1886年，日本帝国大学诞生，这一年是日本工业革命的开端，也就是说日本的资本主义开始取得实质性进展。此时，一直以小学教育为工作重点的日本文部省开始关注高等教育。随着官僚机构的发展，系统性培养官僚人才的需求应运而生。1885年，日本开始实行内阁制，首届内阁——第一次伊藤博文内阁成立。该内阁在成立后的第二年便开始起草《大日本帝国宪法》（也称作“《明治宪法》”），目的之一就是对抗日益高涨的自由民权运动，组建一个不受政党势力和议会干预的强有力的强权内阁。因此，日本必须建立一套称职的官僚机构，这才是日本帝国大学存在的首要原因。
19世纪日本帝国大学对日本科教有何贡献？
1889年，日本第一任文部大臣、《帝国大学令》的颁布者森有礼明确表示，"要在帝国大学制定统一的教学规划。凡是与学术和国家有关的事项，必须把国家放在第一位"。帝国大学的核心理念是国家第一主义。值得一提的是，在帝国大学诞生的1886年，日本教科书审查制度也正式确立。为了让教育符合国家的目的，文部省对从初等到高等的所有教育进行了改革。
之后，随着1887年日本官吏任用制度的制定，近代官僚制度初步建立。其结果是，一直以来靠关系就任官职的局面被打破，被称为高等文官的干部官僚和普通文官分别需要通过文官高等考试和文官普通考试的选拔才能被录用。
由于日本文官高等考试的考试委员会由帝国大学的教官组成，所以实际上通过考试的都是帝国大学的毕业生。但这仅限于法制官僚，而技术官僚只需经过文官高等考试委员会和文官普通考试委员会的权衡，即仅需委员会的斟酌就能决定是否录取。这又造成了与文官相比，对技术官员的长期差别对待，最终导致了技术官僚运动的发生。
根据日本《明治文化史5：学术》一书中记载：
日本明治时期的科学史被分为前期、中期、后期三个部分。所谓中期是指从1886年前后到1900年前后大约15年的时间。在此期间，虽然一直不断地引进外国科学技术，但已经不是单纯地照搬，而是已经开始出现原创，由日本人完成的科学成就已经开始崭露头角。
上述引用中声称，"已经开始出现原创，由日本人完成的科学成就已经开始崭露头角"，但实际情形如何呢？根据调查，1886年日本建筑学会、1888年日本电气学会、1897年日本机械学会、1898年工业化学会分别成立，相应出现了一批专业的科学家。可以说，在1886年建立帝国大学之后，日本的建筑学、电气工程学、机械工程学和实用化学由此取得了相对独立的地位。
在物理学领域，1887年出版了《帝国大学纪要：理科第一册》第1号，并于1887年、1889年、1895年连续登载了北尾次郎撰写的《有关大气运动和飓风的理论》的文章。该文章是一篇厚重的数理物理学文章，相比在日本国内，其在海外受到的评价更高。对当时的日本来说，北尾在德国学习并取得的成就几乎是孤立的奇思妙想。虽然不能以此来评价日本的学术水平，但在《明治文化史5：学术》里却对此时的情况写道："从此，几乎所有日本人都可以接受高等教育了，必须说这是一个很大的进步。"
1888年，日本帝国大学出版了由物理学译语会编辑的《物理学术语：日英法德对译辞典》，其中公布了大约1700多个物理学专业术语的统一译词。这件事以及此时日语取代外语成为大学授课用语一事，都表明日本的物理教育，甚至所有的自然科学教育终于取得了独立地位。虽说取得"独立"，但教学内容仍然是欧美的物理学和化学，尽管如此，这一过程还是比较顺利的。
19世纪日本如何引进西欧科学？
顺利的背后是日本选对了打开国门的时机。在日本开始走向近代化的19世纪下半叶，科学研究在西欧各国社会已经制度化，在各自领域从事研究的科学家也已经诞生。因此，日本从一开始就能够将科学作为一种制度化的社会机能引入国内，也正因如此，对科学的学习和研究可以在国家的框架内系统而有效地进行。
同时，19世纪也是古典物理学，即以我们所能够触摸或直接观察到的宏观世界的物理现象为研究对象的古典力学、电磁学、热力学的原理几乎被全部发现的时代。当时的人们一致认为，所有的物理现象都可以用相应的原理进行解释。进入20世纪，在得知古典物理学不适用于原子和分子的微观世界之后，人们甚至认为在物理学领域已经不可能再发现新的原理了。
因此，此后物理学的研究主要分为两个方向，一个是开发基于电磁学的通信技术、发送电技术，改进基于热力学的动力装置（热力机）之类的技术实用；另一个是朝着当时被称为"行星科学"的地球物理学进军。总之，那个时代，一流的物理学大师威廉·汤姆森可以一边指挥铺设跨大西洋电缆，一边与人讨论地球年龄。
与此同时，在西欧，物理学终于可以与落后的神学，以及形而上学的外来杂质撇清关系，数学也得到了一定程度的发展。在此基础上，随着社会中科学研究的兴起和培养研究者制度的形成，类似教科书的书籍便出现了。
由此，即便不懂中世纪以来的西方思想尤其是神学思想，也是可以理解物理学的。也就是说，物理学在19世纪下半叶变成了只要具备一定的能力，再加之努力，便能学习并掌握的知识体系。而且在那时，既没有量子物理学，也没有相对论，以简单易懂的物质表象和常识性的日常空间概念为基础的古典物理学就是物理学的全部。从这一点来看，也可以说学习物理学的起点并不高。
19世纪下半叶，日本正好抓住了这一绝妙的时机，开始引进西欧的科学。以此为背景，在下个时代，即20世纪初，日本为世界做出了杰出贡献，如长冈半太郎提出的原子模型、木村荣在计算极移的公式中发现的"Z项"，以及石原纯提出的量子化条件。日本在打开国门之后经历了不长不短的五十年，在物理学上终于追赶上了欧美，其中的艰辛可想而知。
19世纪日本实用科学如何发展？
但是仅通过这些"最尖端的成果"是无法对那个时代做出正确判断的。帝国大学的教育和研究原本就没有什么学术性。曾任工部少辅，之后从东京府知事转任帝国大学首任总长的渡边洪基在就任总长之后不久作了题为"尽力将理化两学所取得的成就推广至民间"的讲演，明确表示追求学问的意义在于实用性。他断言："无论何种学科，学问都只是实现人类幸福和安全这一目的的工具而已。无论多高深的学问，只要没有经济效益，就是毫无价值的。"思想上以国家第一主义为理念的帝国大学，在教育和学问方面的真实取向就是实用主义。
实际上，在1889年之后五年间的帝国大学毕业生中，以实务教育为主的法学313人、医学192人、工学124人、农学109人，而以纯理论为主的理学仅39人，文学也仅38人。
从这一构成也能看出，实用科学在整体上压倒性地占多数。森有礼在于19世纪80年代中期撰写的《学政要领》中写道："学问分为两种，一种是纯科学，另一种是实用科学。对国家来说二者都是必不可少的。纯科学之门稍开而足矣，但实用科学之门需要大开。"他在此坦言，"纯科学"只需稍有即可。
那么，这种"纯科学"存在的意义是什么呢？1889年，信奉民族主义的陆羯南在谈及"大学的作用"时指出两点——"培养有用的人才"和"谋求学问的进步"。对于前者，不用多说，陆羯南指的是在法学部、医学部、工学部接受的对现实社会有用的实用教育。说起钻研学问的奥妙，发现新事物、新原理对社会是没有什么直接用处的，但深思之后发现绝非如此。既然日本已经在世界上立国，事到如今，也就没有必要再讨论要不要保全独立的尊严之事了。如此一来，想要保全一国之国格，为世间的学问贡献新的发明是最重要的事情之一。"
总之，纯科学和应用科学都是立国之本的重要组成部分。关于这点，1899年，日本东京帝国大学教授樱井锭二在题为《国家与科学》的演讲中更明确地讲："科学研究的意义在于提升一国的价值，并让国威在海外得以弘扬。"在当时的日本，人们将在纯科学理论领域中获得一些业绩、取得一定成果视为近代国家的地位象征。随着大国意识的提升，这种趋势变得愈加强烈。
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