中国是一个拥有“四大发明”的国度，以中国人的聪明与智慧，中华民族本不该在近代沦为西方殖民地半殖民地，历史也曾经给予了中华民族追赶西方科技文明的机会，但非常痛心与可惜的是，明末的崇祯朝与清代的康雍乾三代均白白浪费了历史机遇，从而导致近代以降中华民族遭受奇耻大辱。
西方天文历法的东渐
中国是世界上最早发明历法的国家之一，夏历是我国古代历史上广泛使用的自有历法，历法的出现对国家经济、文化的发展有深远的影响。古代中国历法因不符实际天象曾经多次改订重修，1281年元代郭守敬等学者参与制定的授时历已经有200多年未经修正，明朝朱元璋改为“大统历”，仅对个别地方作了修改调整后继续通行，但仍有与天象多有不合之处。
明朝万历年间，从澳门北上传教至北京的利玛窦受到朝廷重用。他精通天文算学，其老师克拉维斯曾经参与罗马教皇格利十三世“格氏历”的修订，“格氏历”从公元582年开始施行。新历规定回归年长度为365.2425天，与回归年实测值相差0.003天，新历要经过3300多年才有1天之差，同时新历简便易行，具有高度精确性，欧洲各国陆续通行采用。利玛窦来中国后，曾经于1596年、1600年、1603年三次预测月食与日食，其预测的准确性均远胜于明廷钦天监（天文历法最高机构）的预报。他还将“格氏历”翻译成中文。
传教士利玛窦
徐光启跟从利玛窦学习西方天文历法，准确预报崇祯二年四月十一日（1629年6月2日）日食，比明朝钦天监准确，被万历皇帝委任主持历局修改历法。徐光启招来传教士邓玉函、汤若望等人一起参与主持西方历法翻译与中国历法修订。1631-1632年徐光启向皇帝呈送新历三批共74卷，徐光启后又呈送两批59卷。这总共133卷历书被称为《崇祯历书》。他基本上是当时世界上最为先进的历法科学的体现，突破了中国传统的天文历法范畴，引进了地球概念与经纬度划分，以及欧洲天文学度量制度，采用了几何学、球面和平面三角学等方法，简化了程序，提供了准确公式。可惜可悲的是：因女真人在东北崛起引起明末动荡，加上反对派与保守派阻挠，这本《崇祯历法》变成之后就被束之高阁多年。
历史的年轮到了大清康熙年间，传教士汤若望在原来《崇祯历法》基础上又加进了新内容，编了《西洋新法历书》103卷。康熙对旧历法准确性多有疑虑，曾经在传教士南怀仁教导下自学历法，其水平达到了能理解掌握的程度。
康熙7年11月底，当时在帝国钦天监里工作的外国传教士南怀仁和钦天监监政杨光先发生激烈争吵。南怀仁认为杨光先支持下编制的康熙8年七政民历中有许多误差，而杨光先等许多官员坚决否认，导致南怀仁上书皇帝予以揭露，杨光先随即上书反驳，双方在康熙皇帝面前激烈论辩。
为了确保实测公正性，内阁大学士等20名高级官员临场监督。一个月之后第2年正月，他们分别检测了立春、雨水、月亮、火星、木星，很不幸，采用中国传统方法所做的测算是错误的，而南怀仁西法做的预测几乎分毫不差。为了进一步验证，康熙皇帝命令双方在紫禁城午门外广场上，用日晷针测试阳光在正午时的位置。正午时分，南怀仁所化的刻度与针影重合，而杨光先所化之刻度与针影相差几分。
这次中西历法的公开检验，钦天监监政杨光先完败。杨光先还用排外来自辩，结果被革职判死刑，后来死刑没执行，在回老家途中死亡。至此，清代全面恢复西洋历法，历法除乾隆年间修订过外，一施行使用就是200多年，直到大清灭亡几无改动。
但在这之前的康熙即位元年，以杨光先为首的反对者各种上疏，控诉从大清顺治皇帝开始施行的西洋历法，无故攻击算法不准，诬告汤若望们谋反。康熙三年，鳌拜废除了新历，抓了汤若望和在钦天监任职的所有外国人及受连累的中国人，虽然有南怀仁为他们辩护，七十多岁且已经中风瘫痪汤若望等人还是被判了死刑。因北京城发生地震预示不测，汤若望被释放，两个月后去世。
欧几里德《几何原本》的翻译
公元前3世纪古希腊数学家欧几里德把人们公认的一些几何知识作为定义公理和公设，在此基础上研究图形的性质，推导出一系列定理，组成演绎体系，写出《几何原本》。欧几里德的《几何原本》自16世纪译成欧洲各国文字，特别是1570年译成英文后，成为引领欧洲青年迈进科学之门的启蒙书籍，它的发行量仅次于《圣经》而位居第二。
北京天坛
明代徐光启明确认识到，数学是表示量的关系存在的学问，数学能够广泛运用于天文历法、气象、水利、机械、医药、军事、大地测量与土木建筑等方面。明朝晚期，欧几里德几何学通过利玛窦等传教士进入中国。徐光启在《几何原本杂议》 中比较几何学与他过去所学的学问说：“几何之学，深有益于致知。明此，知向所揣摩造作，而自诡为工巧者皆非也，一也；明此，知吾所已知不若吾所未知之多，而不可算计也， 二也；明此，知向所想象之理，多虚浮而不可挼也， 三也；明此，知向所立言之可得而迁徙移易也。”徐光启与利玛窦合作，于1606年共译出《几何原本》前6卷，1607年在北京印刷发行。他们二人想继续把《几何原本》的后9卷翻译完的时候，恰逢徐光启的父亲不幸去世。作为孝子，徐光启请假回上海扶柩，并按照中国传统礼教为父亲守孝三年。孝期届满后，徐光启回到北京，利玛窦已经于1610年5月11日去世。利玛窦去世后，传教士龙华民执掌耶稣会，他禁止传教士向中国人传授西方科技。加上徐光启比较熟悉的其他传教士并不谙熟《几何原本》内容，其数学水平与利玛窦相去甚远，导致徐光启决定停止续译《几何原本》。
《几何原本》前6卷出版后，其命运和徐光启与邓玉函、汤若望合编的《崇祯历法》一样，被世人束之高阁，弃之一边，无人理睬，世上也没有人知道曾经有一本震惊世界的欧几里德《几何原本》翻译本存在，既没有人组织传播，更没有人教授《几何原本》，《几何原本》就是一本躺在书库里的布满灰尘的死书，在当时中国的知识界没有发生任何实质性的影响。
直到200多年后的1852年至1856年，在清朝数学家李善兰和英国人伟烈亚力合作下，在徐光启等前任翻译本基础上，二人合力完成了欧几里德《几何原本》的后9卷翻译。至此，欧几里德的这一伟大著作第一次完整地引入中国，对中国近代数学的发展起到了重要的作用。
清代康熙在位时，在公元1723年下令编辑数学百科全书《数理精蕴》，其中收有《几何原本》一书，但这是根据公元十八世纪法国几何学教科书翻译的，和欧几里得的《几何原本》差别很大，不是明代徐光启等人翻译欧几里德《几何原本》的续集。
欧洲火器的传入引进
中国人最早接触西方的火器应该是1522年嘉靖元年。在香港大屿山西北的西草湾战役中，明军缴获了葡萄牙“佛朗机炮”，此战明军依靠人海战术惨胜葡萄牙舰船。与明朝的火炮相比，此炮具有母子铳结构、管壁厚实、装弹室大，装有瞄准器和炮耳。明朝不久批量仿制后装备军队，主要用于北方墩台城堡，以防备蒙古人南下侵略中原。此时欧洲火器发展更新换代极快，明廷生产的一直属于旧炮。1604年明军与荷兰舰船发生海战，荷兰前装滑膛重炮将明船打得几无还手之力。有别于葡萄牙的“弗朗机火炮”，荷兰人的火炮被称为“红衣大炮”，其威力与速度远胜于前者。明军虽然知道了“红衣大炮”的威力，但陶醉于自己远优于努尔哈赤关外的军事优势，加之海疆战事毕竟不多，根本没有危机感。1618年的明军与清军在抚顺大战，明军大败，大炮净落清军之手。此时，明廷才派人从澳门购得几十门大炮，又从通过澳门聘请欧洲铸炮师直接参与火炮制造，短时间内造成了200门“红衣大炮”。
康熙年间红衣大炮
在后来的几次明军与清军的大战中，清军都吃了明军“红衣大炮”之亏。清军从此极为重视西洋大炮的威力，从被俘的明军中挑选懂火炮的技术人员仿照缴获的“红衣大炮”，清军逐步掌握了当时较为先进的火炮技术，在与明军的军事对垒中越来越占上风，最终入主中原。
清军依靠掌握的火炮技术，在收复被俄军占领的雅克萨城战役，以及南方叛匪战争中都有不俗表现。康熙年间，清廷将火器军单独编成火器营，用于拱卫京城左右两翼，成为保卫皇权的军队，仅由八旗军控制。全国内乱平定后，清朝眼里已经没有看得见的边患威胁，于是刀枪入库，马放南山，对火炮控制极为严格，严防造炮技术外流。1715年山西总兵奏请自造母子炮，被康熙严加训斥，此后一百多年，清朝火器技术停滞不前，直到1840年，清军遭遇英国舰船的火炮攻击，清军大炮不堪一击时，才知道中国的火炮技术早已落后于西方。
自大自满导致明清两朝丧失追赶西方先进科技文明的绝佳机会
十六世纪至十七世纪开始是西方科学技术起步发展的时期。在西方，笛卡尔发明了解析几何，而牛顿与莱布尼兹发明了微积分，这些数学科学无疑都深受古希腊欧几里德几何学科学方法与思维方式的影响。随着大航海而来的地理大发现，西方的军事科技、天文历法、数学等也得到了迅速发展。实际上，明代的天文历法、火器技术等在此阶段并不比西方落后多少。即使到了十八世纪的康乾时代，只要皇帝为首的统治阶级热心带头学习并推广西方的科学技术，其差距是可以在较短时间内弥补起来的，因为此时工业革命才刚刚开始，还没能带来社会突变，西方的先发优势带来的碾压式领先也没有产生。不过，明清两朝统治者与上层阶级的自大自满和对外部世界的普遍无知，导致中国错失了追赶西方科技发展的机会，以至于时针到了十九世纪四十年代，东方中国面对来自西方世界的另一个强国英国时，再也无招架之功和还手之力，不得不沦为西方众多国家殖民地、半殖民地。
自大的突出表现是在明清两朝修订天文历法方面。一般说来，每朝天子登基后都要修订前朝的历法，以向世人表明自己“天子”的合法性。明朝传教士利玛窦采用西方的“格氏历”精确性远胜于明朝历法，但当朝的钦天监以及好多官员极力阻挠、诋毁西洋历法的施行。尤其是清康熙年间发生的西洋历法与中国历法准确性孰优孰劣之争，导致多人被判死刑和流放。即使在康熙亲自主持检验，确证西洋历法优于中国历法情况下，钦天监监政杨光先等人还死不认账，宣扬“宁可使中国没有好历法，也不可以使中国有西洋人”。可见，当时天朝从上至下自我迷恋到何等程度。
自满是明末至清中期以前上层社会中普遍心理，从明清两朝对待火器的仿造与运用上可见一斑。当关内战事吃紧时，明朝能够迅疾从南方澳门购买西洋火器并聘请西洋人士制造火器，一旦战事松弛，明朝统治者就放弃制造火器。清朝在对待“红衣大炮”的态度上与明朝如出一辙，康熙甚至在剪灭国内反叛势力后，只准旗人掌控火器，其他人一律不准制造火器，更谈不上对火器持续的改进与创造。清朝从顺治到道光六帝，无一人具有火器人才的培养意识，也无推广欧洲火器制造技术的计划。清朝的火器制造者一直就把1632年前徐光启的遗篇当做经典著作来读，制造二百年前早已注定落伍的弗朗机火炮，造成中国火器装备水平同西欧国家有一二百年差距。1793年英国使者马嘎尔尼在北京晋见乾隆皇帝时，在呈贡的部分火器中，有每分钟可发7颗炮弹的铜质野战炮8门，事后被清廷当做礼品摆设束之高阁，根本没有人加以研究和仿造。
圆明园残壁
统治阶层的无知与短见也直接阻碍了中国当时对西方先进科学思想的吸收与转化。欧几里德几何学是一门开发人的脑力，提高人的思维能力，训练人的思维方法的数学工具，其中的从公理出发，给定假设条件，从而得出证明结论的演绎方法，被证明为科学发现的最重要方法之一。但徐光启、利玛窦翻译前6卷后，竟然被官方弃置一旁，直到200多年后，才又由清朝数学家李善兰和英国人伟烈亚力合作，翻译了欧几里德《几何原本》的后9卷。康熙从小聪慧能干，也非常热心学习西方的科学技术，他深入钻研过欧几里德几何学，但他终其一生仅仅把几何学当成一种益智游戏，无心在官方和民间推广这种数学学问，关键还是沉迷于儒家的“上智下愚”统治学说中，不愿让老百姓从学习中得到智力上的开化。清朝的统治者很长时间分不清葡萄牙人与荷兰人，直到马嘎尔尼来访前，仍不知道世界上有英国这个国家。1840年清军遭到惨败，大清从上到下仍认为西方靠的是奇巧淫技侥幸取胜，根本不足与为惧，体察不到世界早已进入从农耕文明到工业文明的社会巨变时代。
从1793年马嘎尔尼进京到1840年鸦片战争爆发，历史给与了大清朝半个世纪的时间，乾隆皇帝自我中心的天朝心态完全堵绝了西方传来的工业革命信息，清廷对外部世界一无所知与麻木不仁态度，遮蔽了外部世界的严峻。西方世界在不到百年的时间里“所创造的生产力，比过去一切世代所创造的全部生产力还要多，还要大”（马克思）。等到东方农耕文明遭遇到西方工业文明的坚船利炮时，此时的大清朝已经不堪一击了，沦为殖民地半殖民地就是必然的。
参考资料：
《世界文明史》北京大学出版社
《全球科技通史》中信出版社
《文明之光》人民邮电出版社
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