绪论
一、怎样认知中国古代的力学知识
一门学科史，对于了解这门学科的过去与现在，对于正确评价学科的教学和研究的成果，对于预测学科的未来发展和制定学科的发展规划，都是非常重要的。因此世界各国在各个学科的研究成果中，都很重视其学科的历史研究。力学是自然科学中较早精确化的学科，现代自然科学始于欧洲文艺复兴时期的力学，中国古代虽然没有现代意义上的自然科学或力学，但我们不缺乏对中国传统力学知识史的研究。
李约瑟在《中国科学技术史》物理学部分集中梳理了中国古代物理学知识，特别是集中论述了诸子物理学思想产生的社会根源，但缺少对这些有为的自然观与实践知识的互补推理性研究。中国学界对力学史的研究，通常以研究经典力学在中国的发生及发展为主，或突出研究中国古代杰出自然哲学家们的物理学成就，或探寻西方力学引人中国的车辙马迹。如武际可的力作《近代力学在中国的传播与发展》（2005年，高等教育出版社)，充分论述了从明末清初开始的西方力学知识的传人以及新中国力学教学与研究队伍的形成等内容，使学界对力学学科在中国的建立和发展有了深入了解。戴念祖的两部著作《中国力学史》（1988年，河北教育出版社)和《中国物理学史大系 力学史》（2001年，湖南教育出版社)，广泛收集了散落于典籍中，与当代力学科学接近的知识点；这两部著作极具史料价值，但在如何理解和使用这些史料上尚有一些争议。关增建的《中国古代物理思想探索》（1991年，湖南教育出版社)是较早讨论中国物理思想史的著作，其特点是对中国古代物理学思想的阐述。2001年张柏春曾与德国马普科中国古代力的知识学史研究所建立力学伙伴研究小组，专门就中国力学知识的发生与发展以及中西方力学知识的交流与互动进行过综合研究，完成了诸如中国传统实践力学知识的调研、中国传统数学中力学问题的研究及建立相关文献信息库等多项成果。
此外，还有对中国古代是否早于胡克一千五百多年发现弹性定律的争议，如仪德刚和李银山等学者对此曾公开发表过文章，并引起诸多反响。近几年还有一批硕士、博士学位论文在明清力学知识探讨方面积累了一定成果，如白欣、韩礼刚、高海、段海龙、咏梅、聂馥玲、邓亮、李媛等的论文分别对明清时期的重心问题，《格物人门》《格物测算》《格致汇编》中的物理学知识，《中西闻见录》中的科技知识，饭盛挺造《物理学》中译本，艾约瑟（翻译了《重学》、编纂了《西学启蒙十六种》等)、顾观光与晚清力学，晚清科学译著《重学》的翻译与传播等内容进行了研究，上述研究涉及的或是部分力学知识，或是某一部力学著作，或是某一种期刊中的物理学知识，多侧重于力学传入的具体知识内容。
纵观人类力学知识的整体发展情况，大致分为直觉力学知识、实践力学知识和理论的力学知识三种模式。我们除了十分关注西方经典力学产生的理论的力学知识外，还应加强研究中国传统力学知识的表达方式和文化特性，即直觉力学知识和实践力学知识的表达方式及其文化传统。梅森在《自然科学史》导言中曾有论述：科学主要有两个历史根源：一个是技术（或工艺）传统，一个是精神（或哲学）传统。直觉力学知识以人类自身的行为获得的经验认识为基础，广泛存在于不同的文化传统中；其中包括人们对天体及自然运动的感知、对客观物理存在方式的感知、对人体本身的力学特性及身体行为的感知等内容。这些直觉力学知识既是人类实践活动的基础，亦构成了力学科学理论的基础论据。同时，它们被人们广泛地共享，并在古希腊的自然哲学家及中国古代思想家那里不断得到升华，他们对诸如落体运动、抛物运动及天体运动等都做出过相当多的讨论。
实践力学知识是基于工匠们制作及使用各种生产工具时，于实践中应用的力学知识。虽然与直觉力学知识不同，这类知识已不再广泛地被人们所分享；但是，它们与那些从事生产和使用工具的专业人群紧密相联，并伴随历史发展而不断演进。这类知识通过实践者直接参与特定工具的生产过程或口头讲解，而在历史中得以传承。基于文艺复兴时期建设大规模工程项目的背景，人们普遍认为实践力学知识对前经典力学知识的出现具有重大意义。在不同的地域或不同的历史时期，力学知识的这三种发生模式相辅相成，各有优势。理论的力学知识产生，正是源于直觉力学知识及实践力学知识在人类思想认识中的不断升华;从文艺复兴工程师达 芬奇到力学巨匠牛顿，理论的力学知识通过他们得到飞跃发展。
与西方不同，中国古代更为多见的是直觉力学知识和实践力学知识，或者说在中国古代没有形成现代意义上理论的力学体系，但我们不能忽视这些自然知识的文化价值。那么，如何认识和重新理解那些散落于中国典籍中大量的科技史料和各种各样的实践经验？同时，针对明清学者为排斥西方力学体系而重构中国传统力学的努力，因最终失败而全面消退的现象，我们又该如何理解？这些都需要我们以全新的视角来重构中国传统力学知识体系。
二、前人研究综述
自20世纪中叶以来，科技史界对中国古代力学知识的探讨一直延绵不断，为我们考察中国传统的直觉力学知识和实践力学知识，以及西学东渐中理论的力学知识的演变提供了方便。下面将从专著、期刊论文和学位论文三方面，简要回顾关于中国传统力学知识和西学东渐中的力学知识的研究文献，以及中国传统思维方面的相关研究。
1.专著
关增建的《中国古代物理思想探索》，作为广泛、系统和深入地研究中国古人物理思想的著作，以中国传统社会文化背景为基础，深层次探讨了古人观察和认识自然界的思维方式和思想脉络。
刘长林的大作《中国系统思维——文化基因探视》②，认为系统思维是中国传统思维方式的主干，以生物遗传基因类比文化发展的基因，探索在中华民族的文化和历史发展过程中，人们产生了怎样的心理底层结构和传统思维方式。同时，作者详尽描述了中国传统文化中整体性的各种表现，包括整观宇宙中的“意象思维的实践与理论”、整体与局部的关系，统筹管理中的“不责人而求势的势论”，生态农学中的“关于‘天-地-人’与思维方式”，以及古代科技系统思维例举等内容。作者通过对中国传统的哲学、医学、管理学、农学科技和美学的系统探讨，将中国传统思维方式归纳为组成中国文化基因的十个方面，其中与本书相关的有：强调自然整体，以天人合一、主客一体的方式审视世界；重视意象思维，善于将意象思维与抽象思维融会贯通；长于直觉思维和内心体验，弱于抽象形式的逻辑推理。正是在这样的传统思维方式下，中国传统力学知识注重直觉和实践，而弱于理论探讨。
郭金彬在《中国传统科学思想史论》中讲述“力学知识与科学思想”时，从“力”的抽象概括和广泛应用两方面，探讨中国古人从机械制造和原动力的利用及平衡状态考察中，由最原始、最直接、最直观的人力、畜力、风力、7JC力等自然力概括抽象出传统的直觉力学知识。作者以古文献记载为基础，从不同角度分析“力”的定义，梳理“力”的多种内涵，总结出我国古代的力学知识，正是在具体实践一抽象研究一再具体实践的过程中，得以世代传承、丰富和深化。
李志超在《天人古义——中国科学史论纲》②中介绍“周髀与基础科学的发生”时，以提问的方式简要提到“力”这个概念的抽象化问题。胡化凯的《物理学史二十讲》③在讲述“中国古人对力学现象的认识”部分，探讨了“力与势”的概念及关系，分别论述了人们对《墨经》中“力，刑之所以奋也”以及汉代以后人们对“积力”的认识；并探析了典籍中“势”的物理内涵，认为其含有朴素的控制论思想；同时，阐述了“重心与平衡”和“弹性知识”等内容。另外，胡化凯在《中国古代科学思想二十讲》④中，从自然观、方法论和科学观三个方面，探讨了中国古代科学思想，包括重要的概念、理论、自然感应观、自然规律观、先秦儒墨道诸子的技术观等思想观念以及中国古人对事物的性质、规律的认识方法等内容。这些对我们了解中国传统文化和科学思想背景大有裨益。
王平《〈说文〉与中国古代科技》⑤一书，从汉字研究的视角对《说文解字》中蕴含的古代科技知识进行探讨，其中对“力”的解释，分别从文字学和训诂学人手，梳理“力”字从古至今的字形和字义的演变。同时，对古人长期在社会实践中的对力学在“箭”“秤”及简单机械中的应用进行举例分析，由此阐述古代发明和创造中所蕴含的力学思想。
戴念祖、老亮的《中国物理学史大系 力学史》，开篇对“力学”的词义演变进行了梳理，并将中国传统文化里的“力学”理解为“努力学习”，认为不含近代科学上的任何意义。同时，书中考察了西学东渐中科技译著中的“力”与“重”的演变过程，而且在介绍动力学知识时，从“力”字的起源到《墨经》和《论衡》对“力”的定义，再到对《考工记》《淮南子》《王祯农书》等古代自然科学、哲学著作中的“力学应用”，进行了分类细致讨论。该书按照近现代的力学学科对散落在典籍里的古代传统力学知识进行分类研究，具有很高的史料价值。
武际可的《力学史》探讨了古今中外力学知识的发展脉络，对“力学”概念及其分期进行阐述，且对中国传统力学的发展和西学东渐中西方近代力学在中国的传播过程进行了梳理，并分析经典力学没有在中国产生的原因等内容。同时，该书大篇幅讲述西方古今力学的发展史，尤其对近现代力学发展过程的探讨，可谓是浓墨重彩。另外，武先生的《近代力学在中国的传播与发展》②一书，对力学作为一支独立的科学和教育力量在中国的发展进行分期，即明末清初外国人送上门来的力学知识、清末中国思想界及学界主动翻译学习西方科技知识、民国期间近代力学在中国的现代大学里的初步发展、新中国成立以来的力学发展四个历史时期；并对近代力学在中国的传播与发展概况进行了充分论述，使我们对近代力学学科在中国的建立和发展脉络有了深入理解。同时，武际可《力学史与方法论论文集》中的《中国古代为什么没有力学》③一文，从早期中国的力学是由外国人送上门讲到为什么中国古代没有力学，并以西方力学的发展为比较对象，从五个方面探讨了中国没有精密自然科学的原因，归纳起来即政治、经济、教育等对科学的影响，亦即统治者与社会各界对权力的追逐和傲慢的态度以及对自然科学知识的偏见。而后，武先生在第二届全国力学史与方法论学术研讨会论文集《古今力学思想与方法》中发表《1920年以前力学发展史上的100篇重要文献》，文中主要梳理了西方从古希腊亚里士多德的《论天》到格里菲斯(Griffith)的《固体的流动与断裂现象》，对两千多年来西方力学发展史上起重要作用的100篇文章进行简要阐释，其中介绍兰金（Rankine)《应用力学手册》，人们至此才把能量与势能区分开来。这一点有助于我们认识西学东渐中西方力学知识中的“势”概念与中国传统力学知识中的“势”内涵的交融与会通。
2001年7月，德国马普学会科学史研究所一中国科学院自然科学史研究所伙伴小组（中德马普伙伴小组）正式成立，张柏春、田淼、邹大海及德国合作者专门对“中国力学知识发展及其与其他文化传统的互动”进行了综合研究，课题组的诸多学者及研究生对中国古代的力学知识相关概念、实践力学知识及中西文化传统下的力学知识交流均有深人研究。同时，课题组以《远西奇器图说录》为中西知识传播与互动的主要研究对象，对该书进行了全面、系统而又细致的分析与探讨，最终著成内容详尽且丰富的《传播与会通——〈奇器图说〉研究与校注》—书。该书上卷“王徵对力艺之学的注释”一节，对本书探讨“力”和“势”的中西知识会通有学习和借鉴意义。
王冰所著《中国物理学史大系 中外物理交流史》②，着重论述16世纪末到20世纪初期的三百多年来，西方物理学知识在中国的传播和传教士在华的科学、教育及翻译活动；并简要介绍此期间西方人士对中国传统物理知识的研究；同时，讲述17世纪初期至20世纪初期中国与日本之间的物理学知识交流情况。熊月之的著作《西学东渐与晚清社会》③，以西学东渐与晚清社会的关系为研究对象，全面、系统地对晚清西学传播的过程进行分析，为我们全面而深人地了解那段波澜壮阔的历史提供了很大便利，让我们进一步理解了该时期的历史文化背景。另外，咏梅所著《中日近代物理学交流史研究：1850-1922)，系统地论述这段历史期间中日两国物理知识的传播与交流情况，总结两国物理学知识交流的特点与历史经验。以上三本书为本书査找西学东渐中与物理学知识相关的科技译著提供了
