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徐寿:中国近代科技第一人

英国的《自然》(Nature)杂志是世界上最早的科学期刊之一,也是全世界最权威、最有名望的学术期刊之一。时至今日,“中国学者在《自然》发文”仍会被视为大事,为不少媒体争相报道。但很多人不知道的是,早在100多年前的晚清时期,中国人就在《自然》上发表论文了。

“我们看到,对一个古老定律的现代的、科学的修正,已由中国人独立地解决了,而且是用那么简单的器材证明的。”1881年3月10日出版的《自然》杂志如是写道。这篇原题为“考证律吕说”的文章作者,便是本文的主角——有“中国近代科学启蒙者”之称的徐寿。如果说林则徐、魏源和徐继畬等人是从历史、地理和政治等领域为中国人打开了眺望世界的窗户,那么徐寿就是科技领域“开眼看世界”的第一人。


格物致知,自学成才

嘉庆二十三年(1818),徐寿出生于江苏无锡县桥社岗里村,字生元,号雪村。徐氏世居无锡,“力田读书”。父母早逝,为了养家糊口,徐寿不得不放弃八股制艺,一面务农,一面经商。难能可贵的是,他并未就此放弃对知识的追求。生活的磨难使他在很年轻的时候就转向了经世致用之学。

徐寿


徐寿的家乡无锡是有名的鱼米之乡,也是远近闻名的手工业之乡,有许多能工巧匠。这种风气影响了徐寿,他从小就爱好工艺制作,“少好攻金之事,手制器械甚多”。大概正是这一爱好,使他由博览群书逐渐转而致力于科学研究。徐寿在科技方面的兴趣极为广泛,举凡数学、天文历法、物理、音律、医学、矿学等,他无一不喜,无一不好。

徐寿制作工艺器械的水平颇为精湛。据记载,他曾制作过指南针和象限仪,还会制造结构复杂的自鸣钟,尤其擅于仿铸当时流通的墨西哥银元,成品几与真品无异。一位英国传教士后来用真“鹰洋”同他交换了数十枚仿制品,陈列于伦敦的大英博物馆中。他还制造过好几种古代乐器,据说都符合乐理。徐寿擅于制器的名声逐渐传播开来,引得本县学者兼画家华翼纶慕名探访,由此,徐寿与华翼纶之子、青年数学家华蘅芳相识,两人成了终生朋友。

徐寿和华氏父子广交同好,时常切磋。他们到处访书求友,每见新学新知,总是相互交流。这群知交不仅潜心研究中国历代的科技典籍,对于从欧洲翻译过来的西方科技著作也认真加以研究。西洋的天文、数学和技术给徐寿留下了深刻印象。

上海是鸦片战争后对外开放的五个通商口岸之一。1843年上海开埠后不久,英国传教士麦都恩便在沪上创办了墨海书馆,主要印刷传教品。1855年,该馆出版了英国在华传教医师合信编译的《博物新编》。不久,徐寿和华蘅芳到上海访书,读到了这部新书。这是一部介绍西方近代科技基础知识的书,论述了近代化学、蒸汽机原理、哥白尼和牛顿天文学等内容。对于此前只接触过明末清初传教士著作的徐、华二人来说,这部书如同“穿越”般一下跨越了200多年,使他们猛然发现近代科学的新知新理,两人都无比激动、兴奋。

回到无锡,徐寿和华蘅芳按照书中所论自制器具,验证其中的一些科学理论和实验。徐寿因陋就简,自制了不少仪器。如他曾用水晶印章磨制成三棱镜,以检验光的折射定律在三棱镜中的特殊现象和光分七色的原理。更难能可贵的是,徐寿还触类旁通,“引伸其说”,试做了《博物新编》中还没有加以讨论的实验,并将书中的结论推而广之,得到了新的结果。


能工巧匠,“技精人神”

1860年,太平天国军进攻无锡,徐寿离开家乡,投奔当时驻扎在安庆的曾国藩。彼时,曾国藩正打算仿制洋枪洋炮,“访募覃思之士,智巧之匠,始而演习,继而试造”,故与徐寿格外投契,二人相谈甚欢。1862年4月,在曾国藩的支持下,徐寿等人投入到了蒸汽船的研制工作中。

他们手头的资料非常有限。虽然合信的《博物新编》和魏源的《海国图志》中都有关于蒸汽机和轮船的内容,但都只是示意图,对于各部件的结构、具体的尺寸规格等并无详细说明。但这难不倒徐寿,时人王韬在日记中记载,他“登西人火船,观其轮轴机捩,即知其造法”。没有车床、锉刀等基本加工工具,徐寿就白手起家地自制,当时在上海出版的英文报纸《字林西报》称,“全部工具器材,连同雌雄螺旋、螺丝钉、活塞、气压计等,均经徐氏父子亲自监制,并无外洋模型及外人之协助”。

仅用了三个月时间,蒸汽机的模型就制造出来了。该机汽缸直径为一寸七分,引擎速度为每分钟240转。当年7月,徐寿和华蘅芳等将该机试演给曾国藩及其幕僚看,一试即获成功。曾国藩大喜过望,在当天的日记中写道:“窃喜洋人之智巧,我中国人亦能为之,彼不能傲我以其所不知矣。”

徐寿等人乘胜前进,正式开始研制轮船。同治二年(1863)十月,他们造出一艘木质的小火轮,曾国藩亲自参加了试航。在此基础上,同治五年(1866)三月,中国人自己设计制造的第一艘机动船——“黄鹄”号在南京下水,这艘木质明轮船长55尺,排水量为25吨,航速超过每小时22里。在当时极为简陋的条件下,徐寿等人克服了重重困难,解决了一个又一个的技术难题,终于大功告成,真可以说是一个奇迹。《字林西报》称赞“黄鹄”号的建造成功是“显示中国人具有机器天才的惊人的一例”。徐寿因此被曾国藩誉为“江南第一巧人”。

同治六年(1867)三月,徐寿与华蘅芳前往上海江南制造局,襄助造船事宜。几经努力,1868年8月,木壳明轮兵船“恬吉”号(后更名“惠吉”)建成下水。该舰长180尺,马力392匹,排水量600吨,并装有大炮8门,远远胜过了“黄鹄”号,历史学家大都视其为中国近代造船工业之始。

曾国藩对徐寿的工作极为满意。试乘“恬吉”舰后,他在日记中写道:“中国初造第一号轮船,而速且稳如此,殊可喜也。”此后徐寿等人再接再厉,陆续造出“操江”“测海”等多艘轮船。1875年,“驭元”号下水,该舰排水量达2800吨,马力1800匹,下水时上海全城轰动,男女老幼悉来观看,人们见到巨大的轮船下水时水不扬波,平稳安全,不禁赞叹“技精人神”。


致力翻译,惠泽后世

在研制轮船的过程中,徐寿深感引进西方科学技术的迫切性,更觉必须培养自己的技术人才。为此,翻译西方科学技术方面的著作便成为当务之急。

“黄鹄”号试制成功后不久,徐寿上书曾国藩,建议四事:一为开煤炼铁,二为自造大炮,三为操练水师,四为翻译西书。论其真意,还是在第四事。不料曾国藩很快回信,斥责“来禀所陈,似多出于揣度之词,未得要领”,并逐条批驳。关于译书一事,他批复道:“至外国书不难于购求,而难于翻译,必得熟精洋文而又深谙算造且别具会心者,方能阐明秘要,未易言耳……该员等此番赴局,宜遵谕专心襄办轮船,能于一年之内赶速制成一二只,乃为不负委用。其轮船以外之事,勿遽推广。”

曾国藩造船心切,只求技术而不求原理,令人颇感失望。幸而徐寿得到江南制造局负责人冯焌光和沈保靖的支持,经过他们的请求,曾国藩允许徐寿“小试”译书。

徐寿不会外语,便师法明代科学家徐光启的办法,由通晓中文的外国人将原文口译成汉语,同时由他笔录其译文。遇到疑难之处,则由两人共同推敲解决,最后由徐寿修饰文字,整理成书。这对译者的科学素养提出了很高的要求,徐寿等人费了好久的功夫才找到一个人愿意前来一试,这个人就是上海英华学塾校长兼《上海新报》编辑、英国人傅兰雅。此后,英国传教士伟烈亚力和美国人玛高温亦前来助力。

江南制造局的翻译事业就这样开始了。徐寿与伟烈亚力合作翻译《汽机发轫》,华蘅芳与玛氏合译《金石识别》,而徐寿的次子徐建寅则与傅兰雅试译《运规指约》。同治七年(1868)五月,制造局拨出房屋给他们作为翻译之处,在中国近代科技史上产生过重要影响的江南制造局翻译馆就这样成立了。

当年七月(公历8月),也就是“恬吉”号下水的同时,《汽机发轫》等四部译书均告完成,并呈送曾国藩“鉴赏”。曾氏对轮船制成极为满意,对于译作也非常欣赏,对翻译事业的态度有了一百八十度大转变:“该局员等殚精竭虑,创此宏观,实属卓有成效。”他奏请朝廷予以奖励,并同意徐寿等人的建议,扩大翻译馆的规模,同时兴建翻译学馆。

作为翻译委员,徐寿等人制订了翻译馆的长期规划——《再拟开办学馆事宜章程十六条》,这是洋务运动中规模最大、最系统的译介西方科学技术的计划,徐寿的角色也由“制造名家”转变为“翻译名家”。此后他的主要工作就是在翻译馆与傅兰雅合作翻译科技著作,他为这项事业贡献了17年时光。

徐寿认为翻译能开启民智,为此不顾一些朝廷高官的重金礼聘,辞谢了山东机器局、四川制造局总办等的聘任,专心译书。曾有人称赞他道:“举世不为之日,精研妙理,昌明绝学,数十年间,津逮所及,遍于各行省,洵为学界之阶梯、士林之模范。”此评价徐寿受之无愧。

据学者徐泓统计,徐寿一生共翻译26部西书,加上专论、校书等,共计290万字。徐建寅则译著24部,加上专论等,共计170万字。徐寿的三子徐华封译书4部,校书8部,共计219万字。徐建寅的两个儿子译著亦达60万字。三代人加起来,多达740万字。徐家父子因此被尊为“中国近代科学之父”。


化学先驱,《自然》发文

徐寿的贡献不仅限于物理学。事实上,他对中国化学的贡献影响更为深远:他所翻译的《化学鉴原》一书被时人誉为“化学善本”,是近代化学传入中国早期影响最大的一部译书。

《化学鉴原》是徐寿翻译的第一部化学书籍,于同治十年(1871)作为江南制造局的首批译书出版。当时,许多化学术语还没有现成的汉语词汇来表达,因此必须拟定一套元素、化合物和化学概念的汉语译法。徐寿和傅兰雅经过认真研究,创造性地提出将元素英文名的第一音节或次音节译为汉字,再加上偏旁以区分元素大致类别的造字法。我们今天熟悉的硒、碘、钙、铍、锂、钠、镍等字,都是依据这一原则新造出来的,它们早已融入日常用语,几乎看不出是新造的汉字。这个元素译名原则至今仍大体沿用,如今常用的元素周期表也大部分出自于徐寿的翻译。

此后,徐寿等人陆续翻译了《化学鉴原续编》(1875)和《化学鉴原补编》(1875)。光绪五年(1879),61岁的徐寿又开始与傅兰雅合作翻译德国分析化学大师富里西尼乌司的两部最有名的分析化学著作:《定性分析化学导论》和《定量分析导论》。经过4年努力,两书译本分别以《化学考质》和《化学求数》为名出版。

这些译著,以及他们所翻译的《物体遇热改易记》《宝藏兴焉》《西艺知新》等书的陆续出版,将西方近代化学比较系统地引进中国,极大促进了近代化学知识在清末的传播,为化学学科在中国的建立奠定了基础。

徐寿称得上是中国近代最早的化学家之一。他不仅译书,还从英国订购了全套的化学实验仪器和化学药品,亲手将书中重要的化学实验全部做上一遍。行胜于言,他为江南制造局的龙华火药局建起了硫酸厂,从1876年起,火药局所需硫酸已经实现全自产,不再依赖进口。硫酸是制造炸药的重要原料,其子徐建寅日后第一个研发出中国的无烟火药,渊源在此。

徐寿对矿冶也很有研究。除了化学器具,他还从国外订购各种各样的矿石样品和金属样品,一面译书、做实验,一面研究辨识矿藏,提炼金属。他的有关知识,在开平煤矿、徐州煤矿和漠河金矿的开发和建设过程中曾发挥过重要作用。

徐寿对音律的研究更是广为人知。19世纪70年代,他研究了律管的半黄钟与正黄钟不相应的问题,这是中国律学史上一个困扰了人们上千年的老问题。通过管口校正实验,他否定了古人的弦管同律论,同时得出了与英国物理学家约翰·丁达尔在《声学》(由徐建寅和傅兰雅译出,同治十三年,即1874年出版)一书中提出的有关论述相矛盾的结论。

光绪六年(1880)十月,徐寿让傅兰雅将他的实验结果译成英文,就相关问题向丁达尔求教。显然,徐寿和傅兰雅都感到这一实验结果是一项有意义的科学发现,因此他们将信同时也寄到了自然杂志社,标题为《考证律吕说》。1881年3月10日,《自然》以《声学在中国》为题,发表了上述信件。这是近代以来,中国科学家第一次在西方科学杂志上发表自己的研究成果。


事业未竟,薪尽火传

徐寿晚年的另一项重要事业是创办上海格致书院。该书院最初由英国驻上海领事麦华陀倡议建立,同治十三年(1874)十月,徐寿受邀成为董事。“徐先生几乎是集中他的全部精力在募集资金”,傅兰雅回忆说,“当他在光绪四年(1878)接任司库职务时,书院负债1600两银子,此后,他曾募集7000两银子,用以偿还了全部债务”。为此,徐寿上书李鸿章等官绅求援,还拿出自己多年的积蓄,其中甚至包括原本准备为母亲修建旌节牌坊而准备的一笔钱。

光绪元年(1875)年底书院建成,次年闰五月初三日正式开院。院址在上海北海路,即今格致中学校址。此外,由于筹建书院的推动,傅兰雅还发起了最早的中文科技期刊《格致汇编》,于光绪二年(1876)正月开始出版。徐寿的《考证律吕说》等论文,正是在该刊上发表的。

光绪十年(1884)八月初六日(公历9月24日),徐寿病逝于格致书院寓舍,享年66岁。清廷追赠以二品顶戴,李鸿章称赞他“讲究西学,实开吾华风气之先”。

徐寿去世后,翻译馆经费骤降,后继乏人,鲜少再有重要译作问世。格致书院也未能造就出徐寿所希望的科技人才,后被英租界的工部局接管,变成了一所普通的中学,即格致中学。幸运的是,徐寿终生追求的事业并没有因为他的去世而中断。

徐寿的两个儿子——徐建寅和徐华封都在各自领域颇有建树。徐建寅于1879年被李鸿章派往德国,为北洋海军订购两艘铁甲舰,即著名的“镇远”“定远”。中日甲午战争期间,徐建寅以技术专家身份受到光绪皇帝召见。1898年戊戌变法,他奉调赴京,任督理农工商务大臣。1900年,他被湖广总督张之洞调至汉阳钢药厂(即汉阳兵工厂前身),次年不幸于火药试验中遇难。三子徐华封亦不求仕进,以化工专家终其一生,晚年开办工厂,用自产的肥皂抵制英国倾销,史书载他“以制造为治生”。徐寿的第四、第五代后人中,有一些至今仍活跃在中国和世界的科研舞台上。

如今,中国已跻身世界科技强国行列,一大批“国之重器”纷纷亮相,作为中国近代科技事业的开创者之一,徐寿定当倍感欣慰。


来源:《同舟共进》2022年第01期

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