明朝科技传教士康熙年间，皇家已经用上了计算机

用户投稿 2025年06月22日 12:00:02 1 0

康熙年间，皇家已经用上了计算机

博览荟

◎周乾

人们日常生活和生产实践离不开计算。我国古代计算工具主要为算筹和算盘。17世纪，欧洲机械制造技术的发展，使得计算机开始出现，其制作技术由传教士引入了我国。曾经是明清皇宫的故宫博物院，珍藏有世界上极为罕见的原始手摇计算机数台。这些计算机是我国科学史上的珍贵文物。它们在清康熙时期由宫廷造办处制作，包括盘式和筹式两种，可开展多种数学计算。

盘式计算机是依据帕斯卡计算机原理制作的。1642年，法国数学家布莱士·帕斯卡利用钟表制造技术，发明了拨盘式计算器。这种加法器与算盘的区别在于，它可以利用齿轮的转动来实现进位：用齿轮表示数字，齿轮之间有啮合装置，当低位的齿轮转动一圈时，高位的齿轮就旋转一个数位。这种计算器经过改进后，由传教士介绍给康熙皇帝，深受康熙皇帝的喜爱。

故宫博物院收藏的一款盘式计算机为黄铜制作，长55厘米，宽11.5厘米，高4.8厘米，由10个圆盘组成。每个圆盘由面盘、底盘及最底部的齿轮组成。面盘大部分位置是固定的，仅下部的铜制拨挡片可移动。面盘直径为3.6厘米，中央刻有表示数位的汉字，从左到右分别为拾万、万、千、百、十、两、钱、分、厘、毫，分别表示从十万到十万分之一的数位，周边是一至九的刻度。

面盘上、下对称布置了方形小孔及扇形孔A、扇形孔B，铜挡片旁亦有扇形孔C。其中，方形小孔用于插入拨针，扇形孔A、扇形孔B用于显示已知数，扇形孔C用于显示计算结果。底盘直径为4.8厘米，可以通过齿轮带动转动。底盘包括内外两圈数字，均为空格（表示0）至九，仅在上述扇形孔内显示，其余位置被面盘遮挡。在进行计算时，将拨针插入方形小孔内，顺时针转动底盘，可在扇形孔A、扇形孔B内分别显示两个即将运算的已知数；将拨针插入面盘周圈10个小孔之一内，顺时针转动底盘，则可在扇形C内显示计算结果。铜挡片上拨时，扇形孔C显示相乘（相加）结果；下拨则显示相除（相减）结果。当计算结果超过9时，扇形孔C显示为空格，且圆盘的齿轮带动其左侧圆盘的齿轮转动一格，使得左侧圆盘对应的扇形孔C增加或减少数值1，即结算结果进或退一位。盘式计算器可做加减乘除计算。

清廷造办处制作的筹式计算机，主要通过纳皮尔算筹对帕斯卡计算机进行改造实现。纳皮尔算筹是由英国数学家纳皮尔发明的一种乘法计算工具，由明朝传入我国。纳皮尔算筹的计算原理是格子乘法，即把两位单数相乘的结果放在一个格子里，然后对所有格子的结果进行相加汇总。纳皮尔算筹由10根木条构成，每根木条上均刻有数字，除了右边第一根木条是固定的外，其他的木条可根据需要调整或进行拼合。在进行相乘时，每个格子的结果均不超过九九乘法表的最大值（81），且每个格子的值分别写在格子对角线两侧。将各个格子的计算结果沿着对角线相加，可获得总结果。以425×9为例进行说明：首先选出4、2、5与9对应的算筹，然后分别相乘，得36、18、45，再沿着对角线将各个格子里的数相加，超过9时进位，即“5、4+8（进一位）、1+6+1、3”可获得结果为3825。筹式计算机不仅可开展加减乘除运算，还可开展平方、立方及开方计算。

故宫博物院藏的一款纸筹式计算机，长17厘米，宽9厘米，高5厘米，主要构造包括高丽纸制算筹、铜轴、齿轮、钥匙等。铜轴共有10对，每对可用于一位数计算，因而该计算机可用于十位数计算。每对铜轴上下排列，轴一端均有六齿齿轮，且上下齿轮之间，还增设一个六齿齿轮，与上下齿轮啮合。上、中、下的齿轮啮合，使得转动任一铜轴齿轮后，可带动另一个铜轴的齿轮同向转动。纸筹是贴在铜轴上的，因而转动齿轮后，一个铜轴上的纸筹收起来，另一个铜轴上的纸筹展开，使得纸筹在计算机上移动。使用时，用钥匙插入计算机前立面的小孔内，旋转一个铜轴的齿轮，带动两个铜轴转动，则纸筹的数字不断变化。当各个铜轴上的纸筹转动到已知数后，就可以按照纳皮尔算筹方法读出对应的结果。

故宫博物院藏清代皇家计算机不仅是我国古代能工巧匠的智慧结晶，还包括了外国传教士的贡献，因而是东西方科技文化交流的产物。不仅如此，它们对于研究我国古代数学、机械制造等相关学科的发展史，亦有着重要的参考价值。

（作者系故宫博物院研究馆员）

来源：科技日报

紫禁城的西洋传教士，竟是中国最早的科研工作者，科研成果真不少

科学家的工作场所应当是实验室，这是今天的人们经过数百年的工业文明洗礼后达成的社会共识，这一点在17、18世纪的西方社会也是通行的法则。当时，经过严格挑选的若干西洋科学家，赶赴神秘的东方帝国，在这里没有实验室，也没有科研项目与基金，他们成了紫禁城内最神秘的客人。在这座世界级殿堂里，他们将演绎着怎样的故事呢？

一、明朝的西洋科学家

大航海时代开启后，欧洲借其东风广泛地与世界各地接触。1583年，耶稣会传教士、科学家利玛窦来到中国，开启了近30年的传教生涯，与此同时，他第一次将西方的科技带进了紫禁城。利玛窦在中国不但将150多种西学书籍翻译成中文，其中与徐光启合作翻译的《几何原本》内，牵涉到的大量数学概念例如“点、线、几何”等专用名词，都是他们所创造并一直沿用至今的。利玛窦还亲自绘制了《坤舆万国全图》，这是中国第一幅真正意义上的世界地图，为中国人提供了一种全新的认识世界的角度，《坤舆万国全图》在传入日本后对其近代地理学科的发展也产生了极大的影响。

坤舆万国全图

经过利玛窦成功的铺垫之后，西方人看到了前往中国传播“福音”与科学的曙光，这带动了相当一批传教士中的优秀科学研究者来到北京，希望能够开启一段“开天辟地”的历程。而他们来到北京之后，大多被皇帝收入皇城，在“传教”想法被严厉扼制的同时，却在紫禁城里开辟出一片属于西洋科学家的小天地。

1623年，明政府听闻西洋人邓玉函十分博学聪慧，便通过在华传教士居中联络，邀其入京。邓玉函来到北京之后，不但参与了天文仪器的制作与天文气象的观测工作，还著书立说，在几个月的时间里写出了《大测》、《测天约说》、《黄赤正球》、《八线表》等四部著作，并用中文将西洋人的医学著作《泰西人身说概》翻译出版，但可惜他在北京生活了几个月便抱病去世了。

邓玉函

二、清朝的西洋科学家

如果说利玛窦时代的大明朝还可以对西方科技与文化“兼容并包”，那么取而代之的大清朝则以威严的态度拒绝了传教士的传教想法，却允许他们在紫禁城里过着“舒服”而又“束缚”的生活。清朝的皇帝们对传教士们也毫不吝啬，他们当中的大多数人，如德国人戴进贤、比利时人南怀仁等，都被授予二品官衔，德国人汤若望甚至被授予二品顶戴加一级，是西洋传教士中官衔最高的一位。要知道在官本位的帝制社会，一个从九品小官做起的低级官员，大部分人穷极一生也只能对二品官“垂涎三尺”。

影视剧中的汤若望和南怀仁

这些生活在北京的西洋科学家，不但被授予了官衔，封地、俸禄也是一样不落，他们还因其独有的科技本领而时常被皇帝召见。古代社会对天象、气候十分关注，尤其是信奉“承命于天”的皇帝，天象、气候的变化预示着他的统治与政权是否稳固，因此“钦天监”就成为古代重要的政府机构。在清朝，西方传教士来华后，开始指导钦天监的工作，如康熙八年（1669年），朝廷下令将钦天监原来的汉人监正一职改由西洋人担任，这就意味着整个大清朝的“天命”掌握在一群西方人手中。

钦天监牌匾

在西洋科学家的指导下，清朝出现了大量与世界接轨的历书，自传教士入驻钦天监，直至清朝灭亡，这200多年的时间里所颁布的历书均以西洋人制定的观测方法为基准。在教士最多的钦天监里，甚至许多观测与历法方面的技术都已经超越西方人，在18世纪初，经过康熙皇帝与南怀仁、洪若翰等诸多教士的努力，大清绘制出了远超法国的天文图。

影视剧中的南怀仁

他们不仅得到了清政府的支持，同时也得到欧洲方面的支持，因此得以制作大量的观测天象的先进仪器，如节气地球仪、浑天仪、天体仪等。作为回报，他们需要为欧洲提供中国的天文气象观测、地图测绘、动植物考察以及中国的国体政情报告等，涉及政治、经济、文化、地理等各方面的详细资料。

天文观测仪器

为了更好地观测天文气象，除了原有的钦天监，1745年，宋君荣、蒋友仁等法国传教士在北京建立了一座气象观测台，观测到的天文气象结果，除了提供给清政府外，还以公开发表的形式在欧洲大陆上传播。

在紫禁城内当差的传教士主要以在钦天监的工作为主，但其他的诸如宫廷医生等职业也都各有一批西洋人担任。这些西洋医生，将最早的西医技术带到了中国，例如在1692年，康熙第九子胤禟突发疾病，耳部感染导致高烧昏迷，宫廷西医利马参与了这场救治活动，并通过西医治疗手术治愈了胤禟的疾病。这使得康熙对西医的态度有了很大的改观，在随后的狩猎当中，康熙还令利马等几位西洋医生陪同前往。1715年，意大利人罗怀中同样为八皇子胤禩进行脚部手术，这才避免了其脚部溃烂甚至要截肢的严重后果。

西洋医生

文史君说

西洋教士在紫禁城内度过了一个又一个孤寂的夜晚，尽管他们得到了大清皇帝的支持并在钦天监与皇城内做着科研工作，使中国君臣见识到西洋科技的高明，但与中国传承千年的农业文明和民族心理相比，这些教士的影响力毕竟是蚍蜉撼大树，无法撼动中国根本之万一，正因为如此，教士们始终没有激发出中国的科学思维，直到1840年以后，中国才在一次又一次炮火中接受了科学的洗礼。