'奇器圖說：這個中國人提出了地心引力概念，比牛頓早了60年'

大家好，上期講了明代奇人王徵在其著名的著作《遠西奇器圖說》裡結合傳教士傳授的西方學說理論知識，自己發明創造了自行車、自行磨，甚至還發明瞭“火船自走”，這要是真的，那可比西方發明的第一臺蒸汽機還早了！詳情請看上期 明朝的瓦特？這個奇人在三百年前就發明了自行車、蒸汽機火船

那麼本期我們接著聊這位奇人撰寫的奇書。

大家都知道，關於地心引力的學說，普遍的共識：是由英國的物理學家艾薩克·牛頓發現的。大部分中國人都聽過牛頓坐在蘋果樹下被砸，才靈機一動想到了地心引力的故事。

​（牛頓發現“地心引力”的畫報）

牛頓1643年出生於英格蘭，自小就愛好讀書、喜歡鑽研，腦海裡不僅充滿了各種奇思妙想，並且還有很強的動手能力。他幼年的時候，就做了很多令人匪夷所思的手工和實驗。在他青年時期，無意間的一顆蘋果落地，敲開了他對力學方面的無限遐想。

後來經過反覆的實驗和論證，終於發現了“地心引力”，隨後又引申出了著名的“萬有引力定律”。1687年，牛頓將自己的研究和發現進行整理彙總，編著了《自然哲學的數學原理》。

這本書的面世，被普遍認為是世界上最早關於 “地心引力”的學術著作。

​（《遠西奇器圖說》古籍）

不過，翻看我國的古代歷史就會發現，在明末的科學著作中就有了關於“地心引力”的描述，這比牛頓的發現早了整整60年。

據《明史·列傳》中的記載：天啟七年（1627年），有傳教士鄧玉函口譯，王徵筆述繪圖，完成了《遠西奇器圖說》。這裡的“遠西”泛指歐洲各國。因為根據當時的版圖，歐洲在西域再往西的地方，所以用遠西是泛指整個歐洲，不單指哪個國家。

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（鄧玉函畫像）

鄧玉函是德國的天主教傳教士，1623年跟隨湯若望等一同到達北京，後經徐光啟推薦在朝中的歷局任職。他最為擅長天文和醫學，在力學和機械製造方面也有廣泛涉獵。王徵是陝西人，明末著名的科學家、機械製造家。他窮盡畢生之力，進行了很多的發明創造，尤其是農業用具方面的發明對後世的影響非常大。

《遠西奇器圖說》這部著作，系統的介紹並記錄了歐洲國家當時的諸多機械製造。

共分為三卷，第一卷講“重學”；第二卷介紹槓桿、等子權度、輪軸、斜面、藤線器(即螺旋)等簡單機械的原理及計算方法；

第三卷介紹各種較複雜的實 用機械，如起重機械、提水機械、風車、 水泵、轉磨、水日晷、解石、解木、耕 作等。

其中在講述重學方面的時候，有一段這樣的描述：

“力是力氣、力量。如人力、馬力、風力之類。又用力之謂，如用人力、用馬力、用 水風之力之謂。藝則用力之巧法、巧器，所以善用其力、省其力之總名也。重學者，學乃公稱，藝則私號，蓋學、理學、算學之類，俱以學稱，故曰公。而此力藝之學其取義本專屬重，故獨私號之曰重學雲。”——《遠西奇器圖說》卷一

這裡可以說不僅僅有力學，機械學還有算學、幾何學的概念在裡面。

我們來看王徵對於地球引力的描述：

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試觀上圖，圓為地球，甲為地球中心，乙、丙、戊 皆重物，各體各欲直下至 地心方止，乃其本所故耳。 譬如磁石吸鐵，鐵性就石， 不論石之在上在下，在左 在右，而鐵必就之者，其 性然也。——《遠西奇器圖說》

上面的圖太小，放大後就是下面這樣：

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（《遠西奇器圖說》中關於“地心引力”描述截圖）

這句話的意思是：

“地球是一個圓球（圓為地球），上面的重物都想要下落到地球中心為止（重何，物每體直下，必欲到地心者是），這些物體呢，本來就有這樣的特性（乃其本所故耳），就像磁石吸鐵一樣（譬如磁石吸鐵），都是奔著磁石過去（而鐵必就之者），也是本來就有這個特性（其性然也）。”

這就我國明末時期出現的，最早對“地心引力”的描述。

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通過史料的對比，我們可以從中發現幾個問題：

第一、明末的《遠西奇器圖說》的成書刊印時間是1627年，而牛頓是1643年才剛出生，1687年才編著了《自然哲學的數學原理》這本書。這也就是說，在明末的時候，西方國家還沒有發現“地心引力”這一學說，牛頓是世界上最早發現“地心引力”的說法也是站不住腳的，只能說他是最早論證的“地心引力”。

第二、鄧玉函雖然是西方國家的傳教士，但是他最為擅長的是天文和醫學，對力學和機械製造方面也只是涉獵了一部分而已。那麼作為一名傳教士老說，對力學方面能有如此超前的意識，這顯然也是不太靠譜的；

第三、如果從這兩個方面來推斷的話，極有可能是另外一種情況，那就是在西方國家提出“地心引力”之前，我國或許就有了這樣的發現。

之所以這樣說，還有其他方面的原因。

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（明末傳教士與科學家）

現在的《明史》是在清朝年間修訂成書的，雖然編訂的時候用到了漢臣，但是清政府當時為了維護自己的統治，曾對前朝所有的文化、史稿及書籍進行過一系列的控制、修訂和改編，其中有很多著作都被銷燬失存。所以其中的記述有些時候難免會有失偏頗，極有可能將前朝的著名發現歸功於西方傳教士，這也是很有可能發生的。

另外，據《清史稿》中的記載：乾隆年間，《遠西奇器圖說》被收錄到了《四庫全書》之中，其中王徵的得多個人發明也被歸到了這部書裡面。不過最令人匪夷所思的是，四庫全書對這部書的評價用了“荒誕恣肆，不足究詰”這八個字。這也就是說在收錄的過程中，很可能對原著有過刪減或者改動。

其第一卷之首，有表性言解、 表德言解二篇，俱極誇其法之神妙，大都荒誕恣肆，不足究詰。然其制器之巧，實為甲於古今。

本來《遠西奇器圖說》 這本書，在介紹西方的科技成果時，就存在過分強調其實用性的缺點，幾乎略去了所有的推理和證明，而只介紹結論。而且在儒學為主流的明代，基督徒徐光啟和王徵二人本身就是朝堂上的另類。

等到明朝滅亡，王徵自殺，這些被認為是“奇淫技巧”的東西更就沒有了傳人，就算是在清代被收入《四庫全書》，也難逃“荒誕恣肆”的評價。官方不支持，民間無傳人，王徵就算是領先牛頓提出了地心引力，也只不過是被扔到故紙堆中無人關注，哪怕是時至今日，有幾人知道呢？

參考資料：

《清史稿》

《遠西奇器圖說》——國圖影印本

《遠西奇器圖說》 ——一部偉大的科學啟蒙著作 武際可 （北京大學力學與工程科學系，100871）