〔摘要〕 孫元化通過以徐光啟為核心的基督教關(guān)系網(wǎng)，接觸西方數(shù)學(xué)知識和火器知識，并通過這個關(guān)系網(wǎng)的支撐，對明末火器技術(shù)做出了重要貢獻。孫元化建立了登州火炮營，引進西炮、西學(xué)、西兵，成立了中國第一支西式火器部隊，促進了明末火器技術(shù)的大發(fā)展，意義重大。在火器技術(shù)實踐的基礎(chǔ)上，孫元化寫成了《西法神機》這一代表明末火器技術(shù)最高水平的著作，全面介紹了西方火器技術(shù)，具有里程碑意義。對此，孫元化應(yīng)該得到與其歷史貢獻相對應(yīng)的重視和研究。

〔關(guān)鍵詞〕 孫元化；西法神機；火器技術(shù)

〔中圖分類號〕 K2 〔文獻標(biāo)識碼〕A 〔文章編號〕1008-2689（2015）02-0036-08

孫元化是明末著名軍事技術(shù)家，因其特殊的基督教徒身份，更是在當(dāng)時的西學(xué)東漸、中西會通占有重要地位。孫元化通過與徐光啟等一起構(gòu)建起的基督教關(guān)系網(wǎng)這一特殊途徑，向傳教士學(xué)習(xí)到西方先進的數(shù)學(xué)知識、軍事技術(shù)知識，并將其應(yīng)用于明清（后金）戰(zhàn)爭的實踐中去，有力地推動了當(dāng)時中國軍事技術(shù)的進步，孫元化在其中起了非常重大的作用。但是，在中國科技史研究中，對孫元化的研究卻寥寥無幾①，其應(yīng)有的地位和作用沒有得到足夠的認(rèn)可和關(guān)注。難能可貴的是，著名科技史學(xué)家胡道靜曾經(jīng)提出“從整個上海市來說，歷史上可以拿出來的科學(xué)家有三個：一個是徐光啟，一個是黃道婆，還有一個就是孫元化”[1]，將孫元化與世人熟知的徐光啟、黃道婆并列。學(xué)術(shù)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，必須有理有?jù)，我們有必要重構(gòu)相關(guān)研究，來佐證胡道靜先生的這一提法，以引起學(xué)術(shù)界對孫元化的研究和重視。

一、孫元化在中國科技史上的地位

孫元化是明末中國科技史上的重要人物，是最早參與中西會通進程的中國士大夫群體中的代表性人物。孫元化以受洗入教的基督教徒身份，在譯著西方科學(xué)典籍的過程中，不僅從利瑪竇等傳教士那里學(xué)得了西方數(shù)學(xué)知識，而且接觸到了西方先進軍事技術(shù)，是明末難得的數(shù)學(xué)家和軍事技術(shù)家。他的經(jīng)歷主要集中在軍事技術(shù)方面，尤其是寫出了《西法神機》這一著作，而且有著造炮、用炮、筑臺的實戰(zhàn)經(jīng)驗，使其在中國科技史上的地位更加突出。與同時期的另一部火器技術(shù)著作《火攻挈要》由傳教士湯若望口述不同，該書是由中國技術(shù)家單獨寫作的反映西方先進火器技術(shù)的著作，具有非凡的價值和意義。

有著西學(xué)背景，并且滿懷抱負(fù)的孫元化，本來希冀引進的西方軍事技術(shù)，在抗擊后金的戰(zhàn)爭中起到巨大作用。但是，因為吳橋兵變而夭折，孫元化由于未能繳撫叛軍而成為罪人，后世對其較少著墨?！睹魇贰穼⑵湫鞲接谛鞆闹沃?，沒有單獨立傳，這與其實際應(yīng)有的歷史地位有差距，只簡明交代了其一生的脈絡(luò)：[2]

元化，字初陽，嘉定人。天啟間舉于鄉(xiāng)。所善西洋炮法，蓋得之徐光啟云。廣寧覆沒，條備京、防邊二策。孫承宗請于朝，得贊畫經(jīng)略軍前。主建炮臺教練法，因請據(jù)寧遠(yuǎn)、前屯，以側(cè)干王在晉，在晉不能用。承宗行邊，還奏，授兵部司務(wù)。承宗代在晉，遂破重關(guān)之非，筑臺制炮，一如元化言。還授元化職方主事。已，元化贊畫袁崇煥寧遠(yuǎn)。還朝，尋罷。

崇禎初，起武選員外郎，進職方郎中。崇煥已為經(jīng)略，乞元化自輔，遂改元化山東右參議，整飭寧、前兵備。三年，皮島副將劉興治為亂，廷議復(fù)設(shè)登萊巡撫，遂擢元化右僉都御使任之，駐登州。明年，島眾殺興治，元化奏副將黃龍代，汰其兵六千人。及有德反，朝野由是怨元化之不能討也。賊縱元化還，詔逮之。首輔周延儒謀脫其死，不得也，則援其師光啟入閣圖之，卒不得，同張燾棄市。

孫元化在中國科技史上的特殊之處在于，其具備兼容并包的中外數(shù)學(xué)知識功底，進而將這種優(yōu)勢應(yīng)用到吸收和轉(zhuǎn)化西方傳華軍事技術(shù)上，最終表現(xiàn)在其對火器技術(shù)、銃臺技術(shù)的引領(lǐng)時代之先的認(rèn)知上，而且留下了代表明末軍事技術(shù)最高水平的專著《西法神機》。這樣的地位，使得孫元化成為研究明末軍事技術(shù)繞不開的一個人物。胡道靜評價孫元化為明末引進西方科學(xué)技術(shù)的重要人物之一，因吳橋兵變被殺，導(dǎo)致其學(xué)術(shù)、事業(yè)湮滅。

1、通曉數(shù)學(xué)知識的軍事技術(shù)家

孫元化為徐光啟的重要門徒，精于歷算之法，翻譯《幾何用法》一卷，幫助徐光啟刪定《勾股義》，還在學(xué)習(xí)西方數(shù)學(xué)知識的基礎(chǔ)上撰有《西學(xué)雜著》二卷、《幾何用法》一卷、《幾何體論》一卷、《泰西算要》①一卷等數(shù)學(xué)著作，顯示孫元化在數(shù)學(xué)方面的高深造詣。這些豐富的數(shù)學(xué)知識，都成為孫元化在造臺鑄炮中所倚重的知識背景。但是孫元化的科學(xué)貢獻更多、更大的還是在引進并發(fā)展西方火器技術(shù)方面，也主要因其是明末軍事將領(lǐng)而受到更多的關(guān)注。明末徐光啟的主要貢獻在于歷法、農(nóng)學(xué)和軍事三個方面，而孫元化是徐光啟在軍事方面進行技術(shù)變革的踐行者和繼承者[3]，明末火器技術(shù)的發(fā)展離不開徐光啟和孫元化這師生二人的影子。

在孫元化關(guān)于軍事技術(shù)的相關(guān)論述里，處處可見其對于數(shù)學(xué)知識重要性的認(rèn)識，如對于火器的鑄造，他指出：“顧一銃也，精于理者能知，亦精于理者能造。若質(zhì)理粗疏，而藥猛火烈，立見分崩，究其鼓鑄之初未推物理之妙耳”；對于火器的使用，他指出：“彈發(fā)遠(yuǎn)近度數(shù)，出幾何編及測量法”，用數(shù)學(xué)的方法來解釋火器瞄準(zhǔn)與發(fā)射的彈道學(xué)原理。[4]（1236-1237）在《改造火器呈》中，孫元化通過對傳統(tǒng)火器弊病的分析，提出了用西式技術(shù)進行改進的建議，而且認(rèn)為“火器雖粗，其理精，其法密，徒委之匠作，不如不造也”②，必須交由明理識算的具有一定數(shù)學(xué)知識的技術(shù)人員才可。而這樣的技術(shù)人員，孫元化原來是有一個宏偉的由傳教士及外國來華炮兵進行教學(xué)、傳授、培訓(xùn)的計劃的，可惜未能如愿。

2、獨特的基督徒身份及其影響

孫元化于天啟元年（1621年）在北京由徐光啟介紹受洗加入天主教，教名依納爵，此后邀請傳教士至其家鄉(xiāng)嘉定開教，貢獻卓越，使得嘉定成為當(dāng)時的傳教中心之一。[5（269-270）]孫元化的基督徒身份，使得其在接觸和吸收西方科學(xué)技術(shù)知識方面獲得了得天獨厚的便利條件。孫元化與徐光啟的師生關(guān)系、同教關(guān)系，以及由此形成的基督教關(guān)系網(wǎng)，都使得孫元化具備同時代很多其他人不具備的易于吸收西方科學(xué)技術(shù)的個人關(guān)系和社會關(guān)系。而由于同教關(guān)系，或者對基督教持友好態(tài)度的關(guān)系，孫元化的軍事技術(shù)改革得到了明朝政府內(nèi)部眾多官員的支持，這些都促進了孫元化在后來的抱負(fù)的得以實現(xiàn)。

在徐光啟的引領(lǐng)下，以孫元化為代表，通過明末中國基督教關(guān)系網(wǎng)，匯集了一大批熱衷于傳播和發(fā)展西方火器技術(shù)的士大夫。主要有力推西方火器來華的李之藻、兩次赴澳運銃的張燾和孫學(xué)詩、根據(jù)湯若望口述寫出《火攻挈要》的焦勖、對物理學(xué)和機械學(xué)傳入中國做出貢獻的王徵、熱衷于西方筑城之術(shù)的韓云和韓霖兄弟，這些人都透過徐光啟的關(guān)系，交織在一起。其中，張燾和王徵③更是在孫元化成為登萊巡撫后，直接加入其麾下，輔助孫元化推廣西方火器技術(shù)。另外有一大批對基督教持友好態(tài)度的大臣，如孫承宗、袁崇煥、梁廷棟、周延儒等，也力推孫元化這位精通西方火器技術(shù)的專家，為其施展抱負(fù)提供各種支持，以使西方火器技術(shù)（包括造炮術(shù)和筑城術(shù)）深入到中國軍隊之中。

孫元化所在的基督教關(guān)系網(wǎng)可以表述如下[6]：徐光啟與王徵并稱“南徐北王”，而且王徵與孫元化有私交，孫元化、韓云、韓霖均為徐光啟的學(xué)生，張燾和孫學(xué)詩為李之藻的門人，李之藻與徐光啟是并稱“耶儒三柱石”中的其中兩人。而孫承宗、袁崇煥、梁廷棟、周延儒等人則是在朝中與徐光啟關(guān)系較密切的士大夫，而且這些人又傾向于東林黨，因此，也可理解為東林黨對基督教較為同情和支持，而閹黨則正好相反。觀察孫元化和徐光啟的起伏可以看到，孫元化等力主引進西方火器技術(shù)的倡議（包括提倡傳教士往來傳播科學(xué)知識）受到掣肘時也正好是閹黨得勢，東林黨失勢之時。如此，形成了一個影響明末軍事技術(shù)進展的“核心-半外圍-外圍”的基督教關(guān)系網(wǎng)，其中核心是起主要作用的基督徒，半外圍是起重要作用的基督徒，外圍是對基督教持友好態(tài)度的支持孫元化軍事技術(shù)變革的明朝官員：

早在天啟二年（1622），遼東防務(wù)緊張之時，孫元化便向朝廷提出了《備京》、《防邊》二策，開始得到廷臣們的關(guān)注。同年，<兵部尚書孫承宗出任薊遼經(jīng)略，采用孫元化筑臺制炮主張，筑寧遠(yuǎn)城。天啟三年（1623），孫元化得以輔佐袁崇煥，在寧遠(yuǎn)施展其西洋筑城法，最終為后來的寧遠(yuǎn)大捷奠定了基礎(chǔ)[7]。崇禎元年（1628），魏忠賢被誅殺，袁崇煥復(fù)出后，孫元化繼續(xù)輔佐袁崇煥，直到其被冤殺。崇禎三年（1630）一月，孫元化跟隨自己的老上級孫承宗鎮(zhèn)守山海關(guān)。所有的這些優(yōu)異表現(xiàn)，最終促成了孫元化在崇禎三年（1630）出任登萊巡撫，成為明末基督徒里軍職最高的一位。明末西方軍事技術(shù)傳華的推動、踐行，都離不開此基督教關(guān)系網(wǎng)的努力，而這些努力的最直接和重要的表現(xiàn)便是孫元化獲得軍職后的一系列做法。而且，隨著孫元化在后來因吳橋兵變被殺，這個基督教關(guān)系網(wǎng)對于明末軍事技術(shù)變革的推動終告結(jié)束，基督徒的影響淡出軍中，進而失去先前的那種強勁推動力。

3、技術(shù)貢獻及其地位

孫元化認(rèn)為，用兵莫如火攻，急守莫如戰(zhàn)臺，指出明末對抗后金的核心在于火器技術(shù)與銃臺技術(shù)的提升。而其在遼東的軍事實踐中，也是以此兩點為重心的，對于明末軍事技術(shù)的貢獻集中于此。這些成果在理論上的結(jié)晶便為明末重要火器著作《西法神機》，總結(jié)了火器制作中的倍徑技術(shù)、模鑄技術(shù)等，以及火器使用中的彈道技術(shù)、火器憑頓于其上的銃臺技術(shù)等的技術(shù)原理及其操作方法。這些成果在實踐中的表現(xiàn)便是通過來華傳教士和炮兵構(gòu)建的，進而實現(xiàn)技術(shù)本土化的登州西式火炮部隊，在與后金的戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重大作用，影響了明清鼎革的發(fā)展。

在私人著述中收錄的孫元化傳記，目前所見最詳實的是清朝歸莊《孫中丞傳》和明朝張世偉的《孫中丞墓志銘》①，歸莊對孫元化的一生做出了如下總結(jié)和評述，頗能顯現(xiàn)出明清士人對其軍事才能的泯滅所包含的嘆息之情：[8]

公之學(xué)不獨長于兵，用兵亦不獨藉炮。顧以為敵之取遼，皆鐵騎沖突，我無以御之。惟鐵炮可以及遠(yuǎn)，又得西洋之法，誠神明之器，制敵長技無踰于此。而世之論者，乃以敵當(dāng)竊此以破中國，反歸咎于創(chuàng)用西炮之人，不已傎乎？申酉之際，誠得老謀壯略如公數(shù)人，置之封疆，寄之鎮(zhèn)守，未必土崩魚爛遂至于此。此可為國家不愛惜人才之戒也！余讀公遼言，奇公之才，而又悲公之遇也。國家循資用人，公自負(fù)才略，人固已嫉之矣。公蓋已置死生榮辱于度外矣，竭力盡瘁如此，功之不成，命也！

由此可見，孫元化是明末軍事技術(shù)發(fā)展中的重要人物，他經(jīng)過吸收和轉(zhuǎn)化形成的軍事技術(shù)理論知識代表了明末軍事技術(shù)認(rèn)知水平所能達到的最高峰，他建立的西式炮兵部隊代表了明朝與后金之間軍事對抗的最尖端水平，這支部隊的命運直接影響了雙方的力量對比。因此，孫元化是中國科技史上迫切需要重新定位的一個人物，其之前受到的關(guān)注和認(rèn)識，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠體現(xiàn)他在明末歷史上的重要影響力。

二、西方傳華火器技術(shù)的作用與影響

利用傳教士的獨特作用，從澳門引進威力巨大的紅夷大炮，以及精通火器操作的人員，以重建明朝軍隊在與后金軍隊?wèi)?zhàn)爭中的火器優(yōu)勢，是明末基督徒徐光啟、孫元化等人用以抗擊后金，挽救明朝危亡的最后努力。這一努力的具體承托者即為孫元化擔(dān)任登萊巡撫后用西式火器技術(shù)規(guī)范組建起來的火器部隊，其戰(zhàn)力卓越，而且在與后金的戰(zhàn)爭中占據(jù)了有力的優(yōu)勢地位，使得戰(zhàn)局向著有利于明朝的方向扭轉(zhuǎn)，并最終可能改變整個明清鼎革的命運。只可惜，最終為吳橋兵變所破，一切成果付之東流，先進的西方火器技術(shù)反而成為后金軍隊用來對明朝攻城掠地的重要工具，完全改變了歷史的走向，技術(shù)對歷史的影響由此顯現(xiàn)。

孫元化在軍中的崛起與明末遼東形勢有著直接相關(guān)的關(guān)系，萬歷四十七年（1619）的薩爾滸之戰(zhàn)，是明與后金雙方力量對比的交界點，此戰(zhàn)的失敗標(biāo)志著明朝開始走向衰敗。天啟元年（1621），后金攻破沈陽、遼陽兩處邊外重鎮(zhèn)，明廷震動，起用熊廷弼為遼東經(jīng)略，抵御后金的進攻。熊廷弼提出“三防布置”之策①，其重心之一就是利用登州的火器部隊以從海上牽制后金的進攻，這個重任便落在孫元化經(jīng)營的登州火器營上。注入了西方火器技術(shù)的明朝軍隊，在短時期內(nèi)取得了諸多成果，有力地阻止了后金的進攻態(tài)勢。

1、登州火器部隊及其與后金的戰(zhàn)爭

由于在其后的吳橋兵變導(dǎo)致了孫元化的政治抱負(fù)和個人生命的終結(jié)，孫元化的抱負(fù)在實踐中便最多的體現(xiàn)在登州火炮營的營建上。崇禎三年（1630）五月，孫元化被推薦為登萊巡撫。依托基督教關(guān)系網(wǎng)的作用，精通火器技術(shù)的王徵被任命為登萊監(jiān)軍僉事，張燾被任命為登萊副總兵，以協(xié)助火器部隊的建設(shè)。同年七月，徐光啟又調(diào)在京教演火器的葡人公沙的西勞等到登州（今蓬萊）[9]。崇禎四年（1631）三月，葡籍傳教士陸若漢攜火炮至京復(fù)命后，經(jīng)徐光啟安排，隨即攜帶火器轉(zhuǎn)赴登州，協(xié)助登萊巡撫孫元化造炮練兵，助守該城。同年六月，又有53名葡籍炮師和造炮工匠，護送一批西洋炮自廣州來到登州。這些西人成為中國戰(zhàn)爭史上最早被雇傭的西方軍事技術(shù)人員。經(jīng)過多方努力，孫元化部隊成為全國裝備最精良的火器部隊，不僅擁有佛郎機炮20余門，西洋銃320門，鳥槍1000支，而且也有一批掌握西洋火炮技術(shù)的槍炮手[10]。在陸若漢、公沙的西勞的協(xié)助下，葡萄牙炮手和制炮技師直接傳授西式大炮的操縱點放之法，登州一時成為中國火器鑄造演練的中心。

登州火炮營的戰(zhàn)果主要體現(xiàn)在明與后金在遼東沿海的爭奪戰(zhàn)役上。崇禎三年（1630）五月，孫元化派出由黃龍領(lǐng)導(dǎo)的火炮部隊收復(fù)了被后金占領(lǐng)的灤州，并指出“攻灤首功為黃龍營，龍營得力在西洋炮”。②其后，孫元化的火器部隊又收復(fù)了遵化、永平、遷安三城，前景大好。這些小的勝利，使得士氣大振，認(rèn)為后金不再是不可戰(zhàn)勝的神話，捷報傳回明廷，有力地鼓舞了朝野的抗?fàn)帥Q心。孫元化使用西方火器技術(shù)以挽救明朝危亡的愿望由此邁出可喜一步，并期待有更大的突破。

崇禎四年（1631）六月，后金軍隊進攻皮島，明軍由孫元化麾下精通西洋炮法的黃龍指揮，副總兵張燾參與作戰(zhàn)。由于明軍掌握大量火器，又有成批船只，習(xí)于水戰(zhàn)，給予后金兵以重大殺傷，斃尸成績卓著。來中國傳授火器技術(shù)的教官公沙的西勞也參加了這次戰(zhàn)斗。西洋大炮放置于船上，他親自指揮，明軍配合其施放各種大小火器，后金軍隊倒斃一片。西洋炮共施放了十九次，擊斃后金兵約六七百人。后金軍終究敵不過明軍的猛烈炮火和海上用船之不便，被迫放棄進攻，“畏縮奔于八十里之外，不敢復(fù)進海岸”。[11]

后金發(fā)動的這次皮島之役以失敗告終，傷亡慘重。此次失敗主要敗于不習(xí)水戰(zhàn)，不悉火器。明軍利用引進的西洋大炮及其操作方法，占據(jù)了軍事方面的優(yōu)勢，證明了孫元化主導(dǎo)的登州火炮營的正確性和優(yōu)越性?；鹌骷夹g(shù)更加成為明朝的倚重，也使得后金開始重視火器在海戰(zhàn)中的作用。皮島戰(zhàn)役是以少勝多，以先進技術(shù)取得軍事勝利的典范，也是明末對抗后金可圈可點的幾次獲勝戰(zhàn)役之一，也是孫元化的登州火炮營最后的輝煌所在，其后的吳橋兵變使得這次勝利成為絕響，明朝與后金的力量對比發(fā)生嚴(yán)重改變。

2、吳橋兵變及其影響

崇禎四年（1631）七月，后金圍攻大凌河，孫元化命游擊孔有德率遼兵赴援。孔有德所統(tǒng)帥的遼兵與山東當(dāng)?shù)厝藢矣心Σ?，?dǎo)致部隊行抵吳橋時，因為與當(dāng)?shù)鼐用癜l(fā)生摩擦，進而嘩變?？子械碌呐衍娫谏綎|境內(nèi)連陷數(shù)城，由于孫元化力主安撫，遂至一發(fā)不可收拾。十二月，孔有德叛軍攻抵登州城外。崇禎五年（1632）正月，叛軍攻陷登州城。孫元化自刎不成，與張燾、王徵等人均為叛軍所虜。孔有德在此役中共虜獲了舊兵六千人、援兵千人、馬三千匹、餉銀十萬兩、紅夷大炮二十余位、西洋炮三百位①。

當(dāng)時在登州負(fù)責(zé)教習(xí)火器的葡萄牙人，也有十二人在城陷時捐軀，包括統(tǒng)領(lǐng)公沙的西勞，另有十五人重傷。崇禎六年（1633）四月，孔有德和耿仲明以船百艘載男女一萬二千余人，連同軍器、槍炮等，通過海路登陸投降后金。孫元化苦心經(jīng)營的，被徐光啟等朝中知西炮西兵西學(xué)之人寄予厚望的登州火炮營灰飛煙滅。

吳橋兵變造成的影響有二：

第一，嚴(yán)重地?fù)p毀了明朝內(nèi)部力倡引進西方火器技術(shù)的力量中堅。孫元化、張燾被斬首，公沙的西勞戰(zhàn)死，王徵被發(fā)配戍邊。基督教在明朝軍隊中的影響開始淡出，一系列同情基督教的官員被追責(zé)，以前那種力倡西器、西學(xué)、西兵的氛圍不復(fù)存在。晚年的徐光啟受到如此結(jié)局的打擊，對軍事改革心灰意冷，轉(zhuǎn)而默默修訂歷法，于次年去世。從此以后，西方火器技術(shù)在明朝的傳播陷入停滯和無主導(dǎo)者的困境之中。

第二，嚴(yán)重地改變了明與后金雙方之間的力量對比。有著西洋大炮和葡軍教官指導(dǎo)的登州火炮營正在成長為明朝在東江抗擊后金的決定性力量，皮島戰(zhàn)役的勝利，使得這支中國歷史上第一支現(xiàn)代化火器部隊成為明朝政府改變東北戰(zhàn)局被動的希望。但是，這一訓(xùn)練最有素的、擁有最先進西洋大炮的軍隊精英卻因吳橋兵變，或者背叛明朝，或者死在自己同僚的炮火下。②孔有德、耿仲明等精通西方炮學(xué)的將領(lǐng)帶著西洋大炮投奔后金，直接促使后金掌握先進的紅夷大炮制造與使用技術(shù)，軍事力量對比完全倒向后金。

三、《西法神機》與西方傳華火器技術(shù)

《西法神機》是現(xiàn)存的能夠代表孫元化對明末火器技術(shù)貢獻的重要理論成果，這本著作寫成于崇禎五年（1632），全面介紹了明末西方傳教士帶入中國的火器技術(shù)知識，并摻入了孫元化在軍事實踐中對于中西方火器技術(shù)的認(rèn)識。該書與焦勖的《火攻掣要》被學(xué)術(shù)界公認(rèn)為現(xiàn)存最重要的反映西方傳華火器技術(shù)內(nèi)容的著作，代表了明末火器技術(shù)水平所能達到的高度。《西法神機》與《火攻挈要》內(nèi)容較為相似，有很多可以互補和對照的火器技術(shù)內(nèi)容。但《火攻掣要》早就著稱于世，清朝潘仕成編的《海山仙館叢書》收錄過（1847年），民國初年商務(wù)印書館編《叢書集成》時又進行過影?。?935年），受眾較多，傳播較廣，受到的關(guān)注和研究也較多。最近時期的一次影印是1993年出版的《中國兵書集成》（解放軍出版社）和1994年出版的《中國科學(xué)技術(shù)典籍通匯·技術(shù)卷》（任繼愈主編，河南教育出版社出版）。但是，《西法神機》卻較少為人所知③?！都味h志·藝文》兵家類存目，其提要曰：“首論鑄炮，次論制藥，后論命中之由，并繪圖式。是書得之西人，大要根于算法。”[12]現(xiàn)存于中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所資料室，流傳范圍依然極窄。僅在1994年出版的《中國科學(xué)技術(shù)典籍通匯·技術(shù)卷》第五卷中影印過一次。在《西法神機》的扉頁，首位收藏者金民譽對其流傳過程有如下介紹[4]（1235）：

此書為孫中丞所著，蓋泰西利瑪竇所傳也。先生好奇略，啟禎間從軍遼左，薦升登萊巡撫。歷數(shù)戰(zhàn)，皆火攻取勝，其法甚秘。迨吳橋激變，禍生肘腋，中丞歸朝待罪。其后人痛之，凡著作之有關(guān)兵事者，輒焚棄，而火攻一法亦鮮有傳者。幸中丞中表王公式九預(yù)留副本，遞傳及余。

可見，《西法神機》的傳播受限是受到了孫元化仕途沉浮和個人命運激蕩的影響，吳橋兵變后，孫元化的后人心灰意冷，認(rèn)為是孫元化涉足軍事而導(dǎo)致了后來的厄運，因此將其所有關(guān)于兵學(xué)的著作均進行焚毀，火攻之法不傳。現(xiàn)在流傳下來的版本即為孫元化的中表王公式留存的副本，歷經(jīng)金譽民、葛味荃兩位藏書家的流轉(zhuǎn)，到清光緒二十八年（1902）年才由楊恒福重新刻印出來，使得這部著作得以重見天日。這比《火攻挈要》的刊刻和流傳晚了很多年，而且，近代的各類叢書、集成中都未曾收錄此書，影響力嚴(yán)重受限。

《西法神機》全書約三萬余字，分為上、下兩卷。上卷重點論述戰(zhàn)攻守銃的倍徑技術(shù)及造銅銃技術(shù)、造銃車技術(shù)和造銃臺技術(shù)，下卷對造銃彈技術(shù)、火藥技術(shù)、點放大小銃操作技術(shù)進行了詳細(xì)的解讀，更具操作性。書中附圖三十四幅，均為西洋火器形制，顯示此書的西方知識背景。對《西法神機》中的核心技術(shù)要素進行歸類，主要有火器倍徑技術(shù)、火器彈道技術(shù)、造彈制藥技術(shù)、戰(zhàn)車技術(shù)、敵臺技術(shù)、鑄造技術(shù)這6項技術(shù)內(nèi)容。本文著重對其中有代表性的倍徑技術(shù)和銃臺技術(shù)進行深入分析。

《西法神機》在軍事技術(shù)上的貢獻有如下幾點：

第一，對于火器倍徑技術(shù)的論述。歐洲近代科學(xué)興起后，在科學(xué)與技術(shù)之間建立了一種模式化的數(shù)量關(guān)系，數(shù)學(xué)成為科學(xué)的語言。西方傳教士來華，也將這種數(shù)理趨勢傳入了中國，在火器制造技術(shù)精準(zhǔn)化方面的最大進展，便是提出火器倍徑技術(shù)?！段鞣ㄉ駲C》記述了西方傳華火器倍徑技術(shù)的成果，孫元化利用自己從利瑪竇等傳教士以及恩師徐光啟那里習(xí)得的數(shù)學(xué)知識，按照西方的炮學(xué)原理，將銃炮的各個部分（身長、耳長、壁厚、底厚等）都與銃炮的口徑建立起一定的比例關(guān)系。①這種精確的將火器的各個部分與口徑建立起一定的比例關(guān)系的數(shù)學(xué)模式，已然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了中國傳統(tǒng)火器技術(shù)中的對于銃長、口徑、各部件的那種非量化關(guān)系的水準(zhǔn)。

按照《西法神機》的記述，用彈1斤以上的戰(zhàn)銃，銃口空徑一般為3-4寸，銃身（銃口到火門）為銃口空徑的33倍。攻銃一般用彈9斤以上，銃口空徑為5寸-1尺，銃身為銃口空徑的17-18倍。[4]（1237-1242）戰(zhàn)銃和攻銃的其余部分都與銃口空徑成比例關(guān)系。以銃耳為界的銃身前后也呈現(xiàn)一定的比例關(guān)系，大多數(shù)是6∶4的比例，銃耳處于靠后的地方，以保證銃炮放在炮架上時前后平衡。一般用彈4斤以上的守銃，銃身與銃口空徑之比與攻銃相同，為17-18倍。而且，《西法神機》還指出了戰(zhàn)車的倍徑技術(shù)規(guī)范，分別有與戰(zhàn)銃、攻銃、守銃相對應(yīng)的不同戰(zhàn)車，其制作工藝尤為精細(xì)，與傳統(tǒng)戰(zhàn)車有別。①

倍徑技術(shù)對明末以后的火器技術(shù)影響巨大，成為中國制造火器必然遵循的準(zhǔn)則，廣泛應(yīng)用于各種造炮實踐之中，而且在后代軍事技術(shù)家的著述中多有體現(xiàn)和修正②。相比于明末以前火器發(fā)展一味追求“長”和“大”的錯誤認(rèn)識，按照數(shù)理比例造炮無疑是一個質(zhì)的跨越，中國火器技術(shù)進入數(shù)理時代。而且，這一過程正是由于孫元化這樣的精通西方數(shù)學(xué)知識的軍事技術(shù)家促成的。

第二，對于西式銃臺技術(shù)的論述。在西方傳教士來華之前，中國的銃臺一直都是傳統(tǒng)的四角馬面敵臺，凸出在外，易于受到三個方向的進攻；而西式銃臺為三角形制，外露兩邊，易于相互救助。通曉中西的徐光啟多次上疏要求修建新式銃臺，將大炮憑于其上，以抵御后金的進攻。對于西式銃臺技術(shù)的研究和掌握，明末最優(yōu)越的著作是孫元化的《西法神機》和韓霖的《守圉全書》。③孫元化的在其中的“銃臺圖說”部分，說明了西式銃臺的設(shè)計方案。鑒于傳統(tǒng)方形馬面敵臺無法橫擊臺下之?dāng)?，“故法宜出為銳角，銳角者，猶推敵于角外，以就我擊，故銃無不到，而敵無得近也?！庇衷疲篬4]（1249～1250）

今筑城則馬面臺宜為小銳角，城之四隅，宜為大銳角；若止筑臺，則或于四隅為大銳角，或于四面各出小銳角。城虛而銳角皆實，故城薄而銳角皆厚。臺則體與角皆實皆厚矣。城用大銃于角，而鳥銃弓矢助之于墻。臺用大銃于中，而弓矢鳥銃助之于角。用大銃之處，旁設(shè)土筐，一以防銃，二以代堵。角之銳也，外洋法也。

圖2：《西法神機》中的銃臺圖

（此圖選自孫元化《西法神機》，中國科學(xué)技術(shù)典籍通匯，

河南教育出版社，1994年）

孫元化對中國傳統(tǒng)敵臺的弊端和西洋銃臺法有著深刻的認(rèn)識，并在多次赴遼東作戰(zhàn)中先后輔佐孫承宗、侯震旸、袁崇煥筑臺制炮，堅持用銃臺配合紅夷大炮的作戰(zhàn)方法，取得了諸多成果。如在天啟二年（1622）連上《上王經(jīng)臺清營設(shè)險呈》、《議三道關(guān)外造臺呈》、《上王經(jīng)臺乞定三道關(guān)山寨銃臺揭》三疏，指出建立西式銃臺的迫切性。[13] 此三疏都是孫元化身體力行，外赴邊關(guān)，進行實地考察后上奏的建立銃臺之建議，具有很強的實用性。強調(diào)建立銃臺的位置要與各邊關(guān)的位置相適應(yīng)，并能補邊關(guān)形勢之缺陷，于倚靠峻嶺、遠(yuǎn)望汪洋之處建臺，占據(jù)地利之先。其后，天啟六年（1626）的寧愿大捷便是袁崇煥依托孫元化的筑臺制炮之法所取得的巨大勝利，可見孫元化引進西方銃臺技術(shù)的優(yōu)勢所在，可惜之后袁崇煥冤死，銃臺技術(shù)的影響沒能夠拓展開來。

第三，對于火器彈道技術(shù)的論述。

《西法神機》通過“點放大小銃說”、“點放大小銃合用彈藥平仰步數(shù)法”、“點放大小守銃合用彈藥法”等內(nèi)容的論述，④用最新的西方數(shù)學(xué)、物理知識解釋了銃彈瞄準(zhǔn)和發(fā)射的原理，相較于中國學(xué)者對于此項技術(shù)的傳統(tǒng)認(rèn)識而言，是突破性的。而且，《西法神機》還配有銃炮發(fā)射的炮圖和炮表，更形象地體現(xiàn)了該書可以應(yīng)用于實戰(zhàn)操作的寫作意圖。此外，還介紹了銃規(guī)、距度、銃尺的圖示和使用方法，這些測準(zhǔn)工具為中國所無，而且多用于翻譯過來的幾何著作中，孫元化能夠及時地將此用于火器著作中，確實是一種緊跟西方炮學(xué)理論發(fā)展的做法，增進了明末士人對西方先進火器技術(shù)的認(rèn)知。

四、 結(jié)語

孫元化是明末在火器技術(shù)方面進行中西匯通的第一批人，利用其恩師徐光啟組建的基督教關(guān)系網(wǎng)，構(gòu)建了西方火器傳華的一套完整體系——從器物到理論，從操作到仿制，最后到實戰(zhàn)?？萍际穼W(xué)者胡道靜的評價很有代表性，“嘉定孫元化，亦明季引進西方科學(xué)技術(shù)之一雄也。尚論東西文化交流第一次高潮者，恒道徐光啟、李之藻，王徵、李天經(jīng)輩而不及元化者，吳橋之禍蒙冤受戮，至其事功、學(xué)術(shù)亦湮而弗顯為可悲也”[14]。伴隨著孫元化的起伏，明末火器技術(shù)也經(jīng)歷了其起伏的過程，孫元化的命運與明末火器技術(shù)的命運連接在一起，而這一切都因為遭遇吳橋兵變而毀滅。

孫元化的獨到之處在于其將數(shù)學(xué)知識與火器技術(shù)的完美結(jié)合，使得中國軍事技術(shù)家第一次真正具有了與科學(xué)接軌的味道。這一點從他的著作《西法神機》中便可以觀察得到，對于火炮射擊的仰角、俯角、射程，他都有一套科學(xué)的衡量體系去指導(dǎo)。歐洲軍事技術(shù)之所以在中世紀(jì)末期超過中國的重要原因就在于其將最新的數(shù)學(xué)知識融解到了軍事技術(shù)中，如意大利數(shù)學(xué)家塔爾塔利亞、伽利略等對當(dāng)時的軍事問題都有論述。而在同時期的中國，數(shù)學(xué)與軍事的關(guān)系并不那么密切。

孫元化在明末火器技術(shù)方面所取得的成就和所做出的貢獻，并沒有得到與其地位對等的重視和研究。明末清初著名將領(lǐng)孔有德、耿精仲、尚可喜已為人們熟知，而且研究頗多，但是，作為他們曾經(jīng)的上級、對于火器技術(shù)的貢獻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于他們的孫元化卻為人們所陌生，這不能不說是一個遺憾的結(jié)果。

〔參考文獻〕

[1] 胡道靜. 嘉定縣兩位歷史文化名人[J]. 上海修志向?qū)В?991（1）.

[2] （清）張廷玉. 明史：卷248[M]. 中華書局，1974.

[3] 黃一農(nóng). 天主教徒孫元化與明末傳華的西洋火器[J]. 臺灣中央研究院歷史語言研究所集刊第67本，1996（4）.

[4] （明）孫元化. 西法神機[Z]. 中國科學(xué)技術(shù)典籍通匯，技術(shù)卷，河南教育出版社，1994.

[5] Brockey，L. M. Jourey to the East： The Jesuit Mission to China，1579-1724[M]. Massachusetts：The Belknap Press of Harvard University Press，2007.pp269-270.

[6] 方豪. 中國天主教史人物傳[M]. 宗教文化出版社，2007.

[7] 孫文良，李治亭. 明清戰(zhàn)爭史略[M]. 江蘇教育出版社，2005：171-184.

[8] （清）佚名. 江東志：卷八[Z]. 中國地方志集成：鄉(xiāng)鎮(zhèn)志專輯一，上海書店，1992.

[9] 方豪. 明末西洋火器流入我國之史料[J]. 東方雜志：第40卷，商務(wù)印書館，1944（1）：50-51.

[10] 寇潤平、朱龍. 登州火炮營及其對華貢獻，魯東大學(xué)學(xué)報，2007（4）.

[11] 中央研究院史語所：明清史料[M]. 乙編，兵部題行稿簿，北京圖書館出版社，2008.

[12] 林文照，郭永芳. 明末一部重要的火器專著——西法神機[J]. 自然科學(xué)史研究，1987（3）.

[13] （明）韓霖. 守圉全書：卷二之一[M]. 山西省圖書館藏善本，1637（崇禎丁丑）.

[14] 胡道靜. 古籍整理研究[M]. 上海人民出版社，2011，27.

（責(zé)任編輯：柯平）