绪言
2006年，教育部人文社会科学重点研究基地重大项目“晚清科学技术研究”由本书主编罗见今和李迪先生为主持人，提出计划、组织实施，内蒙古师范大学科学技术史研究院教师和博士、硕士研究生为主力团队承担任务，与清华大学、浙江大学、上海交通大学等高校本专业教师博士、硕士研究生协同开展研究工作，通过中国人民大学清史研究所教育部人文社会科学重点研究基地完成申报、批准和验收等程序，2010年结题，本书就是这个项目的成果。
本书各章节的内容大多是按项目提纲组织稿源，资助研究者在几种学报或学术刊物发表的论文。
本书的体例是按专题展开，力图深入探讨若干研究不足的重要问题。本书非通史，不求全责备，重视史料分析，各位作者各抒己见，主编并不统一口径，相信由于信息量的积累，读者会得出符合史实的结论。
0.1 科学技术与晚清的历史巨变
1.晚清科学技术发展在史学研究中的重要地位
清代（1644～1911年）延续268年，是中国*后一个专制王朝，其开始和结束正处在两次西学东渐的过程之中。中国科学经过主要是清代（包括其前后）三百多年从古代向现代的过渡，大体上完成了科学史意义上的近代化变革，尤其是在晚清（1840～1911年）72年间，从思想观念、产业基础、经济关系和文化形态上促成了中国社会的巨变，在历史上具有客观的重要地位。
晚清科学技术发展的重要性表现在引进西方自然科学的新学科、工交农医的新技术，建立起初步的近代产业基础，新的经济关系和文化形态逐步形成。
改革开放以来，人们的历史观从皇朝变迁史、英雄创世史、儒法斗争史等的思想桎梏中解脱出来。科学技术史学科的创始人乔治 萨顿（George Sarton，1884～1956年）提出了科学史基本理论、新人文主义和科学的发展是人类进步的核心理论。科学技术是推动历史发展的“第一生产力”，清代提供了一个典型的案例。要深入理解这一命题，须有感性的具体认识，了解那个时代中国社会、产业、科技、教育等的真实状况：晚清的本土科技和传统工艺原是什么状态？在当时主要引进了哪些西方科技？经历了怎样的引进过程？朝野对此有何看法，客观上产生了怎样的社会影响？在一个封闭社会中科技发展具有怎样的动力机制？晚清自然科学知识如何扩张？ 一系列问题无法回避，先前的史学研究对此或者漠不关心，或者语焉不详，或者不能尽述。这些问题形成新史学的基础，也是科学技术史研究必须回答的问题，构成了本书论述的重点。
科学、技术与社会（Science，Technology and Society，STS）的研究告诉人们，一定的科学技术，产生于一定的社会形态，两者之间存在互相适应、互相依存的密切关系。“像不离璞”，如果科技史的研究忽略了社会背景，就事论事地进行观察，仅止于“技术性”的细节，那就必然失之于史料堆砌，缺乏思想性的高度，这是一切科技史研究需要避免的。
2.晚清输入的科学知识引发了思想领域的革命
按照著名科学哲学家托马斯 库恩（Thomas Samuel Kuhn，1922～1996年）《科学革命的结构》①的观点，所谓“科学革命”，第一是科学的新发现、崭新的科学基本概念与理论的确立，同时产生一批历史上卓越的科学家；第二是导致科学体系的根本变革和知识总量的剧烈增长；第三是在此基础上，科学的认知提高到一个新水平，提出认识物质世界的新原则，引发思维方式的变革，并促成人类的思想革命。
晚清输入了西方科学的新发现、新概念与新理论，本土学科体系被取代或更新，各学科知识量剧烈膨胀，*终促成了思维方式和思想的变革——相当于输入了科学革命，这是东西文化间的一次大规模交流，其结果促进了我国的社会发展。当然，人们也清醒地看到其不足：首先，所有这些科学创新均非自主完成，带有“借用”和被迫引进的性质，甚至遭到相当程度的抵制——清代文化包容度远不及唐代；其次，晚清输入的西方科技内容不少并非当时一流，而且在这一过程中也没有培养出具有重大贡献的本土自然科学家或发明家。但不能因此而低估西方科学革命给中国带来的变革的重大意义。
思想上的重大突破是一个非常重要却易被低估的因素：对中国人来说，天文学的“日心说”、地理学的新世界观、生物学的进化论、物理学的能量守恒定律、化学的物质不灭原理，这些亘古未闻的新思想冲击“天不变，道亦不变”“普天之下莫非王土”“子子孙孙永宝用也”的陈腐思想，社会进化的观念逐渐在民众中渗透，奏响了社会变革的前奏，为辛亥革命准备了思想条件和社会条件，突破独裁专制的桎梏遂成大势所趋。
3.晚清科技变革推动辛亥革命对亚洲产生影响
晚清科技进步直接改变了人的劳作与交换方式、生活习惯、人际关系与社会地位，不仅促成了中国大变革的来临，而且吹响了亚洲社会前进的号角。
从1895年广州起义开始，孙中山领导十次武装起义，直至1911年辛亥革命推翻清王朝，结束了两千多年的封建统治，*早在亚洲响起反专制独裁连续的炮声，具有广泛的国际影响。专制制度与亚洲类型相同或相近的俄国，1905年始有暴动，1917年二月革命中沙皇被推翻，十月革命中布尔什维克又从克伦斯基手中夺取政权。土耳其1909年发动兵变，仅将王位更迭，废兄换弟，真正的变化发生在1923年凯末尔担任总统之后。孙中山援助菲律宾、越南的革命，对印度争取独立，也给予道义支持和实际援助。②
所有社会革命的发生均存在政治、经济、军事、外交、文化、历史、种族、信仰等因素，而科学技术及与其相应的生产方式和生产力，则起到决定性的推动作用。
0.2 《晚清科学技术研究》编写理念的更新
1.科学技术史要研究史学基本理论问题
科学技术史在我国被列为一级学科，从研究的对象看，分别属于数、理、化、天、地、生、工、交、农、医，即属于理、工、农、医等的分支学科。但所有的科目研究的都是历史，因此它不可避免地同史学存在交集，或者科学技术史就属于史学的一部分。有许多科技史的问题本来就属于历史学的基本问题，两者密切相关。
以中国科学史的分期问题为例，这是关系到如何认识各个历史阶段科学性质和水平的大问题，但老几代科学史工作者都按社会性质划分，如“近代”的划分，从1840年鸦片战争开始，到1919年五四运动为止，共80年。在这短短的80年中，中国科学就从古代跨入了现代，这可能吗？
人们认为，世界近代科学的起源地——欧洲，从文艺复兴开始，经历了三四百年，才进入现代。几乎全部现代科学均从近代发展而来，如果说中国人只用了他们约五分之一的时间，就轻松跨入科学技术现代化的门槛，显而易见不符合历史的基本事实；而且科学的各学科实现现代化的时间也不是整齐划一的。
编写《晚清科学技术研究》，要重视、了解史学界的研究现状，例如，在1980年朱绍侯先生主持编写的《中国古代史》高校历史系教材中③，朱先生明确提出编写历史教材要尊重史实的主张④。这套书成为1949年来发行量*大、使用*为广泛的高校历史教材之一，对中国古代史教学做出了重要贡献。本书的编写从中获益不少。
实际上，对于科学技术史的研究，也存在要求服务于现实的问题；但并非为了寻找本土发明的世界第一，更不是走向带有极端色彩的民族主义。这些都表明了研究史学基本理论问题的重要性。
2.建立多维视野的科学史观
作为绚丽多彩的人类文化的重要组成部分，古往今来的科学技术蕴含的信息量巨大，如果用“点线面体+时间”来描述，即可构成一个多维时空：任何一个人，无论站在科学界内部还是外部，只可能获得局部的认识，*多对其大体的轮廓有一些初步了解。因此，人们希望看到用准确、科学、简练、概括的语言介绍的历史，并且认识到越简单就越困难，有人并非开玩笑地说：*难写的莫过于小学历史教科书了。于是，每个时期便出现一些历史的解说者，他们力图用*简明的语言，向公众提供历史的基本线索，他们有的成功了，有的被誉为思想家，有的则用一笔画⑤勾勒出历史的轮廓，堪称一笔画大师。
救世主、帝王、英雄创史论，辉格史观⑥，物质欲望驱动，或把性欲夸大为支配人类的一切行为动机，等等，都曾经风靡一时，企图用单一视角去解释人类社会发展的动因，并宣称所提倡的是唯一正确的结论。然而，对科学技术史而言，不存在这样的一笔画，也不接受这一类的蛊惑。
这里只简略讨论辉格史观对科学史观的影响。
1931年，巴特菲尔德（Herbert Butterfield）提出了“辉格史观”概念，批判英国辉格党人的历史观，即从现状出发，将历史的发展解释为依据本党理解的逻辑向现在演变的必然过程，并按今天的需要对历史进行是非优劣评价。这一观点在政治和史学领域已被否定，而在科学史界尚有影响，需要讨论如何对待辉格史观的问题。一种观点认为，用现在的标准评判过去固然不当，但历史上的科学工作具有累积性，今人比前人认识深刻得多、知识面要宽得多，审视前人走过的弯路能够看清当时所犯错误，但这不能导致“辉格史观”在科学史领域还有存在价值的结论。
这种看法有偷换论题之嫌：今人很难避免带有现代观点去审视过去，但这与“把历史的发展用今天需要的方式重新解释”不是一回事。科学史研究中会因未充分考虑到时代的差异，出现以今代古或拔高古人的倾向，但这同有意识地美化一部分人（比如儒法斗争中的法家）以适应当时政治需要的做法本质不同，不能混为一谈。而在科学史研究中采用西方发展坐标，以先进的一方为标准俯视或审视后进的一方，对本土成果持否定态度，那才是辉格史观造成的结果。
3.历史发展的动力：科学技术
上文提到帝王或英雄创史论，其关注点多在帝王天纵英明或昏庸无能、内乱权争与皇朝变迁、政治腐朽或宫廷阴谋、“天不生仲尼，万古如长夜”等。由此演绎出的“历史”，不过是以古人衣冠为道具的现代坊间演义。那么，历史的发展动力是什么呢？
1979年3月，中国社会科学院在成都召开史学规划会议，戴逸先生明确提出“生产斗争动力说”⑦，刘泽华、王连升质疑“阶级动力说”⑧。其实，在科学技术史领域内，早就存在“科学的发展是人类进步的核心”的新人文主义，影响范围虽然限于学界，但其精神实质具有积极进取的普遍意义。
科技发展与社会进步是互相依存、互相促进的两个方面，按照科学史家乔治 萨顿⑨提出的观点，人类的历史是不断进步的历史，而科学的发展则是人类进步的核心。这构成了他的新人文主义的基础。今天可以理解为：科学技术是推动社会前进的根本力量。这一看法与生产力论并不矛盾。
在辩证唯物主义的经典作家看来，科学技术构成了生产力的基本要素，其侧重点一是生产劳动者，一是科学技术。但是，科学技术是通过怎样的形式占据生产力的鳌头，它又是怎样影响社会发展的，需要有非常具体的研究。由于晚清西方科学技术大量引进中国，从而引发社会剧烈变化，成为论证这一观点的*好案例。因此，本书提供自然科学、工交农医和传统工艺真实而细致的变化情况，对近代化改造在社会发展中的作用和意义做初步阐述，并提供给理论家们做各方面深入探讨的参考资料。
对于自然科学每门具体的学科而言，都存在探讨本学科发展动因的需要。在本书中，3.1节和3.2节选择“晚清数学发展动力机制”和“数学知识增长的速度和方向”，区别于先前科学史研究仅仅回答“有什么”“是什么”的问题，深入问题的背景和思想的深处，要回答“怎么样”“为什么”的问题，也是开辟新领域的创新尝试。
4.建立科学技术史学科的学术规范
要建立科学技术史学科的学术规范，有几个必须讨论的方面：基础理论、价值观念、原始资料、科学方法、历史分期、专业术语、辩论平台、评价机制等。这里仅谈谈专业术语的问题。
正像托马斯 库恩所说，科学史是20世纪50年代以来一个新兴的学科，“目标和价值观念主要来自其他领域”⑩，科哲、政治、经济、社会、教育 各门术语随之涌进，也可能是诞生之初难免的现象，表明该学科尚不成熟，尚未形成独立的术语体系。例如，一些严肃的科技史论
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