近代前期科学家徐寿[详细讲解]
近代前期科学家徐寿
第一节研读科技典籍，善制工艺器械
中国古代科学家
徐寿，字生元，号雪村，江苏无锡人。清嘉庆二十三年正月二十二日（1818年2 月26 日）出生于江苏无锡县社岗里。徐氏世居无锡，“力田读书”④，是一个比较贫苦的农民家庭。徐寿的祖父审发务农的同时兼作商贩，家境日渐富裕。徐寿的父亲文标大概是徐家的第一个读书人，但不幸的是年仅26岁过早去世了，徐寿时年仅4 岁。母亲宋氏含辛茹苦，将他和两个妹妹抚养成人。在他17 岁那年，他的母亲也去世了。在此之前，他已经娶妻，并有了一个儿子。
徐寿早年也习举子业，“尝一应童子试，以为无裨实用，弃去”①。显然，八股诗文无法解决他一家人的生计问题。为了养家糊口，他不得不一面务农，一面经商，往上海贩运粮食。难能可贵的是，徐寿并没有就此放弃对知识的追求。生活的磨难和务农经商的实际经验，使他痛感时文词章毫无用处，因此，他在很年轻的时候就转向了经世致用之学。那时正是战争前夜，清皇朝已经走向衰亡，社会矛盾日益突出，青年徐寿立下了“不二，不妄语，接人以诚”和“毋谈无稽之言，毋谈不经之语，毋谈星命风水，毋谈巫觋谶纬”的座右铭②，抱定了经世致用的宗旨，开始在经籍中学习研究有用之学。他研读《诗经》和《禹贡》等经书时，将书中记载的山川、物产等列之为表，研读《春秋》、《汉书》、《水经注》等历史、地理著作，则注意古今地理的沿革变迁。凡是有用之学，他无不喜好。
徐寿的家乡无锡是著名的鱼米之乡，也是远近闻名的手工业之乡。那里有许多能工巧匠。这种风气也影响了徐寿，他从小就爱好工艺制作，“少好攻金之事，手制器械甚多”①。大概正是由于这一爱好使他由博览书逐渐转而致力于科学技术的研究。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、矿学等等，他无一不喜，无一不好。他不仅潜心研究中国历代的科技典籍，对于明末清初从欧洲翻译过来的西方科技著作也认真加以研究。他认为工艺制造是以科学知识为基础的，而科学的原理又藉工艺制造体现出来，所以他总是“究察物理，推考格致”②。结果，这不仅使他的科学修养大为提高，也使他制作工艺器械的水平日趋精湛。据记载，他曾制作过指南针、象限仪，还会制造结构很复杂的自鸣钟，而尤其善于仿铸墨西哥银元。他还研究制造过好几种古代乐器，据说都一一符合乐理。他善于制器的名声逐渐传播开来，引起本县的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（1833—1902）相识，成为终身不渝的朋友。
④蒋学坚：《李壬叔丈灵柩南还，诗以哭之》，原注：“公误饮冯了酒而卒。”①华翼纶：《雪村徐征君家传》，《碑传集补》卷43。
②华翼纶：《雪村徐征君家传》，《碑传集补》卷43。
①程芳：《徐雪村先生像序》，《格致汇编》第二年（1877）第9 卷。
②华世芳：《记徐雪村先生轶事》，《碑传集补》卷43。
徐寿和华氏父子联络了几位对科技有共同兴趣的人，经常切磋讨论。他们到处访书求友，往往弄到一本科学书就相互传抄，每见新学新知，总是相互交流，遇到疑难问题，就反复研究，直至大家都明白。他们对明末清初的西方天文学、数学和技术之类的译书进行了认真深入的研究。这些书往往有理有法，不仅论述知其然，而且阐述其所以然，给徐寿留下了深刻的印象。就是在这些切磋交流中，徐寿从研究中国传统科技转而致力于西洋科技。1855 年，上海墨海书馆（英国伦敦布道会在中国的出版机关）出版了英国在华传教医师合信（B.Hobson，1816—1873）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学技术基础知识的书，是最早向中国人介绍近代化学知识的一部书。其中还论述了蒸汽机原理，
哥白尼和牛顿天文学等。尽管《博物新编》不过是一部科学常识书，但它介绍的却是近代科学常识，已经远远地超越了明末清初天主教耶稣会士介绍的西洋科学的水平。徐寿和华蘅芳他们一读到这部书，就好象一下子跨越了200 多年，猛然间发现近代科学的新知新理。这种新鲜和敏感，如果不是对科学精研有素，是难以想象的。
回到无锡，他们按照书中所论自制器具，验证书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的原理。为了搞清楚光在三棱镜中的折射问题，他和华蘅芳多次通信讨论。更为难得的是，徐寿还触类旁通，“引伸其说”③，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
了某些新的结果。可惜的是，这些实验和研究的笔记后来毁于1860 年太平天国军进攻无锡、苏州之时。这一时期，徐寿还研究了轮船的制造。他认真研读了《博物新编》中的有关论述，并考察过停泊在上海的外国轮船，所以在1860 年之前，就传说他能够制造轮船，称他“登西人火船，观其轮轴机捩，即知其造法”①。
1861 年秋冬之际，两江总督曾国藩向清廷特片保举6 人，徐寿和华蘅芳作为江浙的“才能之士，能通晓制造与格致之事者”，名列其中。清朝中央政府即命江苏巡抚薛焕将他们护送至曾国藩军营。次年三月，徐寿和华蘅芳抵达安庆曾氏军中，成为曾国藩军中的技术幕僚，在安庆内军械所着手试制轮船。
徐寿等人白手起家，自制了必要的工具，然后用这些工具制造出一系列零部件，仅用3 个月的时间，船用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。1862 年7 月30 日，徐寿和华蘅芳等将该机试演给曾国藩及其幕僚观看，一试即获成功。曾国藩对此极为满意，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。”随即令徐寿等正式开始制造轮船。这项工作以徐寿和华蘅芳为主，徐寿负责总体设计和制造，华蘅芳负责有关的测算工作。此外还有吴嘉廉、龚芸棠等。徐寿的次子徐建寅（1845—1901）虽然才17 岁，但在造船过程中也“屡出奇计”②，帮助徐寿解决了某些疑难问题。1863 年11月，徐寿等人试制出一艘小型的木质轮船，该船使用暗轮，长约三丈。可是试航时，它只行驶了一里左右就熄火了。徐寿等很快就查明了问题之所在，原来是由于锅炉中没有设置锅炉管，因此汽锅无法连续供给蒸汽。他们很快更改了设计。
一个多月之后，该船又在长江上进行了试航，获得圆满成功。该船身长近三丈，航速为每小时12 至13 里。曾国藩随即指示制造更大的轮船。
③傅兰雅：《江南制造总局翻译西书事略》，《格致汇编》第三年第五卷。①傅兰雅：《江南制造总局翻译西书事略》。
②《王韬日记》1859 年3 月9 日。
1864 年7 月19 日，湘军攻占天京（即南京）。不久，曾国藩从安庆移驻南京，内军械所也从安庆迁至南京。徐寿等人也搬到南京继续造船。由于船大，零部件的加工制作耗费时日，而人手有限、工具简陋，所以进展不快。直到1865 年底，一艘明轮式的木质蒸汽船才终于完工。该船后被命名为“黄鹄”，船身长55 尺，载重量为25 吨，引擎使用高压蒸汽机，淘汰了先前的低压蒸汽机。其蒸汽机为单汽缸，倾斜装置，汽缸直径为2 尺，长为2 尺。主轴长14 尺，直径为二寸四分。汽锅长10 尺，直径二尺六寸。锅炉管有49支，各长8 尺，直径二寸。船舱设在主轴位置之后，机器部分占去了船体的前半部分。推进器为设于两舷的腰明轮。1866 年4 月，“黄鹄”号在南京下水试航，其顺逆水平均船速为每小时22.1 里。总的说来，“黄鹄”号轮与当时国外制造的内河航行的轮船在设计、性能上都是很相似的。其全部制造工作，无论是各项设计，还
是工具、机器、零部件的制作，完全由中国人一手完成，没有假手外人。所用材料，除了用于主轴、
锅炉和汽缸的铁系进口货之外，其余均为国产。在当时极其简陋的条件下，徐寿等人克服了重重困难，解决了一个又一个技术难题，而终于大功告成，真可以说是一个奇迹。当时在上海出版的著名的英文报纸《字林西报》（North China Daily News）就称道“黄鹄”号的制造成功是“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”。在中国科技史上，“黄鹄”号的制造开创了我国的近代造船业。
第二节一代翻译名家
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。早在1863年春，徐寿等技术幕僚就向曾国藩建议设立一个采用西方先进技术的机器厂，后来容闳赴美采办机器即由此而来。容闳购买的机器于1865 年秋运抵上海，被安置在李鸿章新设的江南制造局。该局原来是一家美国人经营的轮船修造厂旗记铁厂，有几位外国技师和一批修造轮船的设备留用。因此，1866年曾国藩回任两江总督后，即着手在该局制造轮船。为此，他很快就将徐寿父子和华蘅芳等人调到制造局，襄助造船事宜。1867 年4 月，徐寿到该局就职，任江南制造局委员，负责领导和监督造船工作。在徐寿领导沪局造船之初，该局的造船工作主要依赖留用的原旗记铁厂的外国技术人员。他们利用外国轮船的现存图纸，按图制造，自己无法设计。这些人大多不过工匠水平，若要制造样式比较先进的船型就无处措手了。有鉴于此，徐寿更觉必须培养自己的技术人才。他以自己的亲身经验，认识到必须引进西方先进的科学技术知识，把西方科学技术各门类的著作择要翻译过来，供人学习研究，自然能造就一批中国自己的科技
人才。那时，曾经在输入西方近代科学知识方面起过重要作用的墨海书馆早已解散。西方近代科学的绝大多数学科还没有相应的中译本，至于学习西方制造技术所急需的技术科学还几乎是一片空白。这种情况，同方兴未艾的求富求强事业的实际需要是太不相适应了。可是洋务派的代表人物却急功近利，急于购买和仿造洋洋炮和轮船，还没有将科技知识的引进和科技人才的培养纳入其议事日程上来。经过慎重的考虑，徐寿建议在江南制造局设立翻译馆，专门翻译西方科学技术著作。他的这一设想得到了该局负责人冯焌光和沈保靖的支持。为了争取曾国藩的支持，徐寿起草了一个条陈，由冯、沈转呈曾氏。
徐寿的条陈内容有四点：一为开煤炼铁，二为自造大炮，三为操练轮船水师，四为翻译西书，而其真意还是在第四事。但是，曾国藩认为徐寿的建议都是“揣度之词，未得要领”。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，能于一年内赶速制造一二只，乃不负委用。其轮船以外之事，勿蘧推广。③看来，曾国藩造船心切，对徐寿等人的能力估计不足，将译书之事看得太难了。幸而冯焌光和沈保靖是支持徐寿的，经过他们的请求，曾国藩允许徐寿“小试”译书。
徐寿物了上海英华学塾校长兼《上海新报》编辑英国人傅兰雅（J.Fryer，1839—1928）担任专职口译，并聘请富有译书经验的英国传教士伟烈亚力和美国人玛高温（D.J.Macgowan，1814—1893）担任兼职口译。于是，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
建寅与傅兰雅试译《运规指约》，江南制造局的翻译事业就此开始了。这几部书都是由徐寿等中国笔述者赶到西人口译者的租界住处翻译的，来往费时，很不方便，因此，制造局拨出房屋作为翻译之处。1868 年6 月，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。
③孙景康：《仲虎徐公家传》，见杨模等编《锡金四哲事实汇存》。
1868 年8 月，在江南制造局制成第一艘轮船“恬吉”号下水的同时，《汽机发轫》等四部译
书也均告译出，并呈送给曾国藩“鉴赏”。曾氏对轮船制成极为满意，对于四部译书也非常欣赏。要知道李善兰、伟烈亚力在墨海书馆花了七八年才译出七八部书啊。从此，他对译书事业的态度立即转变为大力支持，指示扩大翻译馆的规模，同意徐寿等人的建议，兴建翻译学馆。徐寿等翻译委员制订了翻译馆的长期规划——《再拟开办学馆事宜章程十六条》①。这一计划主要有两方面的内容。其一是招收学生，培养翻译人才和技术人才。1870 年初翻译学馆建成之后，新任上海道兼江南制造局总办涂宗瀛认为翻译学馆与培养外语人才的上海广方言馆“事属相类”，他请示曾国藩后，将广方言馆搬进了新落成的翻译馆，结果徐寿等人的科学教育计划化为了泡影。不过，这一计划的另一半内容，即译书计划基本上得到了落实。如按照第七条“测经纬以利行船”，此后每年即由贾步纬编译《航海通书》；据第八条“译舆图以参实测”，李凤苞等编译了世界地图纸、中国沿海海道图和长江图等几种地图；而《西国近事汇编》、《西国近事》和《翻译新闻纸》等送呈各省官员的定期出版物，则是按照第十条“录新报以
知情伪”的计划编译的；至于科学技术书籍的翻译，则在第五、六、九条“编图说以明理法”、“考制造以究源流”、“广翻译以益闻见”等条文中规划周详了。这是清末洋务运动时期我国引进西方科技的最大的一项计划。正是这个计划的实施，使江南制造局成为十九世纪下半叶我国译书最多、质量最高、影响最大的科技著作编译机构。徐寿也是在翻译馆建成以后，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，直至其去世。作为翻译馆的创始人和主要译者，徐寿为翻译事业贡献了自己的最后17 年生命。
徐寿先后与傅兰雅合作翻译了近30 种科技著作，约250 万字。其中，最有名的是几部化学书，此外，《汽机发轫》、《西艺知新》正续集和《宝藏兴焉》等也很重要。
①《曾文正公全集·批牍》卷6。
第三节中国近代最早的化学家
徐寿的第一本化学译书是《化学鉴原》，是根据当时美国流行的一部化学教科书翻译的。此书译于1869 年，是最早译出的一部专门的化学书籍，于1871 年作为江南制造局的首批译书出版。那时，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。为此，徐寿和傅兰雅经过认真研究，解决了这一翻译难题。其中最为成功的是化学元素名称的翻译。他们首创了以元素英文名的第一音节或次音节译为汉字再加偏旁以区分元素的大致类别的造字法，
巧妙地将元素英文名译为汉字。他们根据这一原则新造的化学元素汉字如硒、碘、钙、铍、锂、钠、镍等字，几乎难以看出是新造的汉字。这一元素译名原则不仅能对已知的元素拟定合理的译名，而且为后来拟译新发现的元素译名提供了如法炮制的规范，其基本原则为后来的化学家所继承。目前的化学元素中文译名原则就是在徐寿的基础上制订的。至于化合物的译名，他们除对某些常见者采用意译之外，一般都译其化学式，还没有到合适的译法。在徐寿和傅兰雅翻译《化学鉴原》的同时，在广州的美国传教医师嘉约翰（J.G.Kerr，1824—1901）与其学生何然也根据同一底本在进行翻译。他们了解到徐寿的译名之后，就在其译本《化学初阶》中采用了《化学鉴原》的一些译名。不过《化学初阶》的译文比较简略，文字也不如《化学鉴原》那么通畅，因此远不如《化学鉴原》在读者中影响深远。《化学鉴原》被时人誉为“化学善本”
①，是近代化学传入中国早期时影响最大的一部译书。
徐寿等在翻译《化学鉴原》时只译出了原书的无机化学部分，在介绍有机化学时，他们选用了英国新出的一部化学教科书，书名定为《化学鉴原续编》（1875 年）。由于那时有机物的英文名称也还没有统一，徐寿和傅兰雅在翻译有机物时采用了音译，因而该书比较难读。《续编》译出之后，他们见原书的无机化学部分的内容比《化学鉴原》更丰富，更有条理，于是又将其译出，定名为《化学鉴原补编》，于1879 年出版，其中还加入了论述新发现的元素镓及其化合物的内容。
徐寿非常重视分析化学，称之为“化学之极致”。在翻译完《化学鉴原》不久，他就让其子建寅与傅兰雅翻译了一本简明的分析化学著作《化学分原》。但他不以此为满足。1879 年，年已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（Karl R.Fresenius，1818—1897）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》。这两部著作的德文原版分别于1841 年和1848 年初版，后来一再修订重版，并被译为欧洲各国文字。它们在分析化学的学科建立和系统化的过程中作出了巨大的贡献，因而其作者富氏被誉为近代分析化学之父。这两部书的篇幅都不小，译成文言共有75 万字之多。徐寿和傅兰雅是依据其英文新版翻译的，前后历时的4 年之久，译本分别定名为《化学考质》和《化学求数》，于1883年出版。
徐寿还翻译了一册《物体遇热改易记》（1899 年出版），它是根据英国出版的一部著名的化学词典中的部分条文翻译的，介绍了气体、液体和固体受热膨胀理论，气体定律，理想状态方程和绝对零度等概念和理论，详细罗列了十九世纪七十年代之前西方科学家研究液体和固体热膨胀率的实验结果。
①《广方言馆全案》。
这些无机、有机和分析化学译著的翻译出版，以及他们翻译的《宝藏兴焉》（1884 年）、《西艺知新》中的化工著作如《造硫强水法》等的出版，将西方近代化学比较系统地引进到中国，极大地促进了近代化学知识在清末的传播，为化学学科在我国的建立奠定了基础。同时，这些译著的翻译出版也
改变了十九世纪六十年代以前化学知识引进的落后状况。随着它们的问世，化学知识的引进甚至可以说走在了数学和物理学等学科的前头。
就徐寿自己而言，通过翻译化学书籍，也进一步提高了自己的科学水平，成为我国近代最早的化学家之一。早在译书之前，他就从英国订购了全套的化学实验仪器和化学药品。在译书的同时，他往往要将书中的重要的化学实验亲手做一遍。因此，每译完一书，他也就掌握了书中的化学知识，并能将有关知识运用于实践之中。他曾为江南制造局的龙华火药局建成硫酸厂，制造过和等。
徐寿在翻译化学书籍不久就开始试制硫酸。最初，可能是由于生产规模过小，制得的硫酸的成本较高①。1873 年之后，他和傅兰雅翻译了一本介绍英国用铅室法制硫酸工艺的《造硫强水法》，同时，徐建寅等也翻译了一本《造硫强水法》（后来没能出版）。在此基础上，徐寿改进了工艺，扩大了生产规模，使成本大为降低。其所制硫酸不仅在质量上与西方所产不相上下，在成本上也比进口货便宜不少。所以从1876 年起，龙华火药局所需硫酸即全系自产，不再依赖进口。徐寿研究制造硫酸可以说是我国近代硫酸工业的开端。他摸索的一整套制造工艺在龙华火药局长期延用，后来还载入1905 年出版的《江南制造局记》之中。
徐寿对矿冶也很有研究。也是在译书之初，他就从国外订购了各种各样的矿石样品和金属样品。后来，他又一面译书，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的作用。
①《格致课艺汇编》卷4 己丑（1889 年）春季超等第一名孙维新课艺。
第四节乐律研究的成就
徐寿一生都爱好研究乐律之学。他年轻时以复制古乐器开始为人所知，晚年又因研究律管的管口校正而赢得了西方科学界的赞誉。十九世纪七十年代，他研究了律管的半黄钟与正黄钟不相

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