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他考不上秀才,倒成科技总设计师,大清未亡就在《Nature》发表第一篇论文

美国研究生留学2019-07-01 00:40:20

来源/SME

ID/SMELab


能够在《Nature》、《Science》等国际一流核心期刊上发表论文,是科研人员梦寐以求的成就。


但回溯到130年前,其实早已有中国人在《Nature》发表了第一篇论文。


而作者竟是大清晚期,被称为晚清科技总设计,启蒙了中国近代科学史的徐寿。


徐寿


除了是第一个发《Nature》的中国人,他还有许多与清朝格格不入的“第一”。


中国第一台蒸汽机、第一艘轮船、第一艘军舰、第一所教授科技知识的学校、第一场科学讲座、第一本科技期刊、第一批化学翻译本...


徐寿


徐寿,号雪村,1818年出生于江苏无锡一个没落的地主家。

虽5岁丧父,但他的母亲仍对他要求十分严格,望他日后高中状元,讨个官做。


所以自幼聪颖的徐寿,不但饱读诗书,还对这些古文有许多自己独特见解。

无论是母亲,还是外人,都对他赞不绝口。



然而,在旧式的“童子举”中,他竟连个秀才都没考上。

不久后,母亲去世,他更觉学习八股文无用。


在这之后,他便毅然放弃了“应试教育”和科举当官的打算,开始通往“经世致用”之学——科学。


他涉猎的科技范围极广,律吕(音乐)、几何、重学(力学)、矿产、汽机、医学、光学、电学,就没有一样是他不喜欢的。


象限仪, 用于测量火炮倾斜角,检查火炮瞄准和火炮的角度


那时根本没有进行科学教育的学校,而徐寿更不知道什么是“科学家”。

但是,他所做的一切都与现代的科学理念完全相符。


他求知若渴地翻遍历代的科技典籍和西方科技著作,更是推崇“究察物理,推考格致”的求实精神。


为了求实,他曾自制过指南针、炮用象限仪、甚至是结构极其复杂的自鸣钟。


自鸣钟中,报时的小鸟


此外,他还研究制造出好几种古代乐器。

而这几种古代乐器。也带领着徐寿通往了更宽广的科学之路。


一次,徐寿正在县城帮人修理七弦琴,他精湛的手艺和非凡的谈吐,引来了举人华翼纶的注目。


那时的华翼纶想给小儿子华蘅芳(青年数学家),找个亦师亦友的“玩伴”,让他更好的学习科学技术。


之后,徐寿和华蘅芳便成了志趣相投,相见恨晚的忘年之交(徐寿比华蘅芳大15岁)。


左徐寿,右华蘅芳


在当时闭关锁国的大清王朝,能学到的科学知识实在有限。

所以徐华两人也结伴,到处寻找“科技发烧友”,只要弄到一本科学书就互相传抄,学习新知识和互相交流。


一次,徐华二人到上海寻书时,就觅得一本新编译的西方近代科技书《博物新编》。


这本书虽说是欧洲普通的科学常识书,但对比清朝的科技水平,徐寿仿佛穿越到了未来200年一般。

那种心情,结合一下当时清朝的环境,就可以想象得到有多欣喜。


《博物新编》


得到这本书后,徐寿便立刻开始验证书中一些科学理论和实验。


他的动手能力极强,许多实验要用到的器材、工具,都是从他那双巧手得来的。

如他当时就把水晶图章磨成三棱镜,用来观察光的折射和光分七色的问题。


除了做验证实验外,徐寿还能触类旁通。

他还试做了许多《博物新编》里还未有定论的实验,并得到了一些新的研究成果。


《博物新编》中火轮机图


那时,他还认真研读了《博物新编》中关于现代蒸汽机原理,甚至经常跑到西洋人的轮船上,探究其造法。


在那个闭关锁国、封建落后、民智不开的清朝,徐寿的“奇技淫巧”完全是异类,更是引来不少关注。


很快,徐寿等人的事迹也传到洋务派曾国藩耳中。



当时正为洋务运动发愁的曾国藩,马上就把徐寿等人聘到安庆机械所。

1862年4月,徐寿等人进入安庆内军械所后,接到的第一个任务便是“自制轮船”。


依据“国情”来看,自制轮船谈何容易啊。

古代中国的造船业规模虽一直名列世界前茅,但是多是以人力和风力为动力的原始木船。


与西方近代以蒸汽机为动力的铁甲船一对比,鸿沟显而易见。


中国古代的内河船


虽完全白手起家,但徐寿还是表现得信心十足。

首先关于轮船的核心技术蒸汽机,徐寿早已从西方的机械书中烂熟于心,设计图跃然纸上。


就算没有任何进口零件(当然国产也没有),但徐寿自己本身就是个手艺人,像蒸汽机所有的零部件,他都能凭锉刀一个个锉出来。


而擅长数学的华蘅芳,则在测算、绘图,配置动力等方面给予他帮助。

就连他的儿子徐建寅也“屡出奇招”,帮忙解决了一个个难题。


徐寿儿子徐建寅


3个月后,中国人自制的第一台蒸汽机诞生。


1964年,徐寿等人完全不假西方人之手,制造出了完全国产的“黄鹄号”蒸汽船。


当“黄鹄号”试航完毕靠岸时,曾国藩对徐寿、华蘅芳等人赞不绝口道:“洋人之智巧,我中国人亦能为之!”



“黄鹄号”的落成,使徐寿在科技界声名大噪。

之后,他更是获得了一副清同治帝御赐的“天下第一巧匠”牌匾。


但是徐寿并不以为荣,反而是将这块牌匾收着,不以示人。

因为在他看来,轮船早已在世界各地穿梭了近半世纪,大清还关门自称第一,洋人看了是笑话。



1867年,徐寿也因出众的才学,被调往从事军工生产的江南制造总局。


然而,他并不满足现阶段的只求技术,而不求科学原理的洋务派思想。


一上任,他就依据民族的“刚需”,向曾国藩呈送了四项建议,分别为:一、开煤炼铁;二、自制大炮;三、操练轮船水师;四、翻译西书。


徐寿的纪念章


但曾国藩与徐寿在思想高度还存在一定差距。


那时,他只想着用“洋技术”造出轮船即可,对本国的科技发展和学习西方真正的科学理念不太上心。


所以,曾国藩就以“其轮船以外之事,勿遽推广言之”为由,一口拒绝了徐寿的所有请求。


近代第一艘军舰“惠吉号”


好,你说造船,就给你造。

很快,由徐寿设计的近代第一艘军舰“惠吉号”诞生。


之后“操江号”,“驭远号”等军舰也陆续有来,为我们近代海军军事工业打下坚实基础。


二等炮舰“操江号”


虽说徐寿在遵照上级“专心”做轮船,但是私下他还是打起了自己的小九九。


他觉得,前三条建议上级不同意,算了!

但是关于第四条的“翻译西书”,他却怎么也说服不了自己放手。


因为每当想起初读《博物新编》的心情,他都想把这种“开眼”和“穿越”的感觉,传递给更多的人。



被曾国藩拒绝,他就迂回地找到江南制造局会办的冯骏光和沈宝靖。


他用试探的口气,以“小试”之名,提出先翻译几本西书,看看效果。

这个既不会得罪曾国藩大人,又能开始译西书的“曲线译书法”,自然也得到了冯、沈二人的同意。


之后小试初译的三本书,也完全在徐寿的意料中,一改曾国藩以往的反对态度。

他不但对徐寿赞赏有加还出大力支持,更是建议“另起学管以习翻译”。


江南制造总局翻译馆内,左起徐建寅,华蘅芳、徐寿


就这样,江南制造总局翻译馆成立,徐寿担任总管。


为了更好的翻译西书,徐寿高薪聘来了英国传教士傅兰雅、伟烈亚力等人负责口译。

而徐寿、徐寅成、华蘅芳等熟悉西方科技的中国人则负责理解,形成文字。


英国传教士傅兰雅


徐寿这译书,一译就是17年,译著书共计137部,约290万字。


其中徐寿更是以化学译著最为出名,被称为近代化学的先驱。


他将西方近代化学中的各个分支,无机、有机、定性、定量、物化以及实验方法和仪器等都完整引入我国,翻译的书籍还成了我国第一批化学教材。


徐寿父子、傅兰雅等人翻译的书籍


此外,徐寿更是首创了化学元素汉译名的原则。


他选择用罗马音的首音(或次音),找到同音字,加上偏旁,用于化学元素的译名。

我们现在必背的元素周期表,也大部分都出自于他的翻译。


你可能觉得,这几个化学元素的翻译没什么厉害的。

但是只要对比一下日本的元素周期表,你绝对会对徐寿心存感激。



日本翻译有一个特点就是喜欢直接音译,所以他们的元素周期表也沿袭了这一做法。


徐寿译的“钠镁铝硅磷”,日语则是“ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン(罗马音Natoriumu, maguneshiumu, aruminiumu, keiso, Rin)”。


想想要用日语背下整张元素周期表,就觉得还是徐寿中西合璧的翻译更加先进高明。


日本元素周期表


为了传授科学技术知识,徐寿和傅兰雅等人于1875年,在上海创建格致书院。


这也是中国第一所教授科学技术知识的学校,开设有矿物、电务、测绘、工程、汽机、制造等多门课程。


此外,在格致书院,徐寿还定期举办科学讲座,边讲科学知识边做实验表演,效果显著。


格致书院


其实刚开始英国的董事会,是想在上海开办一个像大英博物馆一样的科技展览机构。


但是在徐寿的坚持下,才建成了“工业技术学校”的模样。



为了不让这所科技学校流产,徐寿当时还捐出了1000银元(可购买一百亩良田)。


此外,他继续发动北洋大臣李鸿章拨国库1000银元,各界才纷纷响应凑齐7700银元,使书院脱离了财产危机。


几乎是与格致书院成立的同时,徐寿和傅兰雅也编辑出版了我国最早的科技期刊《格致汇编》。


《格致汇编》


除了在这本本土期刊上发表科技论文外,徐寿当时竟还向外国科技期刊投稿。


我们现在熟知的国际顶级期刊《Nature》上,就刊登有徐寿的一篇论文。

这篇发表于1881年的文章《考证律吕说》,也是我国第一篇在《Nature》上的文章。


在文章中,他对传统声学定律“空气柱的振动模式”(即伯努利定律),提出质疑,并用现代的科学矫正了一项古老的定律。


那时候大清未亡,就连当时的《Nature》编辑都评价这“非常出奇”。


1881年徐寿发表在《Nature》上的文章


在这篇《Nature》发表后的第三年,徐寿就病逝于上海致格书院,享年67岁。

十多年后,徐寿的儿子徐建寅也在一次无烟火药中,意外被炸死。


他们不求功成名就,更不求达官厚禄,一生都致力于先进科学的引进与传播。


徐寿石像


或许徐寿这些人,在整个科学史上的成就微不足道。


但是在封闭和黑暗的清朝,他们的一举一动都散发着无尽的光辉。


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