能夠在CNS(Cell+Nature+Science)等國(guó)際頂級(jí)期刊上發(fā)表論文,對(duì)于大多數(shù)科研人員來(lái)說(shuō),可謂是孜孜以求,其實(shí),早在138年前的清朝末期,中國(guó)人就在《Nature》上發(fā)表了第一篇論文《考證律呂說(shuō)》
Nature雜志由英國(guó)Nature Publishing Group創(chuàng)刊于1869年,是世界上最早的國(guó)際性、綜合性科學(xué)技術(shù)期刊
這篇《考證律呂說(shuō)》登載于《格致匯編》1878年第7卷,后由《格致匯編》的主編傅蘭雅(John Fryer,1839—1928)譯為英文在Nature發(fā)表,這也是中國(guó)科學(xué)家在Nature發(fā)表的第一篇論文。文章糾正了著名的伯努利定律,引起了國(guó)際巨大的反響,nature編輯評(píng)價(jià)道:”這非常出奇”,也是這篇文章,使得Nature創(chuàng)辦以來(lái),第一次出現(xiàn)了中國(guó)人的名字。
其作者就是被稱為晚清科技總設(shè)計(jì)師,啟蒙了整個(gè)中國(guó)近代科學(xué)的徐壽。
徐壽(1818—1884)
徐壽,號(hào)雪村,1818年出生于江蘇無(wú)錫一個(gè)沒落的地主家,5歲喪父。
除了是第一個(gè)發(fā)《Nature》的中國(guó)人,徐壽還有許多與清朝格格不入的“第一”。
中國(guó)第一臺(tái)蒸汽機(jī)、第一艘輪船、第一艘軍艦、第一所教授科技知識(shí)的學(xué)校、第一場(chǎng)科學(xué)講座、第一本科技期刊、第一批化學(xué)翻譯本…
徐壽,號(hào)雪村,1818年出生于江蘇無(wú)錫一個(gè)沒落的地主家。雖5歲喪父,但他的母親仍對(duì)他要求十分嚴(yán)格,望他日后高中狀元,討個(gè)官做。
徐壽
所以自幼聰穎的徐壽,不但飽讀詩(shī)書,還對(duì)這些古文有許多自己獨(dú)特見解。無(wú)論是母親,還是外人,都對(duì)他贊不絕口。
然而,在舊式的“童子舉”中,他竟連個(gè)秀才都沒考上。
不久后,母親的去世,也讓他更加痛覺學(xué)習(xí)八股文的無(wú)用。
在這之后,他便毅然放棄了“應(yīng)試教育”和科舉當(dāng)官的打算,開始通往“經(jīng)世致用”之學(xué)——科學(xué)。
他涉獵的科技范圍極廣,律呂(音樂(lè))、幾何、重學(xué)(力學(xué))、礦產(chǎn)、汽機(jī)、醫(yī)學(xué)、光學(xué)、電學(xué),就沒有一樣是他不喜歡的。
象限儀,?用于測(cè)量火炮傾斜角,檢查火炮瞄準(zhǔn)和火炮的角度
那時(shí)根本沒有進(jìn)行科學(xué)教育的學(xué)校,而徐壽更不知道什么是“科學(xué)家”。
但是,他所做的一切都與現(xiàn)代的科學(xué)理念完全相符。
他求知若渴地翻遍歷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”的求實(shí)精神。
為了求實(shí),他曾自制過(guò)指南針、炮用象限儀、甚至是結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的自鳴鐘。
自鳴鐘中,報(bào)時(shí)的小鳥
此外,他還研究制造出好幾種古代樂(lè)器。而這幾種古代樂(lè)器。也帶領(lǐng)著徐壽通往了更寬廣的科學(xué)之路。
一次,徐壽正在縣城幫人修理七弦琴,他精湛的手藝和非凡的談吐,引來(lái)了舉人華翼綸的注目。
那時(shí)的華翼綸想給小兒子華蘅芳(青年數(shù)學(xué)家),找個(gè)亦師亦友的“玩伴”,讓他更好的學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)。
之后,徐壽和華蘅芳便成了志趣相投,相見恨晚的忘年之交(徐壽比華蘅芳大15歲)。
左徐壽,右華蘅芳
在當(dāng)時(shí)閉關(guān)鎖國(guó)的大清王朝,能學(xué)到的科學(xué)知識(shí)實(shí)在有限。
所以徐華兩人也結(jié)伴,到處尋找“科技發(fā)燒友”,只要弄到一本科學(xué)書就互相傳抄,學(xué)習(xí)新知識(shí)和互相交流。
一次,徐華二人到上海尋書時(shí),就覓得一本新編譯的西方近代科技書《博物新編》。這本書雖說(shuō)是歐洲普通的科學(xué)常識(shí)書,但對(duì)比清朝的科技水平,徐壽仿佛穿越到了未來(lái)200年一般。
那種心情,結(jié)合一下當(dāng)時(shí)清朝的環(huán)境,就可以想象得到有多欣喜。
《博物新編》
得到這本書后,徐壽便立刻開始驗(yàn)證書中一些科學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)。
他的動(dòng)手能力極強(qiáng),許多實(shí)驗(yàn)要用到的器材、工具,都是從他那雙巧手得來(lái)的。
如他當(dāng)時(shí)就把水晶圖章磨成三棱鏡,用來(lái)觀察光的折射和光分七色的問(wèn)題。
除了做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)外,徐壽還能觸類旁通。
他還試做了許多《博物新編》里還未有定論的實(shí)驗(yàn),并得到了一些新的研究成果。
《博物新編》中火輪機(jī)圖
那時(shí),他還認(rèn)真研讀了《博物新編》中關(guān)于現(xiàn)代蒸汽機(jī)原理,甚至經(jīng)常跑到西洋人的輪船上,探究其造法。
在那個(gè)閉關(guān)鎖國(guó)、封建落后、民智不開的清朝,徐壽的“奇技淫巧”完全是異類,更是引來(lái)不少關(guān)注。
很快,徐壽等人的事跡也傳到洋務(wù)派曾國(guó)藩耳中。
當(dāng)時(shí)正為洋務(wù)運(yùn)動(dòng)發(fā)愁的曾國(guó)藩,馬上就把徐壽等人聘到安慶機(jī)械所。
1862年4月,徐壽等人進(jìn)入安慶內(nèi)軍械所后,接到的第一個(gè)任務(wù)便是“自制輪船”。
依據(jù)“國(guó)情”來(lái)看,自制輪船談何容易啊。
古代中國(guó)的造船業(yè)規(guī)模雖一直名列世界前茅,但是多是以人力和風(fēng)力為動(dòng)力的原始木船。
與西方近代以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的鐵甲船一對(duì)比,鴻溝顯而易見。
中國(guó)古代的內(nèi)河船
雖完全白手起家,但徐壽還是表現(xiàn)得信心十足。
首先關(guān)于輪船的核心技術(shù)蒸汽機(jī),徐壽早已從西方的機(jī)械書中爛熟于心,設(shè)計(jì)圖躍然紙上。就算沒有任何進(jìn)口零件(當(dāng)然國(guó)產(chǎn)也沒有),但徐壽自己本身就是個(gè)手藝人,像蒸汽機(jī)所有的零部件,他都能憑銼刀一個(gè)個(gè)銼出來(lái)。
而擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)的華蘅芳,則在測(cè)算、繪圖,配置動(dòng)力等方面給予他幫助。就連他的兒子徐建寅也“屢出奇招”,幫忙解決了一個(gè)個(gè)難題。
徐壽兒子徐建寅
3個(gè)月后,中國(guó)人自制的第一臺(tái)蒸汽機(jī)誕生。
1964年,徐壽等人完全不假西方人之手,制造出了完全國(guó)產(chǎn)的“黃鵠號(hào)”蒸汽船。
當(dāng)“黃鵠號(hào)”試航完畢靠岸時(shí),曾國(guó)藩對(duì)徐壽、華蘅芳等人贊不絕口道:“洋人之智巧,我中國(guó)人亦能為之!”
“黃鵠號(hào)”的落成,也使徐壽在科技界聲名大噪起來(lái)。之后,他更是獲得了一副清同治帝御賜的“天下第一巧匠”牌匾。
但是徐壽并不以為榮,反而是將這塊牌匾收著,不以示人。因?yàn)樵谒磥?lái),輪船早已在世界各地穿梭了近半世紀(jì),大清還關(guān)門自稱第一,洋人看了是笑話。
1867年,徐壽也因出眾的才學(xué),被調(diào)往從事軍工生產(chǎn)的江南制造總局。
然而,他并不滿足現(xiàn)階段的只求技術(shù),而不求科學(xué)原理的洋務(wù)派思想。
一上任,他就依據(jù)民族的“剛需”,向曾國(guó)藩呈送了四項(xiàng)建議,分別為:一、開煤煉鐵;二、自制大炮;三、操練輪船水師;四、翻譯西書。
徐壽的紀(jì)念章
但曾國(guó)藩與徐壽在思想高度還存在一定差距。
那時(shí),他只想著用“洋技術(shù)”造出輪船即可,對(duì)本國(guó)的科技發(fā)展和學(xué)習(xí)西方真正的科學(xué)理念不太上心。
所以,曾國(guó)藩就以“其輪船以外之事,勿遽推廣言之”為由,一口拒絕了徐壽的所有請(qǐng)求。
近代第一艘軍艦“惠吉號(hào)”
好,你說(shuō)造船,就給你造。
很快,由徐壽設(shè)計(jì)的近代第一艘軍艦“惠吉號(hào)”誕生。
之后“操江號(hào)”,“馭遠(yuǎn)號(hào)”等軍艦也陸續(xù)有來(lái),為我們近代海軍軍事工業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二等炮艦“操江號(hào)”
雖說(shuō)徐壽在遵照上級(jí)“專心”做輪船,但是私下他還是打起了自己的小九九。
他覺得,前三條建議上級(jí)不同意,算了!
但是關(guān)于第四條的“翻譯西書”,他卻怎么也說(shuō)服不了自己放手。
因?yàn)槊慨?dāng)想起初讀《博物新編》的心情,他都想把這種“開眼”和“穿越”的感覺,傳遞給更多的人。
被曾國(guó)藩拒絕,他就迂回地找到江南制造局會(huì)辦的馮駿光和沈?qū)毦浮?/p>
他用試探的口氣,以“小試”之名,提出先翻譯幾本西書,看看效果。
這個(gè)既不會(huì)得罪曾國(guó)藩大人,又能開始譯西書的“曲線譯書法”,自然也得到了馮、沈二人的同意。
之后小試初譯的三本書,也完全在徐壽的意料中,一改曾國(guó)藩以往的反對(duì)態(tài)度。他不但對(duì)徐壽贊賞有加還出大力支持,更是建議“另起學(xué)管以習(xí)翻譯”。
江南制造總局翻譯館內(nèi),左起徐建寅,華蘅芳、徐壽
就這樣,江南制造總局翻譯館成立,徐壽擔(dān)任總管。
為了更好的翻譯西書,徐壽高薪聘來(lái)了英國(guó)傳教士傅蘭雅、偉烈亞力等人負(fù)責(zé)口譯。
而徐壽、徐寅成、華蘅芳等熟悉西方科技的中國(guó)人則負(fù)責(zé)理解,形成文字。
英國(guó)傳教士傅蘭雅
徐壽這譯書,一譯就是17年,譯著書共計(jì)137部,約290萬(wàn)字。
其中徐壽更是以化學(xué)譯著最為出名,被稱為近代化學(xué)的先驅(qū)。
他將西方近代化學(xué)中的各個(gè)分支,無(wú)機(jī)、有機(jī)、定性、定量、物化以及實(shí)驗(yàn)方法和儀器等都完整引入我國(guó),翻譯的書籍還成了我國(guó)第一批化學(xué)教材。
徐壽父子、傅蘭雅等人翻譯的書籍
此外,徐壽更是首創(chuàng)了化學(xué)元素漢譯名的原則。
他選擇用羅馬音的首音(或次音),找到同音字,加上偏旁,用于化學(xué)元素的譯名。
我們現(xiàn)在必背的元素周期表,也大部分都出自于他的翻譯。
你可能覺得,這幾個(gè)化學(xué)元素的翻譯沒什么厲害的。
但是只要對(duì)比一下日本的元素周期表,你絕對(duì)會(huì)對(duì)徐壽心存感激。
日本翻譯有一個(gè)特點(diǎn)就是喜歡直接音譯,所以他們的元素周期表也沿襲了這一做法。
徐壽譯的“鈉鎂鋁硅磷”,日語(yǔ)則是“ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン(羅馬音Natoriumu, maguneshiumu, aruminiumu, keiso, Rin)”。
想想要用日語(yǔ)背下整張?jiān)刂芷诒恚陀X得還是徐壽中西合璧的翻譯更加先進(jìn)高明。
日本元素周期表
為了傳授科學(xué)技術(shù)知識(shí),徐壽和傅蘭雅等人于1875年,在上海創(chuàng)建格致書院。
這也是中國(guó)第一所教授科學(xué)技術(shù)知識(shí)的學(xué)校,開設(shè)有礦物、電務(wù)、測(cè)繪、工程、汽機(jī)、制造等多門課程。
此外,在格致書院,徐壽還定期舉辦科學(xué)講座,邊講科學(xué)知識(shí)邊做實(shí)驗(yàn)表演,效果顯著。
格致書院
其實(shí)剛開始英國(guó)的董事會(huì),是想在上海開辦一個(gè)像大英博物館一樣的科技展覽機(jī)構(gòu)。
但是在徐壽的堅(jiān)持下,才建成了“工業(yè)技術(shù)學(xué)?!钡哪?。
為了不讓這所科技學(xué)校流產(chǎn),徐壽當(dāng)時(shí)還捐出了1000銀元(可購(gòu)買一百畝良田)。
此外,他繼續(xù)發(fā)動(dòng)北洋大臣李鴻章?lián)車?guó)庫(kù)1000銀元,各界才紛紛響應(yīng)湊齊7700銀元,使書院脫離了財(cái)產(chǎn)危機(jī)。
幾乎是與格致書院成立的同時(shí),徐壽和傅蘭雅也編輯出版了我國(guó)最早的科技期刊《格致匯編》。
《格致匯編》
這篇發(fā)表于1881年的《考證律呂說(shuō)》原登載于《格致匯編》1878年第7卷上,這既是中國(guó)科學(xué)家在綜合性科學(xué)技術(shù)期刊上發(fā)表的較早的論文之一,也由《格致匯編》的主編傅蘭雅(John Fryer,1839—1928)譯為英文在Nature發(fā)表,而同時(shí)成為中國(guó)科學(xué)家在Nature發(fā)表的第一篇論文。
1881年徐壽發(fā)表在《Nature》上的文章
“律呂”是我國(guó)古代樂(lè)律學(xué)的統(tǒng)稱,是研究律制構(gòu)成與應(yīng)用的科學(xué),律管研究更是律學(xué)研究中的難題,《格致匯編》發(fā)表徐壽《考證律呂說(shuō)》這一重要論文,報(bào)道了徐壽研究律管管口校正的最新成果,他用實(shí)驗(yàn)向著名的物理學(xué)家丁鐸爾(John Tyndall,1820-1893)《聲學(xué)》(徐建寅、傅蘭雅譯,1874年由上海江南制造局刊行)一書提出了質(zhì)疑,該書(第214頁(yè))說(shuō):有底管、無(wú)底管發(fā)出聲音的吹奏振動(dòng)數(shù),在一定時(shí)間內(nèi),皆與管之長(zhǎng)度成正比。這也就是說(shuō),由于在一定時(shí)間內(nèi),任何八度音階必是吹奏震動(dòng)數(shù)的兩倍,因此開口管必須準(zhǔn)確地截去一半才發(fā)出高八度音。而這一點(diǎn)徐壽通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明恰恰是不正確的,“惟聲出于實(shí)體者正半相應(yīng),故將其全體半之,而其聲仍與全體相應(yīng)也。至于空積所出之聲,則正半不應(yīng),故將同徑之管半之,其聲不與全體相應(yīng),而成九與四之比例”。徐壽用9英寸長(zhǎng)的銅管進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)將管長(zhǎng)截去一半,并不能得到與原管相差八度的音,但如果在截掉半音寸,就能得到準(zhǔn)確度的高八度音。實(shí)驗(yàn)表明,兩支相差八度音的開口管的長(zhǎng)度比例不是2:1而是9:4。
在文章中,他對(duì)傳統(tǒng)聲學(xué)定律“空氣柱的振動(dòng)模式”(即伯努利定律),提出質(zhì)疑,并用現(xiàn)代的科學(xué)矯正了一項(xiàng)古老的定律。
那時(shí)候大清未亡,就連當(dāng)時(shí)的《Nature》編輯都評(píng)價(jià)這“非常出奇”。
在這篇《Nature》發(fā)表后的第三年,徐壽就病逝于上海致格書院,享年67歲。
十多年后,徐壽的兒子徐建寅也在一次無(wú)煙火藥中,意外被炸死。
他們不求功成名就,更不求達(dá)官厚祿,一生都致力于先進(jìn)科學(xué)的引進(jìn)與傳播。
徐壽石像
或許徐壽這些人,在整個(gè)科學(xué)史上的成就微不足道。
但是在封閉和黑暗的清朝,他們的一舉一動(dòng)都散發(fā)著無(wú)盡的光輝。