从无锡走出的近代科技先驱——徐寿与华蘅芳

钱志仁

今年是我国科技先驱徐寿大师诞辰200周年。他同数学大师华蘅芳在没有钢铁工业、没有制造工业,连一颗螺丝钉都不会造的国情下,一起制成了“不加外人协助而造成的”我国第一艘轮船“黄鹄”号,震惊世界,大张了炎黄子孙的志气,开创了我国现代化新局面。真是奇人奇迹,奇挚交。

徐寿

华蘅芳

徐寿与华蘅芳,无锡同乡,同是晚清中国首批杰出的科学家、翻译家和教育家,在研制近代化军工兵器、传播西方先进科学技术以及培养本国科技人才上,独具慧眼,勇开先河,屡创第一。为救中华,两人尽智竭力、呕心沥血、鞠躬尽瘁、死而后已,赢得国内外的高度赞赏, 成为世人钦敬的不朽的科技先驱。这一对忘年至交,堪称是光耀江南的双子星座。

徐寿(1818—1884)字生源,号雪村,是无锡惠山区钱桥人,被化学界尊为我国近代化学之父。华蘅芳字畹香,号若江,无锡锡山荡口人,是近代数学大师。他们一起制造了我国第一台蒸汽机,第一艘机动轮船,第一批军舰、工作母机、近代枪炮、火药等,后来又创建了我国第一个翻译馆、创办了我国第一所科技学校——格致书院,出版了第一份科技期刊——《格致汇编》。他们在造船、兵工、译书、化学、数学、地学、教育、矿冶等许多方面都作出了巨大的杰出贡献,他们是中央批准在我国建立纪念塑像的历史名人,是无锡的骄傲,是无锡人民的楷模。

徐寿出生在世代务农的家庭,5岁时父亲去世,靠母亲含辛茹苦抚育成人。他自幼认真学习,刻苦读书。在丧权辱国的鸦片战争后,中国的一批有识之士痛切地看到国土沦丧,国人被凌辱,奋起学习西方先进技术,“师夷长技以制夷”,卫国保家。徐寿毅然放弃读经书,爱好研究西人格物致知之学,谋求富国强军,保国惠民。

16岁时,母亲也因积劳成疾离开了人世,家境困难,他凭聪明伶俐,擅长制造,运用他学到的多种工艺谋生,为顾客修理农具、工具 、工艺品、乐器。

无锡地处太湖之滨,东临上海,西靠南京,交通发达,传播西方科学技术也相当快速,青年时代的徐寿接触西方科技器具,聪明伶俐,善学会修能用,令人惊诧,受到锡东荡口官吏华翼纶的赏识,由此得识了其子华蘅芳。

华蘅芳同徐寿一样,本着科技救国的思想,放弃科举之途,而醉心于“统乎万事万物之纲”的数学,在父亲华翼纶的支持下,他仅用二年多的时间,就自学过去的的国子监规定在十年时间学完的九部古算书,又随当地有名的邹安畅学完了《九章算术》、《历算全法》以及徐光启与利玛窦合译的《几何原本》等。

虽然徐寿长华蘅芳15岁,但是志趣相投,相见恨晚,很快成为忘年交,一辈子的挚友,他们一起专研当时被称为格致之学的科学技术,追求国家富强,在科技荒原上奋力开拓。为了求购西方传入的科技书籍,他们一起到上海,买到一批西方科技书籍,拜访了在书馆从事译书的李善兰,并结识著名学者容闳、英人傅兰雅等。在李善兰的帮助下,他们通过读书、研讨、实验等方法,学习西方的科技知识。从上海回来,两人不倦学习,不久就已掌握了数学、化学、矿学、汽机等有关知识。华蘅芳广交朋友,搜罗群书,夜以继日刻苦攻读,积累了深厚的数学功底;徐寿更是将自己多年积累的工艺技巧,与学到的科学知识相结合,自制了自鸣钟表、指南针、象限仪等多种新奇之物,两人学有成效,名气不小。

咸丰十一年(1861),时任两江总督的曾国藩设立安庆军械所,“设局造洋器,全用汉人,未雇洋人”,徐寿和华蘅芳应聘进入曾国藩幕府,到安庆我国第一个兵工企业——安庆内军械所。曾国藩交给他们的第一个任务就是“自造汽轮”。那时中国既没有制造工业,更没有造船工业,怎么能造出轮船呢?但是他们在上海目睹外国轮船在中国内河肆无忌,早为不满,因此欣然接受,定然要制出汽轮,扬扬眉吐吐气,决定由蒸汽机入手造出汽轮。于是他们收集资料,在无锡藏书丰富的华蘅芳家中找到了有关蒸汽机、造船和机械设计图的技术资料。他们从《博物新编》一书中看到一张蒸汽机略图,即设法到一艘外国小轮船上观察了蒸汽机的运转,大受启发。经过反复揣摩研究,周密的计算,华蘅芳绘出了制造的图样,徐寿和工匠用手工工具按设计图样,艰难地制出了“汽缸直径一寸七分,引擎速度每分钟二百四十转”的我国第一台蒸汽机。经过多次试验无误,就请曾国藩和湘军官员、幕僚们观看,曾国藩在同治元年(1862)七月初四的日记中说“华蘅芳、徐寿所作火轮船之机来此试演,其法以火蒸水,汽貫入筒,筒中三窍。闭前二窍则汽入后窍,其机自退,而轮行上弦;闭后二窍则汽入前窍,其机自进,而纶行下弦。火愈大则汽愈盛,机之进退如飞,轮行亦如飞……”高兴地写上“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”。鼓励继续奋进,早日完成“自造汽轮”。

汽机模型试制成功后,他们立即又着手试制一艘小型木质轮船,经过一年的筹备试制,同治二年(1863)十月,一艘使用暗轮的轮船也造成了,由于缺乏经验,船的行驶速度,不甚得法。徐寿和华蘅芳很快找出问题之所在,作了改进。十二月二十日,又请曾国藩亲临观看此船试航,曾国藩登船在长江中行驶,“新造之小火轮,长约二丈八九尺,因坐至江中行八九里,约计一个时辰可行二十五六里。试造此船,将以次放大续造。”

1864年7月,曾国藩的军队攻占南京。安庆内军械所迁至南京后,华蘅芳随军械所迁至南京,和徐寿父子继续从事造船工程的研究提高。终于在1865年,又成功制成了我国第一艘使用明轮,以螺旋桨推进的汽轮,试制成功,命名为“黄鹄号”。“黄”是炎黄子孙的黄,“鹄”是传说中的大鸟,我国有句成语就叫“鸿鹄之志”,“鸿鹄”之名就表达了炎黄子孙立志振兴中华的爱国热忱。

1965年,曾国藩和李鸿章创建成立江南制造总局。这是清政府洋务派开设的规模最大的近代军事企业。徐寿和华蘅芳奉调江南制造局,都担任了制造局委员,曾国藩给他们的任务是“具遵与专心襄办轮船”。

其时的上海江南制造局既有了从国外进口来的机器设备,又有了可供造船的大船坞。他们参考国外兵轮的书籍,精心设计载重几百吨的大型兵轮的图样。用了一年的时间,我国自行制造的第一艘大型兵轮完工下水了。这条船“长十八丈五尺,宽二丈七尺五寸,马力为392匹,载重量达600吨。船上装有8门大炮,兵舰的气炉、船壳均系自己制造,在上海试航那天,上海的老百姓奔走相告,纷纷来到黄浦江边观看,朝着在江上扬波逐浪的巨轮欢呼雀跃。第二天,上海的中外各种报纸都在显著位置报道了这个消息,大长了中国人的志气。当天兵舰从黄浦江驶至舟山群岛,第二天又驶往金陵,曾国藩又亲自登船由下关驶往采石矶,对该舰考察兵轮逆水上行70余里,顺水下行129里的时速相当满意:“中国初造第一号轮船而速且稳如此,殊可喜也。”命名为“恬吉”,取 “四海波恬,厂务安吉”之义,后避光绪皇帝名讳改为惠吉号,这是中国自造的第一艘兵舰。

此后的十年中,徐寿和华蘅芳等专注于我国的兵船建造,不断钻研改进技术工艺,又设计制成了“操江”号、“测海”号、“威靖”号、“海安”号、“驭远”号、“金瓯”号等一大批轮船。其中如“海安”号兵船,载重2800吨,马力1800匹,配炮26门,可载兵丁500人,是当时国产木壳蒸汽军舰中最大的一艘,“在外国为二等,在内地为巨擘”。由“恬吉”号到“海安”号,船只一条比一条吨位大、技术精、装备全,我国的造船技术有了新的飞跃。从而开创了造船工业的新局面。

不仅如此,他们还造成大小机器三十余座。自第一批兵舰起,第一批工业母机,第一代枪械,大炮、以及用铅室法生产了硫酸,研制出本来依赖进口的黑色炸药、氢气球等都陆续制造成功了。他们以刻苦专研、勇于开创的精神,为我国早期兵工企业的现代化、科学化做出了不可磨灭的贡献,功不可没。

徐寿、华蘅芳抱着科技富国强兵的职旨,在研制轮船的过程中,他们深切地认识到,我国科技人才的缺乏,要引进国外的先进科学技术,就必须系统地介绍国外的一些重要的科技著作。因此他们一到江南制造局,就倡议和筹划江南制造局开设翻译馆,大力进口西方科技书籍和翻译西书。他们延请了一批中外学者从事翻译西方书籍,尽量多的将西方近代科技的书籍完整地、系统地引进中国、翻译、著作。成立翻译馆

1868年4月,江南制造局翻译馆正式开馆,徐寿和华蘅芳、徐建寅都担任了翻译委员。

江南制造局的翻译馆旳译员可考查的有59人,其中外国学者9人,中国学者50人。从1871年开始出书,第一年共出版14种,共41册。据傅兰雅记载,到1879年终,翻译馆共售书31111部计83454册,成立了我国历史上第一个翻译馆,促进我国的科技近代化、培养科技人才。

徐寿、华蘅芳在繁忙制造工作中,挤出时间进行大量翻译。当时,华蘅芳侧重于数学、地学;徐寿则侧重于化学、汽机等方面。从1867年到1884年,徐寿与英人傅兰雅等合译了西方科技书籍20部、专论9篇共287万字。其中《化学鉴原》、《化学鉴原续编》、《化学鉴原补编》、《化学考质》、《化学求数》、《化学分原》等六部化学著作,系统地介绍了近代无机化学、有机化学、物理化学、分析化学和工业化学知识,为中国近代化学及化学工业的产生和发展奠定了基础。在翻译中,他还创立了用单字表示元素之名和加偏旁以别其类的命名方法,以西文的首音或次音来造字命名元素。这一方法一直沿用至今,他所译定的64个元素汉名中也有44个,一直沿用至今。

华蘅芳不仅是伟大的数学家、科学家,同时也是著名的著作家、翻译家、教育家。一生著书立说甚多。26岁就写出了第一本书学著作《抛物浅说》,后来陆续写出了《开方别术》、《开方古义》、《数根开方》、《积较术》、《学算笔谈》、《测量法》、《垛积演技》、《盈肭广义》、《诸乘方变法》、《台积术解》、《青朱出入图说》、《求乘数法》、《数根演古》、《循环小数考》、《算斋琐语》、《数根术解》等数学著作,有关地学的有《金石识别》、《地学浅释》,有关军事学的有《防海新论》、《御风要术》、《海用水雷法》,有关气象学的有《气学从谈》、《测候丛谈》、《风雨表法》。在西方数学的引进方面,先后有《代数学》、《微积渊源》、《三角数理》、《决疑数学》、《合数术》等。晚年华蘅芳在武昌教学之余,继续从事数学研究和著作,出版了《测量法》、《垛积演技》、《盈肭广义》、《诸乘方变法》、《台积术解》、《青朱出入图说》、《求乘数法》、《数根演古》、《循环小数考》、《算斋琐语》、《数根术解》等数学著作。华蘅芳把算学看成是“统乎万事万物之纲”这一认识是科学的、唯物的、具有远见卓识;他又认为“算学本无止境”“今日苦其繁者,异日可创一法可使其简”,被誉为数学大师。创办格致书院

光绪二年(1876),他们与英国人麦华佗、傅兰雅在上海创办了格致书院,这是我国第一所专门进行科技教育的新式书院,还设有博物院、藏书楼供学生实习和阅览之所。课程开设矿务、电学、测绘、工程、汽机、制造等六门,教育上,重视基础教学,重视学生实验和直观教学,重视对学生自学能力的培养。这对我国科技教育的发展产生极为深远的影响。

徐寿自1874年创立书院起,一直在书院担任领导,华蘅芳兼任该书院山长兼任算学教习,两人悉心办学,培养了大批科技人才,1884年徐寿去世于院。华蘅芳任职到花甲之年光绪十八年(1893)。

徐寿博学多才,曾为家乡无锡研制了烘茧灶,有效抵制了外商在蚕茧上市时压价收购的不良行为。据杨寿枢给清政府学部公呈中说:“仅无锡一县茧农就此增加收入几百万银元。”

华蘅芳一生的后三十年,除了继续译著外,主要从事教育工作。从光绪二年(1876)起在上海格致书院任教习,任山长。1883年期间出任格致书院董事会中方董事。1886年李鸿章在天津创办武备学堂,这是一所模仿外国建军方法而设立的一所新型的陆军学校,他为清末北洋军阀培养了不少军事人才。华蘅芳应聘在此讲学并写成“平面三角测量法”作为教材,“足以之用”。直到光绪十八年(1892),湖北巡抚张之洞和湖南巡抚谭继询在武昌建立新型的自强学堂,特赴沪礼聘年近花甲的华蘅芳,主讲两湖书院的数学课程。1898年,华蘅芳回到家乡无锡在竣实学堂担任总教习,这是一座新建的中国早期的小学堂,他对幼童讲授数学时,总是深入浅出,启发诱导,培养兴趣,为集中学生的注意力,提高学习的积极性,有时故意错舛其数,待学生发现,“先生误矣”,让学生改正错误。然后笑着对学生说:“我今老矣,算学竟不及尔等!”(杨模《锡金四哲事实汇存》)从此学生学习数学的劲头更足了,他的许多学生是数学界的佼佼者。创办了第一份科技杂志

徐寿创办翻译馆和格致书院的同时,还与傅兰雅创办了《科技汇編》,发行于上海、北京、天津、广州、重庆等40个城市,对普及我国科技知识起了启蒙作用。也是我国的第一份科技期刊。

徐寿一生为人耿直,有节度,不求仕进,不图厚禄。在其制成我国第一艘轮船后,清廷赠予“天下第一巧匠”之匾,然他从未悬挂过。徐寿为了国家富强,抗击帝国主义侵略,现身科技,开拓进取,不求名利,终身不渝,因长年身体力行,劳累过度。光绪十年,病逝于上海格致书院,终年67岁。在徐寿从事科技富国强兵的生涯中,他的二儿子徐建寅一直在他身边,是他的得力助手、继承人,一直协助父亲和华蘅芳。光绪五年被任命为驻德参赞访遍英、德、法船厂,在欧洲考察80多家工厂,回国后被曾国藩调任金陵机器局会办,湖广总督张之洞邀任湖北铁路局会办等职,曾被列为提督人选。是一个难得的人才。

华蘅芳一生长年在外,新婚数日就离开妻子,每年也难得回家一次,回家数日后就匆匆返回工作岗位,他的妻子在遗诗中有好多首和泪写成的离别诗,抒发了对华蘅芳的思念之苦。他就是这样献身科技而离妻别子,为国尽忠,鞠躬尽瘁,以致爱子早夭、妻子病故时,他都不在身边,成了他终身的悔恨。光绪二十八年(1902)华蘅芳因病逝世,终年69岁。“敝衣粗食穷极终身”,他把毕生心力全部献给了自然科学事业,甘为人梯,为我国科技救国、数学教育事业作出了巨大贡献。他的弟弟华世芳,比华蘅芳小21岁,受华蘅芳影响甚深,也是著名数学家,教育家,历任自强学堂数学教习,常州龙城书院和江阴南菁书院主讲,上海南洋公学(交通大学前身)总教习,北京商部高等实业学堂算学教习,也是一位近代知名的数学大家。

徐寿、华蘅芳双星辉耀科技事业,忘年挚友,科学先驱,世纪楷模,当之无愧!

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