《重学》是晚清第一部较为系统介绍西方经典力学的中文译著，大约于1852—1855年由李善兰与艾约瑟（Joseph Edkins，1823—1905年）翻译完成，初版（17 卷）于1859年在墨海书馆刊行。^[34]此版底本系英国物理学家惠威尔（William Whewell，《重学》中译作“胡威立”，现今还有的译成“休厄尔”）《初等力学教程》的第5 版 （An Elementary Treatise on Mechanics，5th ed.，1836）。^{[35] [36]}

惠威尔（1794—1866年），1812年10月进入剑桥大学学习，1816年1月成为剑桥第二届数学荣誉学位考试（Mathematical Tripos）的“甲等”毕业生，1817年被选为剑桥大学三一学院研究员，1820年被选为英国皇家学会会员，1828年成为矿物学教授（1832年辞职），1838年成为道德哲学首席教授，1841年当选为三一学院院长，1842—1855年两次担任剑桥大学副校长，在担任大学副校长期间，他在教学改革上作出了突出贡献。他著作颇丰，最负盛名的是《归纳科学的历史》（History of the Inductive Science，1837年初版）。本着教学第一的思想，惠威尔坚持数学荣誉学位考试要注重应用数学而不是纯数学问题，在考试中增加光学、流体静力学、观测天文学、引力学等物理科学内容。《初等力学教程》是他参与、领导剑桥大学教学改革而撰写的系列力学教科书之一，他尝试在教科书中将数学分析与力学基本理论、基本概念阐释相结合，以此作为大学物理学课程的核心思想。他找到培根归纳方法与拉格朗日力学分析化方法的结合点，前者认为归纳的方法能够超越原始的经验数据，操作适当的话，科学可以获得对现象的原因的洞察；后者认为分析科学就是以一种有效的、简单的、统一的、形式化的结构方式表达经验发现，不需要特别对物理实在进行解释、描述。力学只是数学的一个分支。惠威尔的做法是将知识体系翻译成分析体系，分析体系的演绎结果可以被经验检验，获得新的预言，这样既能保证归纳知识的严密性，又可能使得归纳知识通过预言而扩大。惠威尔这一组织科学知识的体系被称为培根—拉格朗日体系，他将经验的归纳与形式的表达结合起来，承认了科学知识与形式的意义对应关系，而且他还努力成为这种理论的实践者。他编写的《初等力学教程》既体现力学自身的逻辑体系，又注意将分析数学作为解决力学问题的工具。即便如此，《初等力学教程》仍然带有非常明显的数学或者说几何特点，有相当比例的力学问题是从数学出发，而不是从力学概念出发。当然，这也体现了力学从数学中独立出来的成为一门学科的历史状态。^[37]

《重学》卷十一（金陵书局本）(www.daowen.com)

在这里我们关注的是《重学》第11 卷“论抛物之理”（The Motions of Projectiles），该卷介绍了7 款有关抛射运动的命题，因为这是对枪炮子弹运行规律的定量描述。以前那些凡是涉及弹道规律的“炮规”“炮说”大都是泛泛的经验之谈，李鸿章曾经就说：“中国制炮之书，以汤若望 《则克录》及近人丁拱辰《演炮图说》为最详，皆不无浮光掠影，附会噫度之谈，而世皆奉为秘本，无怪求之愈近，失之愈远也。”与之前的经验之谈相比，《重学》中的这几款简直就是枪炮知识至高的“武功秘籍”，在当时特定的“自强”的历史背景下，引起了国人异常关注。人们纷纷企图从这几款知识中领悟子弹命中的“真诀”，但是没有一定的力学和数学知识是无法准确理解这些知识的，因此前后有十几位中算家相继著书对这部分知识进行解读。这当中，以李善兰的《火器真诀》（1859年）影响最大。刘钝先生的《别具一格的图解法弹道学——介绍李善兰的〈火器真诀〉》^[38]一文曾对《火器真诀》的内容和历史意义进行了深刻论述，指出该书是中国第一部具有精密科学意义的弹道学著作，李氏的图解法是他创造性学习西方科学知识的成果。