学术名片王哲然

学术名片 · 吴门

王哲然

Wang Zheran1986–

科学史家,研究透视法起源、科学仪器史与复原

清华大学科学史系副教授,清华大学科学博物馆学术部负责人、永久场馆主展厅策展人(据 2025 年 9 月报道)

代表作《透视法的起源》商务印书馆,2019(“清华科史哲丛书”第一辑)

与吴门

2009 年起在北大随吴国盛读硕士,吴国盛博客称他是“我名下”的硕士毕业生、“继续跟随博主读博”;国家图书馆藏博士论文著录“吴国盛指导”。博士后合作导师是张卜天;现在吴国盛任馆长的清华科博策划主展厅。

从第一问开始深读:复原不是复制吴门 · 雅典学院

找中心点

弗拉·卡尔内瓦莱《圣母诞生》:一座白色的文艺复兴建筑,左侧的檐口斜斜退向远方,拱廊里妇人们为新生儿洗浴,台阶前一群盛装女子相见

画里的建筑按一点透视画成:红线沿檐口、天花和台基的进深线延长,汇向同一点,也就是阿尔贝蒂作图第二步要定的“中心点”。

弗拉·卡尔内瓦莱《圣母诞生》,1467,大都会博物馆藏。红线由本页据画中的檐口、天花和台基边线所作。
丢勒木刻:画家坐在桌前,隔着一面打了方格的纱幕,在方格纸上描画躺在桌上的女子;他眼前竖着一根定住视点的小柱
丢勒《绘制斜卧女子的透视画家》,木刻,约 1600 年印,大都会博物馆藏:画家隔着一面打了方格的纱幕作画,正是阿尔贝蒂所说画面截取视觉金字塔的器具化。

履历

1986 年生于北京。2005–2009 年就读兰州大学数学与统计学院数学基地班;2009–2012 年在北京大学哲学系读科学哲学硕士,2012 年 9 月至 2018 年 1 月读科学技术史博士,其间 2014–2015 年在威斯康星大学麦迪逊分校科学史系联合培养。2018 年 3 月进入清华大学科学史系博士后站,2020 年 6 月任助理教授,2023 年 12 月晋升准聘副教授。2022 年起任中国科学技术史学会科学仪器史专业委员会副主任委员兼秘书长。

成就

  1. 2019 年出版《透视法的起源》,入“清华科史哲丛书”第一辑
  2. 2014 年考证赵友钦小孔成像研究的阿拉伯光学来源
  3. 2021 年策划“直上云霄”展,复原达·芬奇机械 25 件
  4. 2022 年任科学仪器史专委会副主任委员兼秘书长
  5. 2023 年与徐思源考订水运仪象台“铁鹤膝”源于龙骨车
  6. 2025 年起任清华科博学术部负责人、主展厅策展人

著作

2013考察阿尔贝蒂透视法的测绘学背景

画家为什么要学几何?

文艺复兴画家为什么要学几何?王哲然 2013 年的论文从阿尔贝蒂的《论绘画》入手:14 世纪起欧洲绘画已有粗糙的透视,难点是水平线怎样随远近变换。阿尔贝蒂依据视觉金字塔原理重新定义绘画,给出四步作图:定画框和单位长度,定中心点,定距离点,用对角线检验。王哲然发现,第二、三步与阿尔贝蒂发明和使用的地平仪、视距镖两种测量仪器同理,画家的几何有测绘学的根。2019 年,他的《透视法的起源》出版。

阿尔贝蒂的四步作图

一块地面的透视作图:画框、中心点、距离点和对角线 中心点 距离点

第四步:用对角线检验,确定“等头高地平线”:从底边一角斜穿地面的红线,正好穿过一个个格子的角点。

丢勒木刻《画鲁特琴的人》:一人把一根绳子从鲁特琴上的点拉到墙上的定点,另一人在画框处记下绳子穿过的位置
丢勒《画鲁特琴的人》,木刻,图上刻 1525,大都会博物馆藏:一根绳子代替视线,从琴上的点拉到墙上的定点,穿过画框。

在《论绘画》中,阿尔贝蒂对视觉金字塔原理作出了详细的阐释,据此对绘画的本质进行了重新的定义,提出了自己的透视建构方法。

《阿尔贝蒂的透视法及其测绘学背景探究》摘要,《科学文化评论》2013 年第 6 期
  • 视觉金字塔
  • 透视建构法
  • 测绘学
  • 工匠知识

代表作

深读这一问透视法的上游:中世纪人怎样讲“看”?同门晋世翔的学术名片

2014考证赵友钦“小罅光景”的来源

元代道人怎样研究小孔成像?

元代道人赵友钦在《革象新书》的“小罅光景”一篇里研究过小孔成像,前人讨论已多。王哲然注意到一个被忽略的细节:赵友钦做这件事,是为了解释日食观测中的特殊现象。这类研究在元以前的中国光学里没有先例,却是古希腊以来西方光学的老课题。他列举文献,说明赵友钦的问题和方法与 13 世纪以后的西欧学者一样,受到阿拉伯光学的影响;又论证郭守敬并非中介,这个难题最可能是邱处机从西域带回的。

暗室里的日食

太阳的光穿过墙上的小孔,在暗室的屏上成像 天上屏上暗室小孔

赵友钦研究小孔成像,是为了解释日食观测中的特殊现象。天上的太阳缺了一角,穿过小孔投到屏上,缺口的方位与天上相反。

弗里修斯书中的木刻:左边是太阳,光线穿过暗室墙上的小孔,投到对面的屏上;暗室的地面画成透视的方格
弗里修斯《论天文与几何半径仪》(安特卫普—鲁汶,1545)的木刻:1544 年 1 月 24 日在鲁汶用暗室小孔观测日食。正文提醒读者,按光学之理,屏上亏缺的方位与天上相反。

赵氏的小孔成像研究以解释日食观测中的特殊现象为目的,类似的研究在元朝之前的中国古代光学中没有先例,却是古希腊以降西方光学研究中的重要课题。

《赵友钦小孔成像研究来源初考》摘要,《自然科学史研究》2014 年第 4 期
  • 小罅光景
  • 日食观测
  • 阿拉伯光学
  • 知识传播

代表作

深读这一问中国古代有没有科学?老师吴国盛:中国古代有没有科学

2016梳理“学者—工匠问题”的编史学

近代科学是学者还是工匠造的?

近代科学是学者推动的,还是工匠推动的?2016 年,王哲然梳理了“学者—工匠问题”的几种答案:齐尔塞尔认为,新科学源于学者吸收了工匠的实验、量化和因果思维;潘诺夫斯基强调人文主义者与工匠合作,带来视觉表现技术的革命;霍尔认为科学革命始终在学术思想内部;帕梅拉·隆用“交易地带”超越了二元划分。在他看来,透视法正是学者知识与工匠知识结合的产物;达·芬奇也“是画家行会的一个艺术家”。

一条街上的学者与工匠

版画《眼镜》:左边的眼镜铺里,工匠坐在摆满镜片的台前,几位绅士凑上来试戴;右边,戴眼镜的读书人在台前看书;中间是街道

王哲然 2016 年梳理了“学者—工匠问题”的四种答案:齐尔塞尔、潘诺夫斯基、霍尔、帕梅拉·隆。

扬·科拉尔特据斯特拉丹努斯原作刻《新发明》第 15 幅《眼镜》,约 1600,大都会博物馆藏:眼镜作坊与读书人同在一条街上。光影是本页的示意。

一个时代精英的科学理论的背后,实际上有一个数量更为庞大的工程师、工匠和手工艺人的群体

《复原研究——作为文本之外的科学史研究角度》,清华大学科学博物馆网站“释展”,2021
  • 学者—工匠问题
  • 齐尔塞尔论题
  • 交易地带
  • 实践转向

代表作

深读这一问科学与技术为什么要分开?老师吴国盛:科学与技术为什么要分开

2017博士论文报告提出“视学”译名

古人研究的是光,还是看?

西文 optics 通常译作“光学”,王哲然主张译成“视学”。2017 年在清华报告博士论文进展时,他从词源、研究对象、编史学和西学东渐史几方面论证这个译名,并指出自欧几里得以来,视学经历了希腊化、阿拉伯、欧洲中世纪晚期三次变革,每一次都为透视法贡献了理论要素;他借弗洛里斯·科恩的“文化移植”解释这些变革。2019 年他又专门讲过这个译名。第三次变革,正是同门晋世翔研究的 13 世纪透视学。

视学的三次变革

  1. 欧几里得三次变革从他算起
  2. 希腊化第一次变革
  3. 阿拉伯第二次变革;图为阿尔哈曾的眼睛结构图
  4. 欧洲中世纪晚期第三次变革:13 世纪拉丁西方的透视学(perspectiva)同门晋世翔研究的正是这一段
  5. 文艺复兴透视法每一次变革都为它贡献了理论要素
阿尔哈曾的眼睛结构图:角膜、葡萄膜、水状液、晶状液、玻璃状液层层相套,后面连着视神经
阿尔哈曾的眼睛结构图,见里斯纳编《光学宝库》,巴塞尔,1572。

据《科学史系年鉴 2017》所载王哲然博士论文报告的纪要:他借弗洛里斯·科恩的“文化移植”,把历次变革看作地域之间文化移植的结果。

2020区分“数学仪器”与“哲学仪器”

什么才算“科学仪器”?

“科学仪器”这个统称,19 世纪中叶才出现。2020 年王哲然在系里报告说,此前通用的是“哲学仪器”和“数学仪器”:前者指望远镜、显微镜、空气泵等 17 世纪的新仪器,代表一种全新的自然探索方法;后者指日晷、星盘、四分仪等计时、测量、计算工具,延续着传统数学实践。他主张恢复这一区分,借以理解现代早期科学的特征。他把学生带进科博库房上课,后来又考察清宫“进口”仪器的欧洲制造者。

一个柜子,还是两个柜子?

科学仪器

数学仪器计时、测量、计算

哲学仪器17 世纪的新仪器

  • 日晷
  • 星盘
  • 四分仪
  • 望远镜
  • 显微镜
  • 空气泵

在“科学仪器”这个统称出现之前,通用两个名字。数学仪器:日晷、星盘、四分仪等计时、测量、计算的工具,延续着传统的数学实践。哲学仪器:望远镜、显微镜、空气泵等 17 世纪诞生的新仪器,代表一种全新的自然探索方法。王哲然主张在仪器史研究中恢复这一区分。

雷吉奥蒙塔努斯星盘:金色的铜盘,盘面刻着星图与刻度,上方有挂环
雷吉奥蒙塔努斯星盘,铜合金,1462,大都会博物馆藏:典型的“数学仪器”。

过去,我们的科学史研究比较强调概念和思想本身变迁,我们一般认为像工具、仪器,工艺或者这些与技术相关的内容是比较次要的,它们是思想的副产品。

《复原研究——作为文本之外的科学史研究角度》,清华大学科学博物馆网站,2021
  • 数学仪器
  • 哲学仪器
  • 物质文化
  • 开放库房

代表作

深读这一问为什么要一座科学博物馆?老师吴国盛:为什么要一座科学博物馆

2021策划“直上云霄”达·芬奇机械展

复原一台古代机器,能知道什么?

手稿里的机器从未造出来,复原它有什么用?2019 年,王哲然主持的达·芬奇机械复原项目立项,第一件是《大西洋手稿》里的里程计;2021 年 10 月,“直上云霄”展出 25 件复原品。他说复原不是临摹:要研究手稿和文献,请机械设计师建模,再由师傅改成可加工的图纸,送进车间。他把每件模型看作达·芬奇的“思想切片”。2025 年,他把复原研究的成果称为科学史的“第三史料”,与文献、器物并列。

复原一台里程计

里程计示意:车轮每转一周,水平大轮走一齿;大轮走满一圈,落下一颗石子 石子盒 车轮直径π ≈ 22/7 车轮22/7

第一步:研究手稿、文字记录和现代学者的成果。达·芬奇在《大西洋手稿》中改造了维特鲁威的里程计:延续维特鲁威的思路,把圆周率取为 22/7,换算成佛罗伦萨的长度单位,又增加了表盘读数。

据清华科博“神机妙算”展签:车轮转一周,水平大轮走一齿;走满一圈,落下一颗石子。示意图,齿数从简。

这跟艺术上的临摹或者仿造不一样,不是对照实物复制,而是创造,是一个从无到有的过程。

《新京报》访谈,2021 年 11 月(清华大学科学博物馆网站转载)
  • 复原研究
  • 第三史料
  • 思想切片
  • 默会知识

深读这一问14 世纪的运动科学走到了哪一步?合作导师张卜天:质能不能被量化

2024报告科学博物馆主展厅设计方案

水运仪象台该怎样复原?

北宋苏颂主持的水运仪象台早已不存,只留下《新仪象法要》。复原的难点在枢轮:受水壶能否独立转动,分出“翻斗”“定斗”两派,从 20 世纪 60 年代争到今天。王哲然与徐思源考证,“铁鹤膝”是龙骨车部件“鹤膝”串成的链条;他们的受力分析指出,两种方案都有违背原文之处,合不合原文不能是唯一标准。2024 年,他报告科博主展厅方案:等比例全功能复原,改用“别本”的“天梯”传动,并展示复原研究史本身。

复原史

枢轮示意:轮缘上一圈受水壶 天衡 铁鹤膝关舌 天梯 退水壶 枢轮

2024 年,受力分析指出两种方案都会违背原文,与原文是否符合不能是唯一标准,定斗方案中枢轮等部件承受的冲击更小。5 月的主展厅方案:等比例全功能复原,翻斗方案、青铜枢轮,改用“别本”的“天梯”传动,并如实呈现复原研究史。

加扎利书中的孔雀水钟设计图:两只孔雀立在拱形框里,下面是一只带勺斗的水轮和水槽
加扎利《精巧机械装置的知识之书》1315 年抄本插页《孔雀水钟设计图》,大都会博物馆藏。2024 年王哲然拿《新仪象法要》与此书对照,看不同文明怎样描述和绘制机械结构。

2 种方案都会不可避免地出现与原文违背之处。因此,与原文是否符合已不适合作为评价复原方案优劣的唯一标准

徐思源、王禹衡、唐晓强、王哲然《2 种水运仪象台枢轮复原方案的受力分析》摘要,《清华大学学报(自然科学版)》2024 年第 3 期
  • 翻斗与定斗
  • 铁鹤膝
  • 天梯传动
  • 复原史

代表作

深读这一问钟表怎样改变了人对时间的理解?老师吴国盛:时间和空间是怎样被理解的

师承与同道

  • 老师吴国盛

    硕士和博士导师:吴国盛博客 2012 年称他为“我名下”的硕士毕业生、“继续跟随博主读博”,国家图书馆藏博士论文著录“吴国盛指导”;后在吴国盛任馆长的清华科博承担“造”的工作。

  • 合作导师老师张卜天

    2018 年 3 月起任其清华博士后合作导师(《科学史系年鉴 2018》)。

  • 同门晋世翔

    北大同门(胡翌霖《媒介史强纲领》书末致谢);王哲然所说视学三次变革的最后一次,正是晋世翔研究的 13 世纪透视学。

  • 同门胡翌霖

    2013 年吴门讨论课上同辩辉格史(吴国盛博客);2021 年秋,胡翌霖请他在“技术通史”课上代讲中世纪技术史(随轩博客);陈多雨、胡翌霖 2024 年的瓦特论文引用了他的话(《自然辩证法通讯》)。

  • 同门蒋澈

    2020 年 6 月二人同时任清华科学史系助理教授(年鉴 2020);两人的专著同列“清华科史哲丛书”第一辑(2019)。

  • 同门合作者司宏伟

    “神机妙算”展的策展人,王哲然负责其中的复原;2021 年二人合讲三联中读《神机妙算:全球计算器具的演变历史》(年鉴 2021)。

  • 同门同事刘年凯

    同在清华科博:刘年凯负责收藏部、策划“清华厅”,王哲然负责学术部、策划主展厅(新京报 2025)。

  • 同事林聪益

    清华科博高级研究专员、水运仪象台复原首席科学家(北京日报 2025);2023 年林聪益讲翻斗与定斗,王哲然据原文“每受水一壶过,水落入退水壶”提出疑问。

  • 合作者徐思源

    合写《〈新仪象法要〉中的“铁鹤膝”考释》等水运仪象台复原论文(2023–2024)。

  • 合作者王筱娜

    北大 2009 级硕士生(吴国盛博客 2012 年“北大吴门”聚会合影),与他合译阿加西《从古希腊到爱因斯坦》(2015)。

  • 思想资源弗洛里斯·科恩(H. Floris Cohen)

    2017 年他借科恩的“文化移植”概念解释视学的历次变革(年鉴 2017)。

  • 思想资源帕梅拉·隆(Pamela O. Long)

    他 2016 年的编史学综述以隆的“交易地带”作为超越学者—工匠二元划分的一家之说。

他参加的群聊

深读:复原不是复制吴门 · 雅典学院对话录全部学术名片

配图:弗拉·卡尔内瓦莱《圣母诞生》,木板蛋彩与油彩,1467(大都会艺术博物馆,CC0);丢勒《绘制斜卧女子的透视画家》,木刻(大都会博物馆藏印本,约 1600 年印)(大都会艺术博物馆,CC0);丢勒《画鲁特琴的人》,木刻,图上刻 1525(大都会艺术博物馆,CC0);弗里修斯《论天文与几何半径仪》(安特卫普—鲁汶,1545)中的日食观测木刻(Internet Archive,公有领域);扬·科拉尔特据斯特拉丹努斯原作刻《新发明》第 15 幅《眼镜》(约 1600)(大都会艺术博物馆,CC0);阿尔哈曾眼睛结构图,见里斯纳编《光学宝库》(巴塞尔,1572)(Internet Archive,公有领域);雷吉奥蒙塔努斯星盘,铜合金,1462(大都会艺术博物馆,CC0);加扎利《精巧机械装置的知识之书》抄本插页《孔雀水钟设计图》,1315 年(大都会艺术博物馆,CC0)。

这张名片是 RenaSci 的策展示例,由 Claude(Anthropic 的 AI 模型)根据王哲然的公开著作、访谈、院系资料等整理撰写,事实与引文经过联网核对,未经王哲然本人审阅。名片上的“群聊”把不同学者在不同时间、不同场合说过的话按议题放在一起,引号内是原话,标“大意”的是策展人的转述,并不是真实发生的对话(标明“真实笔谈”的除外)。如有错漏,欢迎到反馈页指正,也可以选中文字直接批注。