西学东渐以来“势”涵义的传承与演变*——基于力学和电学知识的探讨

冯书静，仪德刚

（内蒙古师范大学科学技术史研究院，内蒙古　呼和浩特　010022）

西学东渐以来“势”涵义的传承与演变*——基于力学和电学知识的探讨

冯书静，仪德刚

（内蒙古师范大学科学技术史研究院，内蒙古呼和浩特010022）

以两次西学东渐以来与力学知识相关的科技著作为研究对象，探讨中西力学知识交流过程中“势”字内涵的延续及变化.研究发现在明末清初第一次西学东渐的科技著作中，“势”内涵以延续中国传统文化中的状态、水势、趋势等涵义为主.在晚清第二次西学东渐时期，“势”不仅继承了中国传统文化内涵，而且发生了多种演变，既被逐渐量化，用于表达火炮的杀伤力及火药爆炸时释放的能量；亦被引申到新引进的电学知识中用于表示电动势、电位等；还被挪用于表示相似三角形中的相似之意.尽管中国学者在这一时期尚未把“势”与力、能量、动量、电势等概念界定清楚，甚至译著中的相关术语常被混用，但依然能看出西学东渐时期“势”内涵本土化的过程.

西学东渐；势；内涵；传承；演变

自古以来，在中国的传统文化中，“势”字广受人们的喜爱，它不仅蕴含了集文史哲于一身的人文学科抽象内涵，而且被广泛用于描述自然现象中的“力”、“能量”等涵义.此外，明末以后，随着西方科学知识的传入，“势”又被用于表达自然科学领域中人造物的“力”、“能量”、“电动势”等物理概念.尽管对“势”的探讨古已有之，且从20世纪后半叶以来，当代学者亦对“势”观念的思想文化渊源进行了不同层次的梳理探究；然而目前对西学东渐以来“势”涵义的传承与演变的梳理和探究较为鲜见.鉴于此，笔者将对两次西学东渐以来的科技著作进行梳理，考察“势”在受到西方近代科学知识的冲击时，其涵义的传承和演变情况；同时，探究跨文化的知识传播过程中，中国知识界与西方传教士在对“势”字的运用中采取什么样的方式进行纳古吐新，将其应用于近代物理学和力学.

1　两次西学东渐后“势”涵义的传承

在中国的传统文化中，“势”由生活语言逐渐演化为蕴含人文、社会、自然等多学科的抽象概念，有其独特的文化传承与演变.研究发现古人将生活、生产中的“势”进行了扩展和升华，一方面把自然界中各种力的现象如浮力、重力等用“势”来表达；另一方面又把自然现象中的流水所蕴含的“能量”或“动量”用“水势”来描述；同时，古人还常用“势”描述事物的“形状、状态、式样”；用“势必”表示一定或不可逆转的趋势；等等①对于“势”在中国古代表示与力、能量相关的涵义及变化，笔者在另外一篇文章中已作过详细探讨..对于“势”的这些传统内涵，明末西学传入以后受到不同程度的影响，然其“形状、状态、式样”、“能量”、“一定、势必”等内涵依然传承下来，且延用至今.下面以两次西学东渐后经典科技著作中的“势”术语为对象，考察“势”字传统内涵的传承和应用.

明末西学东渐时期由德国传教士邓玉函口述，明朝学士王徵笔述、绘图所著的《远西奇器图说录最》，作为第一部系统介绍西方力学和机械知识的中文译著，对其后西方科学知识在中国的传播有着深远的影响.在此对该书中有关“势”的应用进行考察，探寻中西文化交融中“势”涵义的传承情况.如：轮势多端，论其辋有长有侧.[1]

图1所示“轮势”的多样性不仅指轮毂长短，还指轮毂的大小和轮辐的长短、数量，故此“势”乃样式、形状，沿用其传统涵义.另外此时人们根据“势”的具体使用情况赋予其不同含义，反映出人们对“势”的认识和使用逐渐成熟.此后，方以智所著《物理小识》一书中有18处用到“势”，其内涵相当丰富，但多数还是沿用中国传统文化观念中的“势”涵义.如：喻皓有營舍法，歐陽歸田錄，開寶寺塔，喻皓所造，勢傾西北.皓曰：風吹百年當正.[2]这里讲北宋初年，喻皓建造开宝寺塔，然塔初建成时，其身略向西北倾斜；对此，喻皓解释：京师地平，且多刮西北风，塔身略向西北倾斜可以抵抗风力，约一百年塔身即可被风吹正.“势”在这里表示塔身倾斜的“状态、姿势”，依然传承古人对其涵义的认识和应用.

图1　“轮势”示意图Fig.1　Diagram of the wheel type

第二次西学东渐时期，尽管西学传播的知识面广量大，译著品种繁多，影响了晚清的整个学界，但是中国两千多年的文化传统依然是根深蒂固的，通过对这一时期科技译著中“势”的探究，可看出时下国人对传统文化的继承和发扬.如《兵船炮法》言：令枪管窄于弹径，以免弹隙泄气，……令弹在炮管，已循线旋动，及出枪口后，仍不改其旋动之势.[3]原文“不改其旋动之势”意指来复枪的子弹在出枪口后的运动状态或运动趋势不变，此处“势”蕴含运动“状态或趋势”之意.在中西文化融合过程中，尽管创造了许多由“势”组成的新术语，如“轮势”、“动势”等，然其仍表示“式样”、“状态”、“趋势”之意，延续了传统文化中的“势”涵义.

此外，在中国传统力学知识中，“势”在表达能量涵义时，多用于描述自然界现象中的能量，譬如“火势”、“水势”等；然而西学东渐以后，人们开始用“势”表达人造物工作时所产生的各种能量.不过用“势”描述自然界现象中的能量的用法仍在延续.

如《远西奇器图说录最》言：先为大立轮，层累而上，为三有齿之轮，與三龙尾车，上端轮齿各相合，柱下为平轮，轮之齿，各以立板作之，外端弯曲如杓样，向水势衝处，水衝其杓，杓杓相推，则大立柱自转，而三龙尾车自然依次而上水矣.[1]20A由原文语境可知，“向水势冲处”指将（平轮）放置在水流动能或重力势能较大的地方.当然，此处水势不单包含能量的大小，还有水流方向，因此，该“水势”同时蕴含“动能、重力势能”和“动量”之意.可见“势”的传统内涵仍被传承下来，时至今日，人们日常生活中依然在用“水势”.

“势”的另一种用法“势必”，自古有之，即使两次西学东渐亦未改变，且沿用至今.这里对其不再详加解说.

此外，笔者对西学东渐以来科技著作中“势”涵义的传承做了统计，见表1.

表1　“势”涵义的传承Tab.1　The inheritance of the meaning of“potential”

续表1　“势”涵义的传承

统观上文所述“势”传统涵义的沿用可知，尽管时下人们受到西方科学知识的影响，但“势”在很大程度上依然传承了本土文化内涵，诸如生活中的“势必”，生产实践中的“式样”、“状态”、“趋势”、“水势”等等.另外，西学东渐以后，“势”涵义的确发生了变化，其内涵在力学、电学等译著中均有新的扩展.

2　西学东渐以来科技译著中“势”涵义的演变

第二次鸦片战争失败后，以学习西方坚船利炮和科学技术为中心内容、以求强求富为目标的洋务运动因之而起；而且围绕着这一运动，19世纪60年代至90年代，翻译、介绍西方兵工文化、科学技术，成为中国输入西学的主体部分.[25]对该时期科技译著中的“势”进行考察，我们发现传统的“势”逐渐被赋予新的涵义；而且在晚清知识分子与西方传教士合作翻译西学书籍时，他们采用中国本土文化中的“势”创造新的科技术语以介绍西方科技知识，其突出表现在力学、电学等译著中，如用“等势三角形”表达“相似三角形”，用“势”表达人造物存在的能量、动量，用“电势”表示“电动势”或“电位”，等等.足见，第二次西学东渐以后，由“势”创造的新术语越来越多，其内涵演变也愈加丰富.

2.1力学译著中“势”字内涵

翻译作为一种跨文化交流，是用一种文化解读另一种文化.《重学》（1859）作为晚清传入我国的第一部系统介绍经典力学的译著，李善兰和艾约瑟在书中灵活运用“势”，赋予其新的内涵，如：

图甲乙为杆之无定方向，寅丙卯为地平线，巳甲寅、午卯乙为二垂线，……以等势三角形言之，丙乙、丙甲与丙卯、丙寅同比例，故巳午与丙卯、丙寅亦同比例，……[7]

图2　等势三角形示意图Fig.2　Diagram of Equipotential triangle

另外，在没有“曲率”概念的情况下，古人用“圆势”表达曲面的方法在算术中鲜见，但在西学东渐的科技译著中可以看到此用法，如：

问水平测量与地球圆势相符否？答：水平苗头既平且直，而地球面凸，若两处相距过远，其间则与水平不符，如图甲乙丙为地球面，甲丁为千里镜所视直线，若甲丁相距十里，则丙丁相差七尺有余，必除此七尺余之数方为球面真平.[17]4A

原文讲述水平测量与地球曲面是否相符的问题，如图3举例给出相距甚远的甲、丙两处，丙在水平面投影为丁，测量得知甲丁相距十里，丁丙相距七尺，可知，水平测量的甲丁并非球面甲乙丙，而丁点铅垂线以下七尺处的丙点才是球面真平处.可见相距过远的两处，水平测量距离与地球曲面不相符，此处“圆势”指地球曲面走向、趋势.尔后，史砥尔在《格物质学·静水学》中也用到“圆势”，但其涵义有所不同，如：

图3　“地球圆势”示意图Fig.3　Diagram of the spherical potential of the Earth

这段文字与上文讲到的“水平测量与地球圆势相符否”问题一样，均说明幅员辽阔之处，水平面与地球曲面不同；然而这里的“圆势”涵义更明确，从图4看，“圆势”指矢高hCD；原文给出“圆势”的计算方法，即相距一英里的两地，“圆势”为8英寸，则相距n英里，“圆势”为n2×8，同时给出华尺计量下“圆势”计算方法.尽管以上两处都用“圆势”表达相距较远的两地，水平距离与曲面距离不等，但是其涵义不同，《格物入门》中“圆势”定性描述地球曲面走向、趋势，《格物质学·静水学》中“圆势”定量表达矢长、矢高.可见，在晚清中西文化的交流与会通中，传统观念的“势”内涵逐渐宽泛、多样化.我们从“势”表达的能量、动量之意也可以看出这一点.

图4　圆势求解示意图Fig.4　Diagram of solving spherical potential

用“势”表示力学知识中潜在的能量之意，自古即有.中国传统文化中“势”潜在的能量之意多用于定性描述如“火势”、“水势”等自然现象，然在晚清西学东渐时期的科技译著中，“势”隐含的能量之意被用于表达机械运动、物质转化等过程中的动能、动量等，且开始尝试将其定量化.如《重学入门》言：

问此理何用？答即如火枪之铅丸，放出之快，难以目力度之.縦知铅丸能及若干远，仍不知放出之势也.惟以长绳悬木而击中之，则铅丸入木，催木动几何之远，傍设度数，即可算而知之.如木重八百两，被触后，一秒行至四尺，即知其动力有三千二百两矣.若一两重之铅丸，知于一秒内可行三千二百尺也.车船相触之势，亦可按此而计之.[13]4B

由语境可知，此处“势”指动量.原文讲述火枪中的铅丸出膛后速度快、射程远，难以目测其速度大小，更不知其动量大小，因此采用长绳悬木，以铅丸射击，根据铅丸的重量及单位时间内运行的距离来测量计算砲子的动量.文中讲到800重（即40kg）的悬木，被击中后的速度为4尺/秒（即今天的1.38m/s），因此木头的动力为3200两，按今日换算单位计，即动量为55.2kg·m/s，那么依据动量守恒定律可知，重1两的铅丸，其速度为3200尺/秒（即1104m/s）；因此车船相碰撞后的动量也可按此方法计算.尽管在当时的技术条件下，铅丸的速度能否达到1104m/s，还有待于进一步探讨；不过在历史当下，丁韪良选用中国传统概念中的“势”表示“动量”，又用“动力”表达“动量”，另外，用“两”同时表示质量和动量的单位；说明此时，中国力学知识中尚未有“动量”一词，而且用“势”和“动力”同时表达“动量”概念，一方面反映出历史当下“势”和“力”概念的含混不清，另一方面反映出这一时期科技术语使用混乱、不规范、不统一.

此外，随着西方坚船利炮和科学技术的输入，人们逐渐将“势”用于表达军备枪炮所具有的威力及其潜在的能量之意.如《火器略说》言：

普国巨炮.普人嘉立新制，巨炮重五万八千基老克蓝，约中国九万七千八百七十五斤，按普国方言，每基老克蓝，约重二十四两，此炮即以嘉立之名名之，纳弹重七百四十四磅，受药一百一十四磅，其力甚鉅，其势亦雄.以九寸铁甲当之，一轰之间，无不摧坚洞，刚铸炮工值约五万六千圆.[12]11B

原文讲述普法战争中普鲁士使用的新制火砲可以装弹744磅、火药114磅，弹药共计780斤，因此在当时其爆炸力非常巨大，放出的能量也很强大，足以射穿并轰炸九寸厚的铁甲.故此处“势”隐含“能量”之意，其意已由中国古代传统的自然现象中的“能量”引申到军备器械中，表达火炮的杀伤力及火药爆炸时释放的能量.

以上反映了中西文化交融过程中，晚清学者对本土文化“势”涵义的深刻理解及其灵活运用，体现出中国传统文化中“势”字内涵的扩充和演变，以表达新知识体系中的概念和术语.

2.2电学译著中“势”字内涵

西学东渐以来，“势”涵义演变最突出体现于电学译著中，译者们创造新术语“电势”表达“电动势”、“电位”、“电位差”等意.如《格物测算·电学卷》言：

分析原文中的三问三答，可知书中“电势”、“储力”、“电力”等电学概念分别对应的现代物理术语，如表2所示.

表2　术语对照表Tab.2　List of equivalent terms

从《格物测算》的前文可知，电力为“春”，即电流I.用现代电学知识解读原文，即外电路电阻R子，电池电阻r子′，由公式W＝44.1×I2×R×t推导出，单位时间内的电功Wp＝44.1×I2×R，则整个电路电流

同为“电势”术语，然在《格物质学》中却有着不同的涵义.如：

摩擦或他法，令物体惊动发电，谓之有电势.电之为正为负，其力为大、为小均可.如二体皆有电，多寡相等，正负相反，相遇则二面电气相抵均匀，多有正电之体，曰高电势.多有负电之体，曰低电势，电气放尽，则曰0电势，地面之电势为0电势.[26]108

现代静电学中，电势又称电位，指单位电荷在电场中某个位置时的电势能.原文对“电势”的定义，尽管与现代电学中的表达方式不同，但它们所表达的内涵相似，且均具有相对意义；同时，文中还给出何为“高电势”、“低电势”、“0电势”，并取地球为标准位置，地面电势为“0电势”，这些定义和解释与现代静电学中的“电势”概念已很接近.不过也可以看出，此处“电势”一词与《格物测算》中的“电势”所指内涵不同.“电势”在此指“电位”，多指电场中的单位电荷所处位置的电势能；而《格物测算》中“电势”指电路中的电源“电动势”.

晚清时期，“电势”一词在不同译著中的不同内涵，从侧面反映出，当时科技术语的不统一、不规范；同时，体现出不同文化间的知识传播与交流存在很大差异，不过这种差异同时丰富了中国传统文化.

除以上案例分析外，对科技译著中“势”概念的演变统计见表3.

表3　“势”概念的演变Tab.3　Diagram of the evolution of the concept of“potential”

这一时期，人们将中国传统观念中表达自然现象中的“势”概念引用到军事中描述火炮的威力，反映出“势”随着历史车轮的前进，其涵义及应用在时代语境中逐渐变化并愈加丰富多样.

3　结语

结合上文的案例和对两次西学东渐以来科技译著中“势”概念的传承与演变统计分析可以看出，总体来讲，两次西学东渐中，“势”概念在很大程度上传承了本土文化内涵；而其内涵演变为数不多，但意义影响深远，尤其是新术语“电势”的引入，对20世纪乃至今天的电学发展都有着重要意义.同时还可以看出，第一次西学东渐时期，中国知识分子用中国传统文化中已有的“势”术语来介绍西学，继承了“势”的传统涵义，如“样式”、“状态”、“情形”、“趋势”、“气势”、“力量”、“一定”、“地形高下”等.第二次西学东渐以后，晚清知识分子和传教士在传承中国传统文化观念下的“势”概念同时，逐渐有意识地创造“势”的新术语，以传播西方科学知识，这不仅方便人们对西方科技知识的学习，扩充“势”的涵义，使其更加丰富多样，而且在“势”的涵义演变中，其概念在各学科之间也有相互影响和渗透.此外，“势”概念在今天依然丰富多样，其运用亦愈加灵活多变.

致谢：此文在首届北京科学史与科学社会学青年论坛上交流过，吸收了诸多学者的建议；张琪博士为此文资料的搜集提供了很大帮助，在此一并感谢！

[1][德]邓玉涵.奇器图说[M].道光庚寅仲夏月重镌，来鹿堂藏版（卷二），28A.

[2][明]方以智.物理小识[M].影印古籍，2012－12－28.

[3][清]李鳯.兵船炮法.（卷五）[M].美国水师书院原书，清光绪石印本，1AB.

[4][美]丁韪良.格物测算（电学卷八）[M].光绪九年[1883]，铅印本，4.

[5][明]茅元仪.武备志[M].中国科学技术典籍通汇·技术卷五[Z].郑州：河南教育出版社，1994：767—1137.

[6][明]揭暄.璇玑遗述.（卷一）[Z].写天总论.

[7][英]胡威立，[清]李善兰.重学（卷一）[M].同治丁卯三秋上海[1867]，美华书馆活字版，8A.

[8][英]候失勒，[清]李善兰.谈天[M].英国侯失勒原本，江南制造总局锓板.

[9][美]金楷理，[清]李鳯苞，丘瑞麟.克虏伯炮操法.（卷四）.炮队成行[M].布国军政局原书，清光绪刻本，4AB.

[10][美]丁韪良，惪三氏.西学考畧（卷上）[M].光绪癸未孟夏，总理衙门印，同文馆聚珍版.

[11][英]傅兰雅.电学须知//格致须知[M].光绪十三年新镌[1887]：15.

[12][清]黄达权，王韬.火器略说//西学大成·辰编·兵学二[Z].清光绪石印本，11B.

[13][美]丁韪良.重学入门//西学大成·未编·重学二[Z].清光绪石印本，4B.

[14][美]丁韪良.汽机入门//西学大成.申编·汽学一[Z].清光绪石印本，2B.

[15][英]美以纳，白劳那，[英]伟烈亚力，[清]徐寿.汽机发轫//西学大成.申编·汽学三.（卷八）[Z].清光绪石印本，13A

[16][英]傅兰雅.重学须知//格致须知[M].光绪十五年新镌[1889]：9B－10A，15B－16A.

[17][美]丁韪良.格物入门（卷三），水学[M].光绪己丑仲秋[1889]，同文馆集珍板，4A.

[18][英]伟烈亚力，[清]王韬.重学浅说[M].甫里逸民刊于淞北寄卢，1890，17A.

[19][清]江标，[德]芬德根，[清]徐建寅.格致精华录[M].附：德国议院章程合盟纪事本末，清光绪二十二年石印本[1896].

[20]格致总学启蒙//西学启蒙十六种（卷中）[M].光绪二十四年[1898]，上海图书集成印书局印，11B，20AB.

[21]格致质学启蒙//西学启蒙十六种[M].光绪二十四年[1898]，上海图书集成印书局印，7A，9B，22AB.

[22][清]谢洪赉.最新高等小学理科教科书（第三册）[M].上海：商务印书局，光绪三十年十二月初版，15B.

[23][日]中村清二，[清]学部编译图书局.近世物理学教科书（卷二，卷三，卷八，卷九）[M].学部编译图书局，清光绪三十二年[1906]，铅印本.

[24][英]马格纳斐立，[清]严文炳，[清]常福元.力学课编（卷一，卷三，卷六，卷七，卷八）[M].学部编译图书局，清光绪三十二年[1906]，铅印本.

[25]熊月之.西学东渐与晚清社会[M].北京：中国人民大学出版社，2010，16.

[26][美]史砥尔，潘慎文.格物质学（静水学）[M].上海华美书馆，清光绪二十五年[1899]，41.

[27][清]舒高第，[清]赵元益.爆药记要//西学大成.辰编·兵学五[Z].美国水雷局原书，清光绪石印本，1888：2B.

[责任编辑 黄祖宾]

[责任校对 苏 琴]

The Inheritance and Evolution of the Concept of＂Potential＂Since Eastward Spread of Western Culture

FENG Shu－jing，YI De－gang
（Institute for the History of Science and Technology，Inner Mongolia Normal University，Hohhot 010022，China）

This paper introduces scientific work as the research object，in order to explore the continuation and change of the connotation of the word＂potential＂in the exchange and the collision of the mechanical knowledge since the twice Eastward spread of western culture.It finds that in the scientific work of the first time of eastward spread of western culture in late Ming dynasty，the connotation of the＂potential＂is given priority to with continuing the meaning of Chinese traditional culture，such as style，status，water potential，tendency，and so on.During the second eastward spread of western culture in the late Qing dynasty，the concept of＂potential＂is not only carrying forward the connotation of the traditional Chinese culture，but also evolves，for example，it has been gradually extended to the military work for expressing the lethality of the cannon and the energy from gunpowder exploded.And it is extended to the new imported electrical knowledge for representing electromotive force，electric potential，etc.At the same time，it is also diverted to represent＂similarity＂in the similar triangles theory.In the twice eastward spread of western culture，although the Chinese scholars has not clearly defined the concepts of the＂potential＂，force，momentum and energy，electric potential，potential energy and so on，even these concepts are mixed in the related terms of the translations for Western science and technology，but we still can see the process that China's intelligentsia use Chinese traditional knowledge to understand，accept and spread the new incoming western technological and cultural knowledge.

Eastward spread of western culture；potential；connotation；inheritance；evolution

O4－09

A

1673－8462（2015）02－0021－07

2014－11－14.

国家自然基金项目（11262016）.

冯书静（1987－），女，内蒙古师范大学科学技术史研究院硕士研究生，研究方向：力学史；仪德刚（1971－），男，内蒙古师范大学科学技术史研究院教授，博士生导师，研究方向：物理学史、技术史和科技战略.