文丨庞雪晨 杨小明

郭嵩焘(1818-1891)，字筠仙，湖南湘阴人，晚清首任驻外公使，中国近代化的启蒙思想家、政治家。1876-1879年间，郭嵩焘奉旨出使英法“通好谢罪”，开始了他亲历西方世界，研究西方世界，思考西方世界的全新生涯。他身历目击西方先进的科学技术，与西方科学家切磋科技强国之道，憬然于中西的强弱对比，力主中国改革进取。

对于这样一位19世纪中国真正具有近代化眼光的思想家、中西科学文化交流的里程碑式人物，一个世纪以来不仅鲜有从科技文化视角的研究者，甚至对其洋洋230万言日记中所载之西方科技内容包括名物、史实等也基本未加考据和梳理。文本之未具，更谈不上对文本的系统研究了。另郭氏在日记中用湘阴口音对写英文记载下他闻所未闻的物名，又未有插图作解，使今者阅之不免有破译天书之感。

本文仅以郭嵩焘三观英法天文台所记日记为案例和线索，在对其所记天文仪器首次进行深入考证的基础上，力图在工业革命的大背景下来探讨郭嵩焘在西方的科学游访活动及其思考的中西交流的文化意义。

一、郭嵩焘三观英法天文台的活动

郭嵩焘从1877年出使英国，到1879年被召回国，在英法等欧洲国家任职和游历两年有余，其间几乎数天就会赴工厂、大学、研究所、科学院、博物馆等处参观，并与科学家、工程师如爱迪生等人频相交流学习。其日记中有三次与英法“精天文之学”同游天文台的记述，分别为英国格林尼治天文台、牛津大学天文台、法国巴黎天文台。从郭嵩焘详实的记录中，大致可以分析出他所观天文仪器的结构功能。可以说，当时西方为数不多观天巨眼大多被郭嵩焘尽收眼底。

光绪三年五月廿三日(1877年7月3日)，郭嵩焘首次造访英国格林尼治天文台，记周围环境“其地有小山，星台在山颠，屋甚小，而山下余地极宽，多古木。”“其天文馆尚书为爱约里，遣其幕府克立斯谛陪同指点。”爱约里即时任台长天文学家乔治•比德尔•艾里(George Biddell Airy，1801-1892)，在任期间他为天文台添置多种新式设备。郭嵩焘在他的助理克立斯谛(W.H.M.Christie，1845-1922)的陪同下依次观看了天文观测望远镜、授时系统、测风站、望远镜水利驱动系统、航海钟、档案资料馆。郭嵩焘当日日记两千余字，这些天文仪器无论在规模尺度上、还是在精密灵巧上，一定令其印象深刻。

光绪三年十月廿五日(1877年11月29日)，郭嵩焘受精通汉学的理雅各(James Legge，1815-1897)之邀游牛津大学，次至牛津大学天文台，馆长毕灼尔得亲往接待。毕灼尔得为英国天文学家查尔斯•普里查德(Charles Pritchard，1808-1893)，1866-1868年他曾任英国皇家天文会名誉会长，主要贡献是用照相法观测暗星。1870年普里查德当选牛津大学Savilian天文学讲座教授，出于教学和研究目的他请求大学装设一台天文望远镜，后在沃伦•德拉鲁(Warren de la Rue，1815-1889)的慷慨捐赠和他的积极筹措下得以建立牛津大学天文台。普里查德陪同郭嵩焘观看了台中反射望远镜，并指导郭氏使用自动跟踪望远镜完成了一次金星相位观测。

光绪四年六月十九日(1878年7月18日)郭嵩焘与严复、弗尔第同游法国巴黎天文台。弗尔第为彼时巴黎天文台台长费利克斯•蒂斯朗(Félix Tisserand，1845-1896)。当日，郭嵩焘在此见多架望远镜，如定位测远镜、回光镜、地平式反射望远镜、平光测远镜、反射望远镜等。随后，郭嵩焘一行人观看了镀银玻璃反射镜片的制作。

二、郭嵩焘所观天文仪器考证

据三处天文台有关历史文献比对，能够从郭嵩焘的记录中分辨出他所见是为何物，同时从他的遣词造句中剖解他对所见世界最先进天文仪器的评论。

1.格林尼治天文台望远镜两架

从性能上定义，可以将它们称为“电报计时天文望远镜”和“水利驱动天文望远镜”。记录如下：

先至观星显远镜，镜长丈六七尺形如巨炮，旁设两轮，悬置一小屋中。镜下开深沟，以凭俯仰，左右前后上下皆设小梯，前开窗向南。右旁壁安显微镜十馀。壁凡二层，中空逾二尺许，悬灯其中。内壁为圆孔，安镜。外壁灯左右各安显微镜，斜向内壁。圆镜内轮，分杪细如发，从显微镜窥之，每杪余地容寸许，云可于一寸中析至数十万分杪。显远大镜上安电报，每测一星，即发电报通知左屋坐钟处。前安转轮，每一点钟分杪详注其上，电报至，则转轮上纸着一小孔，视其所值之分杪，即知每时若干分杪，当为何星南见，以辨其迟速杪度之差。

此为郭嵩焘到达格林尼治天文台所观的第一架巨型望远镜。根据英国爱德华•沃尔特•蒙德(E.Walter Maunder，1851-1928)于1900年所著《格林尼治皇家天文台：其历史和工作一览》(The Royalobservatory，Greenwich：A glance at its history and work)一书和其他史料进行比对能够初步确定，上文所述的电报计时天文望远镜是定义1884年格林尼治本初子午线的艾里子午仪(Airy Transit Circle，下文简称ATC)。ATC是一架被安置于两个平行圆环中的望远镜，平行圆环分别用于镜管的调节和保持水平，再整体置于两堵石墙间，以便准线投射在子午圈的平面上。镜管接近12英尺长。以英国天文学家埃德温•邓肯(Edwin Dunkin，1821-1898)在1891年出版的《午夜的天空》(The Midnight Sky)中ATC的绘图比照，亦同“镜下开深沟，以凭俯仰，左右前后上下皆设小梯”的描述。又记窗开南向，右石墙壁外安置有显微镜，即是在西向石墙壁外。ATC西壁即为穿透墙体连接主镜安置的七架显微镜。从ATC性能看，1936年新可逆子午仪在格林尼治安置前，1851年始艾里子午仪一直是用于定义本初子午线经度位置的主要仪器。彼时8英寸物镜的光学功能足以观测暗弱天体，满足恒星通过子午线时刻的观测。望远镜连接计时器，天体进入物镜视野，观测者按下电钮，通过计时器记录该天体通过10条垂直线的连续时间。上述7架显微镜中的6架一同使用，观测者可微读至1/100弧秒，以达到精确观测的目的。郭嵩焘述此云：“圆镜内轮，分杪细如发，从显微镜窥之，每杪余地容寸许，云可于一寸中析至数十万分杪。显远大镜上安电报，每测一星，即发电报通知左屋坐钟处。”此后，郭嵩焘又至授时站、测风圆屋两处，其所见为授时球和磁极气象站——以ATC为基础辅助导航的部门。由此可见，郭嵩焘初见的以电报计时性能定义的天文望远镜，实为艾里子午仪。

其后，郭嵩焘又述所观之水利驱动天文望远镜：

门左为三层楼，上为圆屋，亦设显远大镜，而架大转轮，随天右转。其中一层设水力机器以转轮，轮前当窗处亦设显微镜以视轮之杪数，其分秒亦细如发，从镜窥之乃可辨。旁设煤气灯以照夜，观星率至夜间一点钟也。其圆屋四周皆为玻璃直板，高三丈许。上覆玻璃，亦为直板，一以机器开闭，而另设一机器推使周转。显远镜机转斜、转仰窥俯测，一以水力机器运之。转轮旁安一铁管，上有螺丝转。外转则水机自激而行，内转则闭。观星者坐一椅，设木架转旋，可以随显远镜左右，其高下亦以机器推放。水力机器有巨轮转旋，旁植铁管，轮旁亦有铁管。由管内吸水入轮柱中，冲入轮围小管，则水直射外铁围，其力回激而轮自转，上安机器，推运显远镜大轮。

这架显远镜应是用于观测行星的Merz-123/4赤道仪。其光学元件由德国Merz制造，镜片口径12.75英寸，1860年作为“东南赤道仪”被安装启用，直至1893年被取代。从郭嵩焘记述看，亦如《午夜的天空》中Merz-123/4赤道仪图片所绘。这架赤道折射望远镜由铁架装置支撑，采用“英式望远镜”的方式，将望远镜安装在倾斜的与地球转动轴平行的轴上，以便对天极进行观测。铁架支撑在一个重达5.5吨指向北的24英尺铸铁基座上。基座圆环分别设有5英尺赤纬标度及6英尺时刻标度，望远镜通过基座旋转，完成对天体自西向东的观测。此即郭氏所述之观星显远镜架于大转轮上，自西向东随天右转。通过郭嵩焘对该望远镜外观、驾台、动力的细致描述，可确认初以水利驱动性能定义的天文望远镜，实为Merz-123/4赤道仪。

2.观牛津大学天文台望远镜一架

郭嵩焘记录其所观牛津大学天文台显远镜一架：

凡为面南显远镜一具，为圆屋测量显远镜一具。其一具用反照法，谛拿娄所手制也，费至二千磅。谛尔娄以目力不给，不敢窥测天文，乃输之阿斯福天文堂。

从郭氏于光绪四年五月接受谛拿娄见映赠月图一事的记载中，亦可获得关于谛拿娄赠镜牛津大学天文台的细节。郭嵩焘当日记载：

谛拿娄见赠映月图，云曾设观象台，用映相法映月轮影于玻璃片，径九寸，转影纸上，拓大二尺许。后因目力减，其远镜仪移赠倭斯茀天文堂。

据此两段可断定，谛拿娄即上文提到的英国天文学家沃伦•德拉鲁，他使用湿火棉胶底片和自制的13英寸转仪钟反射镜给月球摄影、拍摄太阳表面黑子，他在1855年出版了一套月球12月照片，又于1859年出版第一张月球三维照片。1873年(同治十二年)，他将此镜捐赠牛津大学天文台。由此，郭氏所记望远镜即沃伦•德拉鲁1873年捐赠牛津大学天文台的自制13英寸转仪钟反射镜。

3.观法国巴黎天文台望远镜多架

郭嵩焘当日所记内容繁多，虽不易分辨，但仍可见一些特性：

定南北之准，安设测远镜三。最下为回光镜，盖旧仪器也。上为平水测远镜，中段安方平版，上有平水机器，可以移运;使平水尺压平方版上，无稍欹侧，乃为适平。先定地平，然后可以上下测量度数分杪。旁有分测度数车轮，用外光射入轴心玻璃镜，直透入车心，轮旁安测微镜八具，下安三角玻璃，收车心回光，从镜内测量分秒。并用英国格林里治测量法，可析至十分杪之一。其镜安置十五年，下安铁基，入地三尺，上对巨石，高出楼端，与屋相依而不相联属，是以十余年摇动参差，不能及杪。旁有小镜三具，体式并同，然已四十年矣。最上有平光测远镜，旁引电气射入，作十字叉小圆光，适平则见，上下分杪则不见。

这里所述巴黎天文台的三架望远镜，分别为反射式望远镜、地平式望远镜和赤道式望远镜。文中“回光镜”可由同文馆壬申岁试题中“回光镜”一题并答，“……回光镜之制不一，格利高利所制者，内有回光凹镜……如奈端所制者，则以目镜置于筒之傍边，又有不用小镜者，要皆大同小异。”判断回光镜为反射式望远镜。又记，上为平水测远镜，“先定地平，然后可以上下测量度数分杪”，此为地平式望远镜，使用时须先调节水平轴，再调节高度轴，且镜侧有测微仪。再记，最上的平光测远镜，多为电气驱动、跟踪天体时无需调节赤纬轴的赤道式望远镜。

此外，郭嵩焘还记载其他望远镜，其中大圆回光镜一座，为一架巨型反射望远镜。1875-1943年，在法国巴黎国家天文台安置有一架122厘米口径的巨型反射望远镜，郭嵩焘所见“大圆回光镜”很可能正是此物。

三、郭嵩焘对19世纪西方近代工业的感知

“自泰西格致之术精，而镜之为用大，千里镜可以洞远也，显微镜可以析芒也。”这是当时中国士人对望远镜的一般认识，就其价值而言无非是王公贵胄的手中玩物，或是军事战争中的制胜法宝。郭嵩焘早于咸丰六年(1856)在上海利名、泰兴两处洋行就以高价购置双眼千里镜一器，但在后来西游三年间有幸三观英法观天巨眼之后，即敏锐地洞察到19世纪西方近代工业的发展特点。英法造巨镜、观大天这种看似脱离实用的背后，折射出了西方的科学功能观，也是西方文明富强的根本所在。

郭嵩焘不是第一个利用大型望远镜观天的中国人。志刚和王韬也曾一睹西土望远镜，但显然不如郭嵩焘观英法三处天文台后能细致全面记录，且有幸能与天文学家进行深入讨论。志刚等人看望远镜，不外是一种奇异的物事或令人叫绝的机器。郭嵩焘在见识和定义西方天文仪器上却比时人进了一步。

首先，郭嵩焘明确指出了19世纪天文望远镜控制系统趋于精密的特点，并将其称为“格林里治测量法”。他在日记中写道：“圆镜内轮，分杪细如发，从显微镜窥之，每杪余地容寸许，云可于一寸中析至数十万分杪。”19世纪，天文望远镜除追求加大物镜口径、提升光学效果外，则攻于改进巨型望远镜的控制系统以求精密测量、数据攫取。郭氏首次造访格林尼治时就注意到精密发展这一特点，后来当他参观巴黎天文台时又特别记录望远镜“旁有分测度数车轮”、“轮旁安测微镜八具”及“从镜内测量分杪”的装置。郭氏感受并记录下了，机械工程原理、技术在工业生活领域广泛应用的时代特征。随着钟表制造业的发展，“太阳和行星”的齿轮联动装置被用于天文望远镜的设计与改造之中，实现便于观测者设定、聚焦、微调和记录的愿望。此外，郭嵩焘在格林尼治还观察到圆屋上风向仪和风速仪的差动齿轮、发条连动等机械装置，并记录下格林尼治测风仪器的机械运转装置，可见他已深刻感知到机械工程技术在19世纪中晚欧洲的广泛应用。

其次，郭嵩焘指出19世纪中晚天文望远镜已具备了机械动力装置。机械动力装置为观测者进行较长时间跟踪观测提供了可能性，“以水力机器运之”指出Merz-123/4赤道望远镜自动追踪的动力来源为水力涡轮。水力机轮由一个安放在楼梯顶端的封闭储水箱依靠30英尺的降落高度提供动能，推动机轮快速旋转，再由中间轮转换为24小时一周带动望远镜。这套设备保障了观测过程中望远镜对准天体并跟踪天体的视运动，即郭氏所言“随天右转”之特点。后来在牛津大学天文台又见到机轮推转望远镜时，郭氏当即发现同理所制的机械驱动的控制装置和功用。即由机器钟控制机轮，驱动望远镜以天体周日运动的速度绕极轴旋转，从而达到迟速能与各星行度相应、昼夜跟踪的观测目的。郭氏也应请，亲自完成了一次对金星位相的观察。同时，郭嵩焘也注意到电力于天文仪器的使用，记法国天文台一“平光测远镜，旁引电气射入”，陈设小仪器也“多为测量度数及试电气之用”，新电动力系统天文仪器促进了计时精度的提高，且利用电力同水力为驱动，最大限度的解放了人力，规避了人为能力的局限。郭嵩焘初入西土，面对大型科学仪器不仅惊叹，还能指出其驱动特点，脱离自身以人力、畜力为主的动力知识体系，主动尽可能客观地去观察和辨别机械动力的运转、物理能量转化应用的过程。

再次，郭嵩焘日记均以纯文字方式表述，西器迥异精湛，却未见配图辅以说明。同时期出外公使日记中也鲜有配图，一种从思维方式出发的可能性解释是：中国古代文人或囿于“言为心声”的观念，或习惯性使用纯文字记述阐释思想，这与西方源于几何学发展起来的图像思维方式大相径庭。一种从文本体裁出发的可能性解释是：中国自古配图体裁，一为“图说”“图志”等舆图方志类，一为通俗小说类配画师插图出版，郭氏参与编著的《广州图志》《湘阴县志》亦有地图辅以说明，然而包括伦敦巴黎出访时期在内的郭氏一生37年日记未见一幅配图，可见原因或许出于郭氏自身对体裁与配图的认识。另则，西方近代印刷技术特别是珂罗版技术的发展使得图片资料大量保留，而郭氏在游访中既不便当场临摹，也不见他长于工笔绘画，自然也很难以图画的方式再现西方奇器奇景。

最后，由接受新鲜事物的心态来看，郭嵩焘始终保持着一种客观持中的态度。这比起之后薛福成、张德彝出使西洋后仍持“西学中源说”不知要高明几何。这种客观持中、主动开放的对待西学的态度，使他在与西人的交流中处于一种对等的位置上，即形成了中西两种文化可以在同一纬度上对话的可能性，并由此形成了其集中外联属借法自强的科技开放观、强国富民利在千秋的科技功能观、推崇西学标新立异的科技本末观以及知行合一、经世致用的科技实践观于一体的科技观，从而走在了时代前面。

责编：朱晓华

来源：自然辩证法通讯