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清朝的海关自1876 年开始，于八十年代初步建起一个主要在沿海的观测网，这是由英国人包办和控制的。真正由本国建的完全没有，相反，外国纷纷入侵并设置气象台站。民国初的9 年中，中国政府部门开始设了少量台站，但多未能持久。
中国人民于长期的生产、生活中累积了许多知识和经验，有不少学者提出理性认识。气象季节变化与生物关系（物候）的知识以及在农事上的应用，夏代就开始有所总结，到两周已有专著。自南北朝起，对气象与多种农业问题关系的知识及其应用已写入农业专著，并在多种重要农书中扩大和更新。很多学者、医学家、航海家记录和观察种种天气现象，并探讨其成因，如庄周、王充、沈括、朱熹等提出过不少理性看法。南朝刘宋时就已有对台风的描述。明末外国教士开始介绍西方的气象知识，1674 年开始有西方初期气象仪器的介绍，1871 年已有关于气象学原理的译本。但在封建统治下，却没有引起清廷的重视。
第二节列强在中国设立的气象台站早期法、俄在北京的活动十八世纪中叶就有法国人在中国进行气象观测。耶稣会士宋君荣（Gaubil， Antoine Peter，1689—1759）和钱德明（Amoit，Jean JosephMarie，1718—1793）精通满文，获得清廷信任。宋君荣1743 年曾在北京进行气温观测。钱德明于1757—1762 年首先在北京进行6 年项目完整的观测。1841 年俄国教会在北京设立一测候站，1850 年扩充改称北京地磁气象台，1867 年改属彼得堡科学院，俄著名科学家傅烈旭（H。Frische）为台长，连任16 年。在1841—1914 年这74 年中多次停顿，仅存29 年气温记录，降水量存54 年记录。
俄国在新疆的考察1868 年俄国人布耶可夫斯基曾在天山进行观测。俄国人普尔热瓦尔斯基三次来新疆，从伊宁深入内地沿途观测，到达哈密和罗布泊。1893 年俄国人罗波洛夫斯基到达鲁克沁设站观测（1893 年12 月—1895 年12 月）。同年俄国人克莱得茨曾对阿勒泰一带观测。1906 年6 月奥地利动物学家楚格迈尔曾到和田克孜勒山口观测。
法国在上海设徐家汇观象台法国早在1840 年就筹划在江南设一观象台。1853 年3 月新建成上海董家渡天主堂，1865 年法国教会派曾受过气象培训的神父到董家渡建观象台进行观测。1847 年上海徐家汇耶酥会会所建成，新建的徐家汇观象台于1872年12 月开始接替董家渡观测。次年在肇家浜（今蒲西路）新址观测。气象方面的成就有：（1）项目完全的地面气象观测连续77 年无中断，为全国之最。
（2）1879 年8 月初成功地预报了一次台风将临近上海，受到租界当局和舰只的赞赏和鼓励。1895 年9 月绘制第一张地面天气图。预报台风和海上大风有了依据。
（3）1884 年9 月租界当局建成外滩信号台，每日悬挂长江口和上海港风情旗帜信号。1906 年起信号扩大到表示海域分区大风、台风和低气压情况。1911 年起增加夜间灯信号。
（4）1914 年5 月起，通过法租界无线电台，每日两次发布海区天气实况和预报及授时信号，扩大了海洋服务面。
（5）收集各地天主教堂的气象观测记录。
（6）出版：《观测公报》，包括本台详细气象记录和地磁记录（1872—1941）；《月报》，包括海关各观测点和教会的气象要素月值统计（1913—1943）；科学研究报告。
俄国在东北的观测网1891 年《中俄密约》许俄建中东铁路。1909 年俄在沿北线建成满洲里等9 处测候所，1914—1916 年增建5 处。其中有7 处1936 年后为伪满所接办。日本在东北、台湾和南方的观测网中东铁路南段于1905 年为日本所占有。1905—1909 年，日军先后设大连、营口、沈阳、旅顺、长春等测候所。1913—1934 年，南满铁路增设12个测候所，并着眼于农业开发。另外在杭州（1904—1918）、汉口（1905—1936）、沙市（1905—1920）、济南（1916—1943）和上海（1920—1941）领事馆中进行气象观测。
1895 年6 月日本入侵台湾，1897 年在台北等处设测候所5 处，后又增设4 处。在台北设有气象台。
德国在青岛设气象台站德国于1897 年强占胶州湾，其港务测量部开始简单的气象观测。1905年迁水道山。1909 年增设地震、地磁、天文观测。1911 年改称“皇家青岛观象台”，增加潮汐观测。德国原有在山东筑铁路的企图，曾设济南、张店、青州、坊子、高密、胶州等测候所。
1914 年11 月日本侵占青岛后，改称“测候所”，1916 年5 月委托朝连岛灯塔进行海洋和气象观测，1917—1924 年曾在市郊和胶济铁路沿线各设9处测候所，并在大公岛灯塔设海洋和气象观测。
英国和其他国家的气象台站英国1883 年在香港设皇家气象台，主要为航海航空服务，早年曾设信号台。不久又开展天气预报和台风警报业务。后来逐步在启德机场和附近岛屿设有气象站20 多处。1922 年起有测风气球观测，后又有无线电探空观测。气象台在1942—1946 年日军入侵时期停止工作。英国人在天津开埠后于1887年9 月设测候所，直到1941 年停止工作。
其他国家，如葡萄牙于1881 年在澳门，法国在昆明（1921—1936）、蒙古（1928—1932），印度在西藏亚东（1933—1939）设站观测气象。
第三节中国兴办的气象站网海关气象观测网1854 年清廷在各通商口岸派驻海关监督，设助理称税务司，由外国人担任，掌握海关实权。1863 年英国人赫德继任总税务司，控制了中国海关。赫德于1869 年11 月发出28 号通札，要求各海关进行气象观测，称“海关广设沿海沿江，地域广达纬线20 度、经线10 度。机构现况容许进行气象观测而无须增加人员。购置仪器外，不需其他开支。气象观测对于科学界和东方航海人员和其他人可具有实际价值”。由此，自1876 年起先后在沿海（包括台湾）灯塔和沿海、沿长江港埠（包括少数内地商埠）建起观测点65 处。有10 处是在内地（东北、广西、广东、云南）。三分之二是1900 年以前所建，1880 年已达27 处。共有44 处连续工作至抗日战争。有26 处整年记录长达50 年以上，最长的63 年。观测项目较全，所用仪器均购自外国，记录文字均用英文，观测人员均外籍（民国始有中国人参加）。这个观测网的直接作用当然是为外国（特别是英国）海运服务，也就是为外国侵略服务。但由于无通讯条件，只有一小部分能将报告通过电报集中到上海。1897 年起建点的有天津、芝罘、九江、汉口、宁波、厦门和大戢山岛；1901 年起增加镇江、宜昌、重庆、温州、汕头。由于所累积的资料年代长久，这个观测网的记录至今仍是我国气候和气候变化研究的宝贵资料。
这个观测网虽是英国人包办，为外国航运服务，但属中国海关，是用中国人的财力兴办，所以把它们列为我国的事业。
民国初期农业部门设站清末变法维新运动后，1906 年才有农工商部，开始设一些农、林、牧试验场。1911 年在北京设农商观测所。1917 年已有10 个省的试验场和3 个农校有气象观测，另有3 个观测所。现在存有长期记录的有保定（1913—1937）、归绥（1914—1937）和太原（1916—1937）。另外东南大学、广东大学和岭南大学的农科也有较长的记录。可见农业部门的气象观测比中央观象台还早，设站成绩也较好。但因当时政府经费无保证，多数测点也维持不长久。教育部设中央观象台1912 年，在蔡元培的支持下，中华民国政府决定在北京建立中央观象台，任天文学家高鲁博士为台长，接管原钦天监外署（今建国门），计划设历数、天文、气象、磁力四科。次年派蒋丙然博士筹建气象科（1915 年成立）。蒋丙然，闽侯人，上海复旦大学物理系毕业，留学比利时双卜罗大学，获农业气象学博士学位。中国气象事业创始人之一。1924 年任青岛观象台台长、青岛大学教授。1946—1966 年任台湾大学农学院教授。曾任中国气象学会会长（1924—1930）。
中央观象台于1913 年开始气象观测，并编订我国最早的观测规程。1915年收集海关测候所气象电报和徐家汇观象台转发来的国外气象电报，据此绘制我国最早的天气图，制作天气预报，次年起向公众发布。1919 年航空署成立，下设气象科，次年开始北京至浦口之航运，观象台曾予协助。
布设观测网为事业所必需，也是中央观象台之职责。1920 年拟订设立40个台站的计划，强调航空需要。次年经教育部通过，批准先设10 处，但终因经费无着，只设了张北、开封、西安3 处，且在1927 年前后即停办。观象台的观测也于1927 年时停时续。
1928 年观测工作由中央研究院气象研究所继续，至1937 年9 月卢沟桥事变起停止，天气预报工作早在1921 年已停止。
张謇设南通军山气象台1905 年，张謇在他个人所设的博物苑开始气象观测，开国人气象观测之先河。后派员到徐家汇观象台学习并托购法国仪器，在军山建气象台，1917年开始工作，张自任台长。1909 年，接收徐家汇台所发各地报告，绘制天气图，发布天气预报和警报。1926 年张逝世后，改由政府维持。
鸦片战争后，外国侵略者的特权不断增加，他们在各自的侵略基地设置气象台站网，而清皇朝却没有一个气象台站。1876 年起，以中国海关的名义用中国财力所设的海关气象台站网也完全是英国人操纵，为其日益增大的洋货输出和海运服务。1920 年以前，民国农业和教育部门开始设置的小量台站多数也很快夭折。下面将1911 年和1919 年全国各级测候所的数目统计列于下表：1911 年和1919 年各级测候所数统计表1911 年1919 年台站等级1 2 3 4 总计1 2 3 4 总计本国设0 50 3 1 54 0 54 3 5 62外国设3 15 14 15 47 2 16 22 18 58总计3 65 17 16 101 2 70 25 23 1201911 年存在的本国所设的54 个测候所中53 个为海关所设，另一个便是张謇所设。他新建南通军山气象台后曾为此事呈报县知事，说：“窃农政系乎民时，民时关系气象。。。各国气象台之设，中央政府事由，我国当此时势，政府宁暇及此？若地方不自谋，将永不知气象为何事，农业根本之知识何在，謇实耻之。”足见其对气象的重要意义有深刻的认识，也深知当时政府不可能有办气象工作之能力②。
② 张明昌：《南通军山天文台始末》，《中国科技史料》第5 卷（1984）第4 期，第71 页。第三十六章物理学从清代末期至民国初期这一阶段，我国传统意义上的物理学已告终结，西方近代物理学知识逐渐在我国得到引进和移植，并且开始了最初的物理学教育。
第一节传统物理学的终结晚清时期我国的传统物理学物理学在我国有着相当早的起源，并且经历了漫长的发展时期。我国传统的物理学曾经具有丰富的内容和辉煌的成就，但是，明代以后，种种原因造成我国经济和生产发展缓慢，科学技术渐渐处于落后状态。物理学的发展在总体上也由缓慢到停顿。
晚清时期，我国传统意义上的物理学知识的发展，大概可以郑复光（1780—1853）和邹伯奇（1819—1869）的光学研究为代表。郑复光的《镜镜詅痴》（1847 年）和《费隐与知录》（1842 年），邹伯奇的《格术补》（1874 年），均刊行于鸦片战争之后。郑复光在《镜镜詅痴》一书中论述了几何光学基本概念，几种反射镜和折射镜的质料和性能，透镜和透镜组的成像情况，以及17 种光学仪器和器具的制作、原理和使用等。他的成就主要在于研究透镜和透镜组的成像理论。书中所述几乎涉及当时所知的各种光学仪器和器具。郑复光的另一书《费隐与知录》中的内容也以几何光学部分为最佳。邹伯奇的《格术补》反映了他在光学理论方面的突出成就。书中深入讨论了透镜和透镜组的成像规律，定量地得到了透镜成像公式、透镜组的焦距公式。书中还详细讨论了放大镜、几种折射和反射望远镜以及显微镜的结构和原理，介绍了眼睛和视觉的光学原理等。邹伯奇推导出透镜成像公式和透镜组焦距公式，可以说达到了我国传统光学发展的顶峰。清代，我国在光学器具的研究和应用，以及光学理论研究方面，有比较显著的成就。显然，这应归结于我国传统光学知识与传入的西方光学知识的“融合”。
我国传统的物理学