1881 年英国伦敦《自然》杂志社收到一篇奇特文稿,文章作者是从未踏出国门的清代木匠,西方学者通读内容之后都愣住了

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参考来源:《徐寿传》,徐建寅著,《国学丛刊(南京)》;《中国近代化学之父——徐寿》;《清末著名科学家:徐寿》;《100多年前,这位中国科学奇才已经在〈自然〉上发论文》;《不会做八股文的他,却把研究最早刊登在Nature!》;《中国杰出的国防科学家:徐寿》,《现代青年(福州)》;《中国近代科技教育史话·徐寿》;《徐寿、华蘅芳:忘年交的挚友》
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1880年冬,一封寄出自上海的信,正在一艘英国邮轮的邮袋里随着海浪颠簸。

这封信从吴淞口出发,穿过南海,经过好望角,一路向西,横渡大西洋,数月之后,送进了英国伦敦《自然》杂志编辑部的收发室。

《自然》那时候已经创刊十年,是欧洲科学界公认的顶级阵地。

能在这里发声的,清一色是欧洲大陆的名门学者——物理学家、化学家、生物学家,个个背后都顶着大学或者皇家学会的金字招牌。

编辑斯通博士(W. H. Stone)拆开这封信,寄信人的名字他认识:傅兰雅(John Fryer),英国传教士,在上海待了多年,翻译了大量西方书籍,名气不小。

可信中说的那件事,让他愣了一下——信里提到,有一位中国人,对著名爱尔兰物理学家、英国皇家学会会员约翰·丁达尔(John Tyndall)的声学权威著作,提出了质疑,并且拿出了实验数据,指出了书里一处根本性的错误。

斯通博士把那封信从头读到尾,又从尾读回头。

这位中国人,没有留过洋,没有大学文凭,从未踏出过国门,在旁人眼里不过是个靠手艺谋生的"匠人"。

斯通博士拿来实验器具,亲自上手验证了一遍。

然后,他提起笔,写下了那个让所有人都没有预料到的评语——那句评语,后来被整个中国近代科学史研究者反复引用,成了那个年代里,属于中国的最孤独、也最扎实的一次骄傲……



[一]【一副烂牌、一次落第,和一颗停不下来的脑子】

嘉庆二十三年,也就是公历1818年2月26日,徐寿出生在江苏无锡钱桥社里村。

这是个已经家道中落的家庭。徐寿的父亲徐文标是读书人,靠着祖上留下的一点底子勉强支撑,但在徐寿四岁那年便病逝了,把一个幼子留给了母亲宋氏一人照管。

宋氏是个硬气的女人。丈夫走了,她没有改嫁,一边种地经商,一边把儿子送进私塾,下死劲供他念书。

那年代,改变穷苦人家命运的路只有一条:科举。宋氏盼着儿子将来能金榜题名,给这个家重新撑起门面。

徐寿打小就不缺聪明劲儿。

私塾先生都喜欢他,说他读书快、悟性高、见解独到。同龄孩子背不熟的经文,他几遍就进脑子了,偶尔还能对着古文发表几句自己的看法,惹得先生连连点头。

然而偏偏有一件事,让母亲和先生都犯了难:徐寿对八股文有种近乎本能的排斥。

不是他背不会,是他背不进去。

把那些大道理塞进固定的格式里,再按照考官的喜好排列得规规整整——这套东西他怎么看怎么别扭。他觉得没用。不是年少气盛说说而已,是真的、打心底里觉得没用。

相比之下,他更喜欢摆弄那些摸得着、看得见的东西。

无锡是出了名的手工业之乡,能工巧匠多,这种风气也浸透了他。

从小他就是"少好攻金之事,手制器械甚多"——喜欢摆弄金属器具,自己动手做了许多小机械玩意儿。

县城集市上那些从西洋运来的自鸣钟,他能盯着看半天,恨不得拆开来研究里头是什么机关在驱动指针转动;农具的卯榫是怎么咬合的,他也要细细琢磨一番。

根据徐寿儿子徐建寅在《徐寿传》里的记述,徐寿"究察物理,推考格致",认为工艺制造和科学原理本来就是一回事:知道了原理,才能把器械做好;做好了器械,又能反过来验证原理。

可在清朝,这样一颗脑子,换不来功名。

徐寿参加了科举资格考试,没考过。连最初级的秀才,都没拿到。

打击是有的。加上后来母亲也早早离世,这个家的担子全压到他一个人身上,让他不得不一边务农、一边经商来维持生计。

然而就是在这段日子里,徐寿并没有把那些书本和器具丢开。

他一边养家,一边啃着手边能找到的一切科技典籍,把中国历代的器械著作,以及那些从外洋零零散散流进来的西方科技残本,翻了一遍又一遍。

读不懂的地方,他就动手做实验去验证。

没有仪器,就自己造一个凑合用。

就这样,一个既无功名、又无师承的落第匠人,硬是靠着这股子死磕劲,一点点摸进了一个他原本不属于的世界。

[二]【修七弦琴的那个下午,他遇见了改变后半辈子的人】

大约在道光年间,徐寿在无锡县城崇安寺附近,替人修理一架七弦琴。

他蹲在地上,拆开琴身,检查每一根弦的张力,顺手把音准也校了一遍,手法老练,动作干脆,一边摆弄还一边轻声念叨着弦长、音阶和振动之间的关系。

站在旁边看了许久的,是当地举人华翼纶。

华翼纶是开明之人,在那个年代的读书人圈子里算是少见的——他知道光靠死读书救不了这个满目疮痍的国家。

他的小儿子华蘅芳,正沉迷于数学研究,华翼纶一直想给儿子找个能切磋的伴儿,能在科学路上彼此推一把的那种。

那天,他看着这个年轻人,越看越觉得不寻常。

修琴的手法是一回事,但嘴里念叨的那些话,分明不是一个寻常匠人说得出来的。

那是在讲物理,在讲音律,在讲振动与频率的关系——用的是他自己从书上、从实验里悟出来的那套朴素语言,磕磕绊绊,但清清楚楚。

华翼纶把徐寿请到家里,把他介绍给了比他小十五岁的华蘅芳。

两个人一见面,就停不下来了。

华蘅芳研究数学,徐寿专攻器械和物理,凑在一起,白天摆弄实验,晚上算数据,互相补短,相见恨晚。

咸丰三年(1853年),两人结伴同去上海,找到了由英国伦敦会传教士创办于1843年的墨海书馆。

那地方,那时候是整个华东地区获取西方学问最重要的一扇窗口。

在墨海书馆,徐寿和华蘅芳结识了晚清数学界已颇有名气的李善兰。

李善兰那时候正在书馆从事欧洲近代物理学、动植物学和矿物学等书籍的翻译工作,手边有大量珍贵的西方原版资料。

他见这两个从无锡来的年轻人虚心求教、认真钻研,印象极好,许多资料都主动拿出来与他们共用。

从上海回来,徐寿把攒下的钱几乎全用在了购置书籍和物理实验仪器上,背回无锡,在自家屋子里开始了一系列亲手操作的物理实验。

这期间有个细节,被后来许多人引用过——为了攻读光学,他四处去找三棱镜,找了很久,怎么也找不到合适的。

没办法,他把自己的一枚水晶图章拿出来,亲手磨成三角形,用这个简陋的替代品观察光线的七彩色谱,把光的色散原理自学了个七七八八。

1856年,徐寿再次去上海,在墨海书馆读到了英国医生合信编著的《博物新编》中译本。

那本书里,有大量化学知识和实验案例,从原理到操作讲得相当系统。

徐寿一边读,一边照着里头的方法做实验,化学知识就这样被他一点点啃进了脑子。

在那个没有专门的科学教育、连阿拉伯数字都没普遍推开的年代,一个没有学历的民间匠人,靠着这样的方式,把近代物理、化学、光学、声学、机械学逐一摸了个门儿清。

后来那些大事,其实都从这段日子里生出来的根。



[三]【三个月,中国第一台蒸汽机从一张缩略图里造出来了】

咸丰十一年(1861年),曾国藩在安庆开设内军械所,征聘各地技术人才入职。

徐寿和华蘅芳一同应聘,进了军械所。

这是徐寿第一次站在一个有实力撑腰的平台上。曾国藩给他们的第一个任务,也是最重的一个:

自己造一艘轮船出来。

军械所什么都缺。没有图纸,没有成套的机械,没有专业机床,没有懂造船的技术人员,甚至连一份完整的蒸汽机技术资料都找不到。

徐寿能参考的,只有从《博物新编》上看到的一张蒸汽机缩略图——那是一张画得粗略、比例也不精准的小图,西方人花了几十年摸索出来的机器,就靠这么一点线索。

他没有退缩,而是拿着这张图,频繁登上当时停泊在安庆江边的一艘西方轮船,跟船上的外国船员反复比划、探讨,把蒸汽机每一个关键部件的尺寸、工作方式、运转逻辑都记在心里。

回到军械所,和华蘅芳一起反复推算,华蘅芳负责数学计算和图样绘制,徐寿带着工匠按图样下手制作。

据无锡市人民代表大会官网收录的《中国近代化学之父——徐寿》记载,经过3个月的设计制造,"于同年农历七月十四日制成我国第一台蒸汽机",气缸直径一寸七分,引擎速度每分钟二百四十转。

曾国藩亲眼看到这台机器运转的那天,在同治元年(1862年)七月初四的日记里忍不住写道:"窃喜洋人之智巧,我中国人也能为之,彼不能傲我以其所不知矣。"

三个月。

西方工程师摸索了几十年才成熟的东西,一个没出过国门的清朝匠人,用三个月、一张缩略图、一次次登船观摩,硬是复原了出来。

这件事之后,徐寿没有停。

同治五年(1866年),在南京金陵机器制造局,由徐寿主持制造的中国第一艘蒸汽动力木壳轮船,正式下水。曾国藩给这艘船取名"黄鹄"号。

船长五十余尺,排水量45吨,时速约12.8公里,船上所有零件——螺旋、螺丝钉、活塞、气压计等等——均由徐寿父子亲自监制,没有任何外洋模型,没有任何洋人援助。

上海《字林西报》那一年的报道里,专门写明了这条消息。

"黄鹄"号下水那天,两岸观者如堵,那一声汽笛,很多无锡人的父辈们后来说起来,还是攥着拳头的。

这之后,徐寿被调往当时中国最大的军工企业——江南机器制造总局,出任首任襄办,也就是副总工程师的职位。

在那里,他又陆续参与了"惠吉""测海""澄庆"等几艘更大规格兵船的建造,开启了中国近代造船工业真正意义上的序幕。

然而,让他在历史上留下更深印记的,不是这些船,而是他从1868年起开始的另一件事——翻译。

主持江南制造总局翻译馆的那十七年里,他和英国传教士傅兰雅合作,把欧洲化学、物理、机械等领域的权威著作逐一译成中文,其中最要紧的,是《化学鉴原》一书。

翻译时遇到了一道硬槛:大量化学元素,在汉语里根本没有现成的名字。

徐寿想出了一套办法——对金属固体元素,一律用"金"字旁,再配上该元素英文名称第一音节的近似汉字,创造出新字来命名。

"钠""钾""钙""镍""锌""锰""镁",这些今天每个中学生都要背的化学元素中文名,就是从徐寿的手里一个个造出来的。

这套命名原则后来被中国化学界全盘接受。日本得知后,专程派学者来中国学习,引回去使用,也沿用至今。

李鸿章后来评价他:"讲究西学,实开吾华风气之先。"

[四]【那篇文章,和一封不知道被寄出去了的信】

同治十三年(1874年),徐寿和傅兰雅在上海共同创建了格致书院。

这是中国第一所教授科学技术知识的学校,开设矿物、电务、测绘、工程、汽机、制造等科目,讲课时还配有实验演示,定期对社会开放讲座。

书院成立之初,面临严重的资金危机,为了不让这所学校就此关门,徐寿自己捐出了1000银元——按当时的物价,那是能买下一百亩良田的钱。

他又联络北洋大臣李鸿章从国库再拨出1000银元,加上各界陆续凑齐,总算拿到了7700银元,书院才得以维持下去。

紧接着,1876年,他和傅兰雅联手创办了《格致汇编》,中国有史以来第一份中文科技期刊。

这本刊物每期刊载西方科技译文,同时发表中国科学家自己的研究成果,是那个年代极为罕见的科学交流平台。

就在《格致汇编》创刊后的第三年,1878年,徐寿在上面发表了一篇文章——《考证律吕说》。

"律吕"是中国古代乐律学的统称,研究的是音调构成规律。这个领域在西方也有严格的物理学支撑。

当时,徐寿的儿子徐建寅和傅兰雅合译的丁达尔名著《声学》,刚由江南制造局刊行不久。

书里第214页有一段论述,是当时声学界公认的经典定论:无论是双侧开口管还是单侧闭口管,吹奏时的振动数,在一定时间内均与管长成反比;任何八度音阶的振动数必是原音的两倍,因此开口管只需准确截去一半,便可发出高八度音。

丁达尔(John Tyndall,1820—1893)是英国皇家学会会员,声誉极高,这本《声学》是教科书级别的权威著作,几十年来无人质疑过书里的任何一个字。

但徐寿质疑了。

徐寿把所有实验结果写进了《考证律吕说》,在《格致汇编》上发表出来。

傅兰雅读完这篇文章,把它的核心内容译成英文,写成一封信,原本是寄给丁达尔本人的,顺带把信的副本也投给了英国《自然》杂志编辑部。

这封信在1880年冬天从上海发出,跨越重洋,一路向西。

而当这封信被斯通博士从信封里取出来,被他从头到尾、字字句句读完之后,所有人都没有想到——那个坐在上海格致书院里、从不知道这封信被寄了出去的清朝匠人,会以一种无人预料的方式,在整个西方科学史的记录里,留下自己的名字……

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