我国有着悠久的灿烂文化。公元1400年以前，中国的科技长期在世界上占据着领先的地位，中外科技交流的方向主要是从中国传向西方。中国古代的四大发明是著名的例子。这些发明经过阿拉伯人传到欧洲，对全世界近代文明和科学的发展作出了巨大的贡献。马克思曾这样赞誉这些发明：“这是预告资产阶级社会到来的三大发明：火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场井建立了殖民地，而印刷术则变成新教的工具，总的说来变成科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”造纸更是对人类文明产生了深远的影响。
　　直至公元1405-1433年郑和七次下西洋，中国的科技仍领先于西方。郑和的远航最远到达东非，比哥伦布早87年，船只的大小、舰队的规模也远远超出哥伦布。
　　但是，到了1600年，即明朝末年，中国的科技已远远落后于欧洲。这有许多原因。从科技以为的外因来说，中国封建社会的长期停滞，明朝空前的中央集权专制制度，都使中国的科技停滞不前。相反，欧洲的文艺复兴却使科学技术得到飞跃的发展。更重要的是内因。中国古代科技有极强的实用性（四大发明都是实用技术），缺乏希腊人那样的自然哲学理论体系和欧几里得几何学体系，因而没有发展的内在动力。从此以后，中西文化交流的方向就倒了过来，由从中国传向西方变成西学东渐。
　　
　　传教士
　　
　　最早把西方的科学技术传入中国的是基督教会的传教士。
　　16世纪，西班牙、葡萄牙、荷兰等国的船队发现了新大陆，开辟了到东方的航线，从事海外贸易，攫取海外财富，抢占殖民地。与之相应，1539年在天主教会内成立了耶稣会，加强对国外的传教活动。中世纪的欧洲，教会本来就是学术中心，这些传教士不仅虔信天主，而且都是博学多才的人。当时的中国是世界强国，选派到中国的传数土更是他们之中的佼佼者。为了达到传教的目的，他们必须在中国站住脚，取得中国士大夫的信任。于是，他们把“天文历算之学”带到中国来，以其科学知识作为吸引中国士大夫的手段，同时学习中国语言和文化，在中国政府中担任官职，开始了中西文化的交流。
　　早期来华的耶稣会传教士中。最著名的有利玛窦、汤若望、南怀仁三人，他们都曾出现在邮票上。
　　利玛窦（MateoRicci，1552-1610），意大利人，1582年（明万历十年）来华。初在广东肇庆传教、学汉语。1601年到北京传教。他结识中国学者徐光启、李之藻等，居中国三十年间，大力绍介西方的自然科学。1607年，他和徐光启合作把欧几里得的《几何原本》的前半部译成中文，这是传教士来中国翻译的第一部科学著作。他还与李之藻合作，编译了《同文算指》，介绍西方的笔算。著有《天学实义》等，介绍当时西方的天文学知识，如大地为球形，日、月蚀原理等。他还给中国带来了第一张世界地图，取名《坤舆万国全图》(图1是意大利2002年为纪念利玛窦诞生450年发行的邮票，图2是中国台湾地区1983年为纪念利玛窦来华400周年发行的邮票)。
　　徐光启（1562-1633）是明末杰出的科学家,上海人，1603年在南京受洗入天主教。1604年中进士，1632年任礼部尚书兼东阁大学士，是朝廷的高官，担任过政治、经济、军事、天文、测量、治水、农业多方面的任职。他的科学研究范围广泛，以农学和天文学最突出。他从利玛窦学习西方科学知识（主要是数学、天文、测量、水利方面的知识），把它们引入中国，《几何原本》是他的多部译著之一。他在传教士们协助下，按照西方的天文学理论修订历法，编成《崇祯历书》，但新历法未得实施。他编写的《农政全书》是集我国古代农业科学之大成的一部巨著（图3和图4分别是海峡两岸为徐光启发行的邮票大陆1980，台湾1964）。
　　汤若望（JohannAdamShallvonBell，1561-1666），德意志人，天文学家，曾在罗马学天文历算。1622年由肇庆进入广东，次年到北京学习汉语，继而至西安传教。1630年被召至北京，参与修订历法，协助徐光启编成《崇祯历书》，并监铸大炮，传授用法。入清后，任钦天监监正，加太仆寺卿，颇得顺治皇帝信任，颁行新历法。他对康熙继位起了很大的作用。顺治在患天花病重时征求他对立皇储的意见，他指出玄烨（康熙）已出过天花，不会再得了，这对康熙继位起了很大的作用。（詹纳发明种牛痘预防天花是1796年的事，在这之前，天花是一种死亡率很高的病。）汤若望的著作有《古今交食考》，《远镜说》（介绍望远镜的制造、用法和原理以及有关的几何光学知识）等（图5和图6分别是德国和中国台湾地区于1992年为汤若望诞生400周年发行的邮票）。
　　南怀仁（FerdinandVerbiest，1623－1688），比利时人。1659年到中国，初在陕西传教，次年到北京，成为钦天监汤若望的重要助手。1669年授钦天监副，后授监正。在职期间改造北京观象台和仪器。在平定三藩之乱期间负责督制新式大炮。历官至工部侍郎。著有《康熙永年历法》、《坤舆外记》。他在与欧洲友人通信中盛赞中国的灿烂文化，使德国哲学家莱卜尼兹等深为倾慕（图7为比利时于1988年为南怀仁逝世300周年发行的邮票）。
　　顺治和康熙两朝对传教士比较信任，西学大量传入。雍正（1723年）以后，当局开始对传教士不满，西学传入受阻。1773年，罗马教皇解散耶稣会，西学东渐中止。
　　


　　传教士带入中国的科技知识，到底有些什么内容呢？
　　从表1可以看到，南怀仁来华，是在牛顿发表《自然哲学的数学原理》之前。哥白尼学说虽然早已提出，但它一直是天主教会禁止的异端邪说，传教士不可能把它传入。牛顿的《原理》是近代科学技术的标志，因此，早期传教士带人中国的并不是西方最新的科学知识，仍然是古希腊和中世纪的学说如欧几里得的几何和托勒密的天文学。但这已经让当时的中国士大夫大开眼界了。徐光启曾这样描述他对欧几里得几何体系的感触。其法“似至晦，实至明；似至繁，实至简；似至难，实至易。”对其命题“欲前后更置之不可得”。回忆我们在初学平面几何时，不也受到这种严密的逻辑体系的推理能力的强烈震憾吗？人们对地球是一个球体和中国之外的世界如此之大感到难以置信。一些顽固排外者，强烈反对传教士和他们引入的科学知识。顺治死后三年，汤若望被御史杨光先参劾入狱，罪名是“窥伺朝廷机密，内外勾连，谋为不轨。”还指控他导致顺治去世，判其死刑。杨光先声称：“宁可使中夏无好历法，不可使中夏有西洋人。”后来证明杨的所有指控失实，次年汤若望被释放，不久去世。
　　
　　留学生
　　
　　清兵入关后，在东南沿海一带受到激烈的抵抗。扬州十日、嘉定三屠都发生在这里。这里本是中国商品经济最发达的地方，受到严重的破坏，摧残了原本十分脆弱的资本主义萌芽。清朝为了巩固其统治，实行了比明朝还要严厉的专制制度。大兴文字狱，残酷镇压知识分子，并且实行海禁，严禁海上通商，闭关锁国。这些政策严重阻碍了西方科学知识在中国的传播，相对于西方近代科技的蓬勃发展，中国越来越落后。落后就要挨打。从1840年鸦片战争开始，西方的坚船利炮打破了国门。一次次割的地赔款，迫使中国人去学习西方文明。出国留学成为学习西方、引进西方近代科学技术的一条重要途径。
　　第一次向西方较大规模地派遣留学生是在洋务运动时期，包括1872年至1875年向美国派出120名幼童和向欧洲派出严复等88名留学生。120名幼童留美一事是容闳促成的。容闳是中国第一位留美学生。他是由他就学的香港马礼逊教会学校的传教士带到美国去留学的。1854年他毕业于耶鲁大学。容闳热爱祖国，坚守“他日竟学，无论何业，将择其最有益于中国者为之。”毕业以后回到了中国，他想通过派中国人去美国留学实现教育救国。为此他四处求援，遇到曾国藩并受到重用。他提出的留学教育计划得到曾国藩和李鸿章的同意。
　　从1872年到1875年，每年派出30名幼童赴美。1872年的首批中有詹天佑（12岁），1874年的那一批中有唐绍仪。幼童在美国，虽然按规定每天要诵习清朝皇帝的谕旨和四书五经，但是受着美国自由思想的熏陶，很快就美国化了，有人还剪了辫子，并且皈依基督教。管理留学生的顽固分子不断向朝廷报告，说留美幼童西洋技艺还未学会，却已沾染西洋恶习，“离经叛道”，“适异忘本”，极力主张撤回。终于，清政府在1881年撤回了全部120名留学生（原定在美国留学15年）。这时，只有詹天佑和欧阳赓大学毕业（詹天佑于1878年入耶鲁大学士木工程系、1881年以优异成绩获学土学位），其余的一部分还在大学学习，一部分中小学还未毕业，半途而废，令人痛惜。
　　回国以后，詹天佑找不到专业对口的工作，改行学轮船驾驶，还做了一段时间英文教员。1888年，经人推荐，担任中国铁路公司的工程师。
　　1904年，英俄两国为获得京张铁路的修筑权争得不可开交，清政府决定由中国人自己修筑。这条铁路工程艰巨，居庸关、八达岭一段，深沟峻岭，地形复杂。帝国主义分子叫嚣：“能修筑这条铁路的中国人还没诞生呢！”清政府委派詹天佑为总工程师，主持勘测设计和施工。在居庸关、八达岭一段，詹天佑采用千分之三十三的坡度和之字线方案，并开凿四座隧道。其中八达岭隧道长1091米，这在当时的施工条件下是很不容易的。1909年，京张铁路建成通车。这件事与半个世纪后杨振宁教授和李政道教授荣获诺贝尔物理奖一样，大长了国人志气，增强了中国人的自信心（图8和图9分别是海峡两岸1961年为纪念詹天佑发行的邮票）。
　　19l0年，清政府授给詹天佑一个“工科进士”职称。此后，詹天佑还为川汉等铁路的修建进行了设计和勘测工作。辛亥革命后，詹天佑担任粤汉铁路的总工程师，建成了这条铁路的武昌-长沙段和广州-韶关段，他为中国的铁路事业奋斗了终生。传说火车上的自动挂钩是詹天佑的发明是错的。那种挂钩是美国人Janney发明的，詹天佑把它定名为郑氏挂钩。
　　尽管清政府作出了全部撤回留美学生的蠢事，但时代的潮流不可阻挡。二十世纪初，又掀起了一个留学高潮。这次的主要目的地是日本。到1907年，大约有一万名中国留学生在日本留学。一方面是因为1895年中日甲午战争和1905年日俄战争之后，中国人对日本刮目相看，想探索东洋人迅速崛起的原因。另一方面，日本离中国近，费用低。此外1905年清政府废科举，断了士子的仕途；日文中夹用汉字，使人产生日文容易学的错觉等等也是重要的因素。
　　


　　1908年，美国国会通过法案，将庚子赔款的余额退还中国，用作选送优秀中国青年赴美留学。清政府用这笔钱设立了清华留美预备学堂，通过严格的考试录取留美生，使留美学生成为留学生中素质最高和准备最充分的一群。
　　1912年，留法归来的李石曾、吴稚晖等提出留法勤工俭学，掀起了赴法勤工俭学的高潮。
　　留日高潮、庚款留美、赴法勤工俭学，这是近代留学史上的大事，涌现的人才各有偏重。留日学生中出现了不少文学家，如鲁迅、郭沫若、周作人、田汉、夏衍、胡风。留法勤工俭学学生中涌现出一批政治领导人。而留美学生在科学技术领域内，成就最大，得博士学位的人最多。
　　1988年、1990年和1992年，中国邮政发行了三组“中国现代科学家”邮票（图10至图l2），列有12位科学家。他们是各学科在中国的奠基人，做出了巨大的成就。在这12人中，除了华罗庚先生的情况比较特殊（自学成才）外，华罗庚先生，在被招入清华升成助教以后，也于1936年作为访问学者到英国剑桥大学工作两年。归来后由于成绩优异，由当时的系主任杨武之教授破格直接提为正教授。）其他11人都是留学出身（表2）。他们把在西方学到的先进技术移植到中国。这11人中有1人留英（李四光），1人留法（熊庆来），1人留日（丁颖），其余8人留美。学医的3人（林巧稚、汤飞凡和张孝骞）也被列入留美学生之中，因为他们大学虽然是在中国念的，但就读的学校是美国在中国办的（协和医学院是洛克菲勒基金会办的，湘雅医学院是美国基督教会办的），毕业时拿的是美国对口大学的医学博士学位，而且毕业后不久就赴美留学。
　　这三套邮票的背景图案同主人翁的专业有着紧密的联系。这里在每一组中选一枚邮票略作介绍。吴有训先生在美国时的导师是康普顿，在康普顿研究X射线散射的开创性工作中，吴有训是康普顿的得力助手。他测试了多种元素对X射线的散射曲线，结果都满足康普顿的量子散射公式，证实了康普顿效应的普遍性，从而促成了物理学界对康普顿效应及其解释的普遍承认。邮票图的背景是康普顿效应的示意图和吴有训测得的不同元素对X射线的散射曲线。侯德榜先生有两项重大贡献。1920年他打破索尔维集团的技术垄断用索尔维法制出纯碱（碳酸钠）和联合制碱法。联合制碱法完全是他创立的新工艺，它将纯碱生产与会成氨生产联合，利用合成氨厂的氨和二氧化碳，在生产过程中只需加入食盐，同时生产出氯化铵和纯碱。这个工艺分两个过程，第一个过程制得碳酸氢钠和氯化铵，第二个过程由碳酸氢钠制得碳酸钠，如邮票下方的反应式所示。1941年，这种新工艺初步获得成功。实业家、永利公司总经理范旭东先生提议命名为侯氏制碱法。1964年实现工业化生产（邮票上有一个错误，即生产装置模拟图中的原料C02错印成CH2。汤飞凡先生是著名的病毒学家，他于1929至1936年用物理方法证明了疱疹、牛痘等病毒是寄生于细胞内的可离心分离、可通过除菌滤器、能自我复制的颗粒，有力地支持了“滤过性病毒”是有生命的微生物的学说。1955年他分离培养出第一株沙眼病毒，成为世界上发现重要病原体的第一个也是迄今为止唯一的一位中国人。汤先生1958年在“拔白旗”运动中蒙冤自杀。1981年国际沙眼组织向他颁发金质奖章，邮票的背景图案就是这枚奖章。
　　


　　邮票上还有一个留美学者，也值得在此一说，那就是胡适（图13，台湾地区1990）。对于胡适，通常我们注意的是他的政治立场和对新文化运动的贡献，这里要说的是他和本文题目的关系。胡适1919年去美国，本来是进康奈尔大学学农的，后来转到哥伦比亚大学改学哲学，但他仍对自然科学感兴趣。当康奈尔大学的胡明复、任鸿隽等人发起成立中国科学社时，他积极参与，并为中国科学社写了社歌。在二十世纪前半叶，中国科学社是中国影响最大的综合性学术团体，《科学》是影响最大的综合性学术刊物。华罗庚的论文《苏家驹之代数的五次方程式解法不能成立之理由》便是刊登在《科学》上，由杨武之先生发现推荐给系主任熊庆来的。《科学》是最早实行汉字横排、并全面采用西式标点的刊物，这套标点符号最早由胡适设计的。
　　
　　建立新式学校
　　
　　中国近代科学不是从中国传统文化中生长出来的，而是从西方传入的，它需要本地化。建立新式学校，在学校中教授近代科学，是本地化过程中的努力之一。
　　19l4年，身为留学生并正在康奈尔大学学习的胡适发表了《非留学篇》，开宗明义地说：“留学者，吾国之大耻也；留学者，过渡之舟揖，非敲门砖也；留学者，废时伤财，事倍而功半者也；留学者，救急之计，而非久远之图也，”为什么是大耻？因为昔日的师表之国，今日却沦为弟子之邦。不过，胡适并不是要马上取消留学，留学是过渡之舟揖、救急之计。胡适认为留学当以“输入新思想为己国造新文明为目的”。留学是末，振兴国内教育才是本。政府拿出大量经费派遣留学生，而不是用来在国内办高等教育，是舍本求末之策。“国内高等学校不兴，大学不发达，则一国之学问无所归聚，留学生所学，但成外国之入口货耳！”应当说胡适是有眼光的。
　　


　　1898年，在戊戌变法维新运动中，光绪帝于7月3日下诏建立京师大学堂。它是维新运动的一个重要举措，是逐步改革和废除科举制度的一个步骤。目的是用新式的大学引进和宣扬西学，改革教育内容和方法，以它取代腐朽的科举制度。梁启超起草了《京师大学堂章程》。戊戌变法失败了，京师大学堂却保留下来。不过顽固派又把它办成尊孔读经的旧书院。1900年八国联军入京，大学堂停办，1902年恢复。1910年，学校已设有经、法、文、格致、农、工、商、医八科46门。格致科下又分：算学门、物理学门、化学元素门、星学门、地质学门和动植物学门，在学科设置上己显出了现代教育的模样。年辛亥革命后，1912年改名为北京大学。1993年中国邮政发行了北京大学成立100周年的纪念邮票（图14图上的近景是北大现校园的大门，远景是沙滩旧校址的红楼，背景是《京师大学堂章程》文本）。
　　京师大学堂的成立是中国引进西方现代科学文化的标志。北大并不是中国成立最早的新式大学。在京师大学堂成立之前，地方上的洋务派已经成立了一些新式的高等学校，如南洋公学（交通大学的前身）和北洋大学（今天津大学）（图15，是1996年台湾地区发行的交通大学成立100周年邮票，图上是交通大学台湾校区的校园和电化教学）。
　　在京师大学堂成立的同时，清政府还通令各省、州、府、县将所有旧式的大小书院一律改为兼习中学和西学的学堂，又明令各省兴办中、小学堂。这样，原来读的是四书五经，一下改成学数学、物理、化学、生物，导致了全民的知识结构大转变。
　　留学生积极参与了这个变化。首先，他们参与了学制的制定。最早的学制是仿日本的，是由归国的留日生拟订的，在教育原则上也仿效日本的军国民教育。五四运动以后，从美国学成归来的人越来越多，中国的学制由仿日转向仿美。1922年，北洋政府颁布新学制，采用美国的“六三三四制”：小学六年，初中三年，高中三年，大学四年。教育思想也由平民主义教育取代军国民教育。其次，他们是新式教育体系中的主要师资力量。在高等学校中，尤其是在理工农医科，校长、教授、副教授中，留学出身的占了绝大多数。由于归国留学生的积极参与，从1920年代起，中国的高等教育快速发展。1920年全国有11所大学，1930年增加到59所。再次，他们编写和翻译了外国的科学著作和教材，这方面留日归来者特别突出。日本人引进西方科学比中国早一步，他们积累了大量用汉字翻译的科学术语和词汇，留日学生把它们引入国内。例如“科学”（分科之学）一词，便是日本人创造的对英文science的翻译，它取代了原来从儒家经典中“格物致知”而来的“格致”。
　　


　　归来的留学生中的许多人进入了教育界。邮票上的12位科学家中，除了侯德榜先生一直在工业界外，其余11位同时又是教育家，为各自的学科培养了大量人才。杨振宁教授曾把留学生分为三代：早期的第一代留学生在出国前没有机会接触现代科学，到了外国以后，绝大多数没有攻读较高的学位，但是，就是这批人真正开展了引进近代科学的工作。他们回国后，很多做了教师。而他们的学生，即第二代，就有机会在出国前接触到一些近代科学知识，这样，到这些学生出国留学时，便有能力学习前沿的科学，取得硕士与博士学位。杨先生自己是第三代，由于两代前辈引进了足够的科学知识，使他在昆明西南联大学到的物理已能达到当时的世界水平，出国前便进入了研究的前沿。他举例说，他在联大念的场论比他后来在芝加哥大学念的场论要高深。而当时美国最好的物理系就在芝加哥大学。按照他的标准，上述12位科学家中，11位都属于第二代，最年轻的华罗庚先生位于第二代与第三代之间。
　　在留学归来的教育家中，贡献最大的是蔡元培先生。（图16，1988年；和图17，1967年；分别是海峡两岸纪念蔡先生的邮票。蔡元培先生1889年中举人，1892年中进士，还进了翰林院。甲午战争后开始接触西学，1898年弃官回到家乡绍兴，从事教育工作，创立爱国女学等。1904年组织光复会，1905年参加同盟会，积极参加革命活动。1907年赴德自费留学，入莱比锡大学攻读哲学、心理学、美术史等学科。这同严复形成了一个有趣的对比。严复是最早的留英学生之一，归国后译述甚多，是当时最了解西方文化的人，但是却多次回老家福建应乡试考举人，以求得一个社会地位，而每次部名落孙山。直到1910年，才被授予文科进士第一名。而蔡元培，却对地位、功名弃之若敝屣。
　　蔡先生是学贯东西的学者。他的道德、文章和资历，使他成为民国时期在教育和科学方面挂帅的人物。他在武昌起义后回国，任南京临时政府教育总长。不久因不满袁世凯专制而辞职，再次赴德、法等国考察，参与组织留法勤工俭学。1917年，他被任命为北京大学校长。他的办学方针是“仿世界各大学通例，循思想自由原则，取兼容并包主义。”在他的努力下，北大彻底摆脱了封建旧学的影响，完成了现代改造，培植了民主和科学的精神，成为新文化运动的发祥地。正是在他担任北大校长期间，发生了伟大的五四运动。蔡校长延聘各方面在学术上有成就的专家，在北大按学科建立研究所，开展学术研究，在学科建设上也取得成绩。为抗议当局逮捕学生，五四后他辞去校长职务。1927年南京国民政府成立后，蔡元培又筹建中央研究院，1928年任首任院长，直至他1940年去世。中央研究院的建立，意味着现代科学体制在中国的确立。
　　邮票上留下了近代科学传入中国的轨迹，这个过程现在还在继续。我们应当开展不同文明之间的对话和交流，引进和吸收国外的先进科学技术，进行科学教育，树立科学精神，传播科学知识，让科学成为中华文明不可缺少的一部分。
　　编/李燕朝