阿拉伯数字原是印度人发明的,后经阿拉伯传播世界,故称阿拉伯数字。那么,我国从什么时间开始使用这些数字的呢?目前学界认为,中国最早使用阿拉伯数字用于数学运算,见于清光绪十八年,即公元1892年山东登州(郡)文会馆师生编写的数学教材《笔算数学》一书。然而,最近一项发现却打破了这个说法,阿拉伯数字在中国的使用比学界公认的时间又提前了近20年。这个发现,还得从登州文会馆说起。
登州文会馆是美国基督教传教士狄考文夫妇于1864年在山东登州(蓬莱)创办的一所学校,1884年发展为中国第一所现代大学。狄考文在登州各地传教的同时,将西方先进的教育体制和现代科学知识介绍过来,在中国最早创办新式学堂并进行科学文化教育,同时,借助实验教学优势,将西方现代科学技术引进中国,使文会馆成为中国最早的大学科学实验和机械制造场所。
登州文会馆开办不久,狄考文从美国购置和自己制作的机械设备已初具规模。有蒸汽机、柴油机、铣床、磨光机、螺丝机、瓦斯灯(后有了电灯),烧焊用具、各种电池、显微镜、望远镜和各种药品、药水,以及木工和锻工所应有的一切工具。教学器材有水学器、气学器、蒸汽器、声学器、力学器、热学器、磁学器、光学器、电学器、天文器、化学器等共达300多种。这些器械不但“精巧坚致不亚泰西之品”,而且除本校使用外,“各省学堂亦争相购定”。狄考文还帮助他的学生丁立璜在济南创办山东理化器械制造所,专门生产教学仪器供应全国学校。在南京举办南洋劝业会上,“山东理化器械制造所所制物品陈列南洋劝业会,咸称为全国第一家。”袁世凯早年在登州当官时,就曾参观过文会馆的实验室和制造所,之后,清军修械所的技师大都出自登州文会馆,并由此坚定了袁世凯以后带领文会馆学生筹办山东大学堂的信心。1879年5月,狄考文第一次回国途径欧洲时,他遇上了美国商人、金融家、曾创建大西洋电报公司的塞勒斯·W·菲尔德。1881年1月,狄考文休假结束回到登州后,马上给塞勒斯·W·菲尔德先生写信,请求他捐赠一台发电机。数月之后,也就是1881年上半年,狄考文果然收到了对方答应捐赠一台发电机的回信。这台发电机首先在文会馆内点亮电灯,由此翻开了中国历史上电灯照明的新纪元。
在高科技领域,文会馆当时已具备首屈一指的天文观测设备。据《中国通史》记载,文会馆是近代中国开设天文课程的第一家。文会馆毕业生王锡恩1917年前往济南组成齐鲁大学。最初齐鲁大学天文算学系只有两位教习(包括系主任),一是王锡恩,另一名也是登州文会馆毕业生。王锡恩出任齐大天文算学系主任兼天文台台长。他是“中国近代从事天文教育的第一人”,被称为“中国近代天文教育事业的先驱”。登州文会馆的天文教育奠定了后来齐鲁大学天文算学系的基础。1952年全国高校院系调整,齐鲁大学和中山大学的天文专业合并为南京大学天文系,由此正式拉开了中国天文教育的序幕。故此,北京师范大学天文学教授杜升云在《中国天文史》一书称:“中国天文工作之所以有今天,齐鲁大学天算系与中山大学天文系的贡献是巨大的。”
在物理等其他方面,文会馆第二任校长赫士和他的学生朱葆琛编写了《天文揭要》、《声学揭要》、《热学揭要》、《光学揭要》等十几种教科书和著作,第一次将X射线知识和现代音乐声学知识引进中国,奠定了中国高等学校电影教育的师资和理论基础。19世纪著名英国翻译家傅兰亚的主笔、文会馆毕业生栾学谦,在近代中国第一所科学专科学校--格致书院任教,首开化学实验教学方法,成绩卓著,被称为中国近代史上的化学教育家,受到光绪帝老师翁同龢的赏识。文会馆在中国最早开设了心理学、逻辑学、经济学等学科;最早使用白话文(包括标点符号)教学;最早开设体育课程、最早倡议民主共和思想、最早创建中国基督教自立事业……
阿拉伯数字的引进和使用,是登州文会馆对中国科学教育事业最突出的贡献之一。
登州文会馆是“所有教会学校中开设数学课程门类最多的学校”。狄考文当初引进西方现代数学、编写数学教材时遇到了许多障碍。首先是教材的版式问题。当时中国人不懂得横向书写,如果仍然教授传统的竖写形式,学生无法阅读西方书籍,将来更无法与西方文化接轨。所以,狄考文在编写《笔算数学》一书时,兼顾中西传统习惯,将加减乘除四则运算的算术例题,设计成横式和竖式两种。这种算术格式,后来被学界称道为中国现代数学过渡时期的经典算式,同时,《笔算数学》还完成了近代中国传统算学由中算向西算、竖排向横排的过渡,并为中国现代数学教材的编写提供了模板和范本。其次是文体。当时文言八股风行,普通家庭的孩子无法读懂艰涩的文言文,所以狄考文在编写数学教材时采用了“白话”和“文理(文言文)”两种文体(版本),解决了“雅俗共赏”问题,并且开创了用白话编写教科书的先河。最重要是阿拉伯数字的引进和使用。
阿拉伯数字最初在中国被认为是“洋文”。 近代著名出版家陆费逵在回忆录中说“《笔算数学》用阿拉伯数字,当时以为是洋文,不敢买……其时已知《笔算数学》仅用阿拉伯数字十个,并非洋文,即买来将全部二三千习题逐个演算。及学日文后,再读日文之算术代数等。”而官方看来,使用洋文却是大逆不道的。据说清廷在一次科举考试中,一名考生使用了阿拉伯数字,考官认为这有损于大清帝国的尊严,便判了这位考生零分,并将其赶出了考场。所以,《中国通史》记载,直至20世纪的1906年,总理衙门直属的京师大学堂(北京大学前身)的教材上,仍然见不到阿拉伯数字。
有趣的是,当时学界对阿拉伯数字的引进和使用也是意见不一。19世纪晚期西学译介的领域中,著名传教士傅兰雅和狄考文可谓是两个实力派西学翻译家。在引进现代科学知识上,傅兰雅与狄考文志同道合,并驾齐驱。然而,在是否采用阿拉伯数字的问题上,两人之间却出现了戏剧性分歧。
早在1878年,狄考文就对江南制造局出版的《对数表》、《代数术》、《八线学》等数学书籍没采用阿拉伯数字提出了异议。他认为没有阿拉伯数字,就构不成一个完整的数学体系:
“如果要从根本上把西方的计算方法引入中国,即使依旧使用中文数字,也必须用到零、正负加减乘除等号等符号,那为什么不引入阿拉伯数字从而使数学语言体系更为完整呢?”
但是,傅兰雅始终不认可在翻译和教育工作中使用阿拉伯数字,在1890年的传教士大会上,他以激烈的言辞表达了自己的观点:
“我们该怎么说那些坚持在他们的数学课本中使用阿拉伯数字的老师呢?中文的‘三’都要用阿拉伯数字‘3’来代替吗?我们必须在中文书籍中使用不可思议的阿拉伯数字,让天朝大国的人们感到困惑吗?“
对此,狄考文针锋相对发表了不同意见:
“不采用与全世界一致的数学体系会阻碍中国现代科学的发展,减缓她前进的步伐……我敢说,不采用我们的数学体系,中国的学校就无法进行数学教学。“
为此,傅兰雅与狄考文之间长期分歧,相持不下,有时甚至争论得面红耳赤。然而,狄考文周围的年轻人却大力支持狄考文的做法,认为“应该完整无误地把这一体系介绍给他们”。为此,狄考文在1877年上海传教士大会上积极倡导使用阿拉伯数字编写中国现代教材,并身体力行,首先在登州文会馆教学和《笔算数学》、《代数备旨》、《形学备旨》等数学教材编写中,将中国大写数字改换成阿拉伯数字,加减乘除符号采用 “+ 、- 、× 、÷ ”,分数记法也采用分子在上,分母在下,这种形式一直沿用到今天……历史证明,现代文明的脚步是前进的。狄考文和他编写的教科书所带来的现代信息,最终还是被中国人所接受。
《笔算数学》一书当时出版后再版30余次,流行近半个世纪,成为清末民初全国新式学堂首选和通用的数学教材,用上海美华书馆负责人费启鸿的话说:“不可能列出该书销售量的实际总数,该书已走入帝国的各个地方。”目前,国内各大图书馆所收藏的《笔算数学》有十几个版本,其最早版本是1892年,《中国通史》、《四库大辞典》、《中国数学史》等大型典籍和学界对阿拉伯数字在中国首次应用时间也界定于这个版本。但是,另有文献记载,登州文会馆在小学阶段就开设数学课,1868年狄考文即开始编写《笔算数学》这本书,“直到他弟弟约翰主管上海美华书馆的时候才出版了这本教材”。经查,狄考文的弟弟约翰于1872年至1877年任美华书馆主管。由此推测,《笔算数学》还应该有初版,如果在此书中使用了阿拉伯数字,那么阿拉伯数字在中国的首次应用就要大大提前。为此,蓬莱市历史文化研究会和登州文会馆研究会组织人力多方查询,经过几年努力,终于找到了原始版本。
原始版本《笔算数学》,出版于“耶稣降世一千八百七十五年”,即公元1875年,用白话写成,使用了简单的标点符号,阿拉伯数字的应用等其它内容与1892年版基本相同。不同的是初版的作者是狄考文一人,而后期再版的多是狄考文与其学生邹立文等人的合作,而最大的不同是,此版本的现身,将阿拉伯数字在中国的使用,又提前了最少17年。同时,如果按这个时间计算,白话文、标点符号的最初使用和中国数学由中算向西算的过渡以及笔算数学(之前是心算、珠算和筹算)的确立,也都要提前学界常论。若此,中国科学文化的历史,真的需要改写一下了。(陈 鹏 蔡志书)