条，约占全书的十分之一，是其《镜镜痴》的补充。其中有关小孔成象的进一步讨论，是其中的亮点。《费隐与知录》第77条“隙无定形，漏日恒圆”曰：“凡光照平壁，皆见光体所发之光而不见光之体形。故中隔片版，则见版景；使版有方孔，则版景中现孔方光。若引版渐远于壁，则孔之光渐模糊；再远则方孔变为圆光而极清；若再远则仍是圆形，其光渐大而淡矣。”这揭示了小孔成象的实验全过程，并给予了明确的解释，如屏与孔相距很近，屏上成正像；渐远，模糊无像；再远，才出现倒像。第69条记录了冰透镜取火的实验全过程“：问：‘《博物志》云，削冰令圆，向日，以艾承景则有火，何理？’曰‘：余初亦有是疑。后乃试而得之。盖冰之明澈，不减水晶，而取火之理在乎镜凸。嘉庆已卯 (即1819年)，余寓东淘(即今江苏省东台县)，时冰甚厚，削而试之，甚难得圆，或凸而不光平，但不能收光。因思得一法：取锡壶底微凹者，贮热水旋而熨之，遂光明如镜，火煤试之而验，但须日光盛，冰明莹形大而凸稍浅，经约三寸，外限须约二尺，又须靠稳不摇方得，且稍缓平。盖火生于日之热，虽不系镜质，然冰有寒气能减日热，故须凸浅径大，使寒气远而力足焉。’”这一条目在热与光的关系上，提出了“透光即如透火”“能透光即能透暖”的论点，就是光线能照射到的地方，同时也能把热传播到该处，并且解释了“透气”（即对流）传热“，隔物自生”（即传导）热，如“隔锅煮水，锅热则水沸矣”；同时注意到黑色物质对热辐射的吸收能力最强，“取火承光，纸煤非惟燥性相就，光到黑处更浓也”；而白色物质对热辐射的吸收能力最弱“，独自纸承光，竟不得光”。

二、《费隐与知录》的内容及思想特点

在流体力学方面还阐述了西方传教士所介绍的浮力定律，而且对浮力与比重的关系作了探讨；不仅说明了虹吸管的吸水原理，而且对古代借助火熏汲水的“过山龙”和中医所用“拔火罐”的工作原理做出了详细的解释。

由于农业社会最关心的还是天气问题，《费隐与知录》中有相当篇幅是关于气象方面的内容。郑复光不但指出要掌握预测气象的基本规律，还强调应结合具体的地理条件预测天气。《费隐与知录》中还录了许多地方性气象谚语，并结合实际情况对这些谚语的合理性进行分析。比如在谈及“雨”的成因时，他认为“雨”是水受热蒸发，遇冷凝结所成，并对“龙之行雨”的迷信说法提出了批判。他认为“雷击”是“气类相感”的结果，批判了雷公电母的传统观念。由此可以看出，郑复光在《费隐与知录》中所传播的不仅仅是科学知识，更重要的是传播了一种科学精神。

三、《费隐与知录》中的科学哲学思想及实验精神

在《费隐与知录》开篇，郑复光就介绍了西方的四元素说，也就是其在《费隐与知录》中所称“四行说”，并对其进行了详细的论证和解释。“四元素说”源自亚里士多德，明末清初由传教士传入中国，经过明清两代的传播，在当时的学人科学思想中有一定的影响。但是，郑复光虽然承认其《费隐与知录》本于西学，而其对西方科学的基本观点则是“信其可信者也”。这也是其采用实验方法来证明科学原理正确性的思想基础。但有学者证明⑱，由于南怀仁在传播西方科学上的影响，郑复光对其学说深信不疑，现概述如下，由此可管窥郑复光科学思想的渊源。

南怀仁为比利时耶稣会士，1656年启程来华，1658年抵澳门，次年赴西安传教，不久受顺治皇帝邀请，于1660年到北京，协助汤若望治天文历法，后又受命管理钦天监监务，并一度担任钦天监监副。南怀仁是继汤若望之后来华的最重要的传教士。南怀仁与康熙皇帝过从甚密，康熙皇帝在其病逝后亲自为其撰写祭文和碑文，并赐谥号“勤敏”。南怀仁在天文历法方面写成了一部著作——《灵台仪象志》。该书因其对西方科学知识的细致阐述被当时学习西方天文仪器制作及相关科学知识的学人奉为经典。其中也记录了有关指南针原理的见解。在《大地之方向并方向之所以然》条中，南怀仁集中阐述了其指南针理论，基本观点是：地球自身具有恒定的南北取向，该取向取决于地球的南北两极。地球内部有贯穿于南北两极的脉络，这些脉络在性质上属于构成万物的四种基本元素之一的“纯土”，它们蕴含着向南北两极之气。铁和吸铁石都是由这种“纯土”组成的，所以蕴含了同样指向南北的气。因此，由铁制成的磁针在这种气的驱动下自然会经过转动使其取向与当地的地脉相一致。而地脉与地平线的夹角，则决定了当地的磁倾角。当地脉有东西向偏差或周围有铁干扰的情况下，指南针所指的方向也会有偏差，于是磁偏角也就产生了。

而郑复光在《费隐与知录》中也有关于指南针的解说。“问：铁能指南，何以中国偏东？而西洋人又谓在大浪山东则指西，在大浪山西则指东，帷正到大浪山则指南，其说可信乎？曰：西说既非身亲，姑可不论，而中国偏东，京都五度，金陵三度……既见诸书，确然无疑，而偏则各地不同，从《仪象志图》悟得是各顺其地脉也。地脉根两极南北，如植物出土皆指天顶，但不能不稍曲焉耳。惟植物尚小，又生长活动，故曲较大，不似地为一成之质，其脉长大，故曲处甚微焉。又地脉之根，止有地心一线，其处最直，而渐及地面不无稍曲。针为地脉牵掣，故偏亦甚微。”所谓《仪象志图》，就是南怀仁的《灵台仪象志》。郑复光的这段话既回应了熊三拔的大浪山传说(但两者的表述并不相同)，又说明了磁偏角的形成原因。将他的陈说与南怀仁的论述相对比，可以发现，郑复光对此问题的阐释实际上是对南怀仁理论的注解，二者一脉相承。针对此问题，郑复光还自设了另一组问答：“曰：针为铁造，铁顺地脉，向南向北，自因生块本所致然，理也。追制成针，铁向南处，未必恰值针秒，且针本不指南，磨磁乃然。(曾闻针本指南，余试以寸针，知不确矣。墨林兄以为确，试之而验，但不甚灵耳。是用绣花针，盖小而轻，较灵也。)而《仪象志》又谓烧红之铁铜丝悬之，既复原冷，两端自转而向南北。又旧墙砖如铁锈者亦然。夫针或因磨处在蛾，故蛾独灵，若烧红则全铁入火，何以独娥指南？曰:铁若圆形，无由知其指南。针是长形，虽各处皆欲指南，必辗转相就，然后分向南北，不得不在其蛾矣。……磁石本体生于地脉，有向南处，有向北处，针秒磨向南处则指南，磨向北处则指北。……沈存中《梦溪笔谈》云：针磨磁石指南，有磨而指北者。余试以罗经持石其旁，针或相指，或亦不动，即转石则针必转。追至针端恰指石时，即作识石上，石转一周，必有红黑两识。乃别取针，不拘用秒用本，磨红识处则指南，磨黑识处则指北，百试无爽。乃知沈盖尝试而为是言，第不详耳。(或谓有磨而指东西北者，故必试准乃用，臆说也。)《高厚蒙求》云：针必淬火，不然虽养磁石经年，终不能得指南之性。余磨之即时指南，说乃未确。然宜从之。观《仪象志》有烧红之语，可知盖物久露则本性不纯。(蓄磁必藏铁屑中或水内，亦此理。)烧红则变化使复其旧矣。淬水则铁弥坚，殆助其力之意。凡针材亦本有火也。”

“从这组问答中可以看出郑复光的实验精神：他质疑铁针不经磁化就能指南的说法，用的是实验的方法；他检验沈括的说法，用的是实验的方法；他否定《高厚蒙求》的判断，用的还是实验的方法，唯独对于《灵台仪象志》说的旧墙内生铁锈之砖烧红冷却即能指南的说法深信不疑，不肯一试。《费隐与知录》一书共包括225条，其中谈到指南针的只有两条，而这两条的基本内容都是对南怀仁理论的发挥。”⑲由此可见，郑复光科学理论和科学精神的形成受到了南怀仁科学思想的深刻影响。

郑复光是晚清科学家，其所著的《费隐与知录》一书具有科普作品的特点。在“经世致用”哲学思想的指导下，郑复光本人在科学上孜孜探求，并尝试通过平易的语言解释复杂的科学问题，还将焦点集中在同百姓生活息息相关的气象等方面。这些对科学带有主观能动性的传播是早期知识分子自发传播科学的一种方式。通过对郑复光及其《费隐与知录》的解读也使得我们初步了解了早期科学家群体的状况。

①④⑤ 许承尧等编.歙县志[M].1937：1590，1590,1591.

② 王跃生.清代“生监”的人数计量及其社会构成[J].南开大学学报，1989(1).

③ 许大龄.清代捐纳制[J].度.燕京学报，专号22，1950.

⑥ 蔡冠洛.清七百名人传[M].北京：中国书店，1984：1798.

⑦ 胡韫玉.晚清名儒年谱影印本之《包慎伯先生年谱》[M].北京：北京图书馆出版社,2006:8.

⑧包世臣.赵平湖政事五篇叙.《安吴四种》卷10.

⑨包世臣.与周保绪论晋略书.《安吴四种》卷10.

⑩ 郑大华.包世臣与嘉道年间的学风转变.安徽史学,2006(4).

⑪ （清）罗士琳撰.畴人传续编.清光绪二十二年刻本，卷三.

⑫舒习龙.理初学派的历史地理研究——以俞正燮、程恩泽为例[J].湖南文理学院学报(社会科学版),2008(7).

⑬ （清）罗士琳撰.畴人传续编.清光绪二十二年刻本，卷三.

⑭⑮⑯⑰ 郑复光.费隐与知录[M].上海：上海科学技术出版社,1985:1.

⑱⑲ 参见关增建.指南针理论在中国历史上的演变[J].自然科学史研究,2005(2).