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  • “黄鹄”亮翅

        本报记者 黄加佳

        清同治二年(1863年)十二月二十日,曾国藩在安庆码头看到新造的小火轮试航成功,动情地在日记中写道:“试造此船,将依次放大,续造多只。”

        虽然,这艘下水的小火轮只是中国自造的第一艘蒸汽轮船“黄鹄”号的雏形,但是中国人凭着自己的智慧造出了蒸汽动力船,还是让曾国藩心潮澎湃。在那个古老文明被西方科技全面碾压的年代,这艘小火轮至少证明“洋人之智巧,我中国人亦能为之”。在曾国藩看来,只要将这艘小火轮“放大”,一个黄鹄展翅的武备梦便指日可待了。

        然而,“黄鹄”号的成功并没有为老朽的帝国复制出一支强大的舰队。担纲设计制造“黄鹄”号的科学家徐寿,终其一生也仅仅是一个连秀才都不是的布衣。在传统观念中他只是一个不入流的“匠人”。

        无论曾国藩思想多么开明,但囿于知识结构和认识层面的局限,他无法体认到徐寿作为科学家的伟大。

        “黄鹄”号的建造揭开了中国近代船舶工业发展的帷幕。

        “师夷智以造炮船”

        1860年的清王朝,内忧外困,摇摇欲坠。

        是年春天,清军用以围困太平天国首都天京(即南京)的江南大营,被陈玉成、李秀成的部队全线击溃。清军统帅张国梁溺水而死,江南提督和春自杀身亡。清廷经营了七八年的江北、江南大营土崩瓦解。

        夏秋之际,第二次鸦片战争的炮火烧到京畿腹地。8月,英法联军在天津北塘登陆;9月通州沦陷,咸丰皇帝仓皇“北狩”逃往热河避暑山庄;10月,英法联军攻陷北京城,抢掠烧毁了圆明园。统治了中国200余年的清王朝到了崩溃的边缘。

        当太平军攻破江南大营,打算挥师上海、宁波等通商口岸时,西方列强的在华利益直接受到了威胁。既然,清政府已成为手下败将,再不敢与之抗衡,西方列强决定帮助清廷镇压太平天国。此时,俄国驻华公使尼古拉·巴甫洛维奇·伊格那提耶夫率先向留守在北京的恭亲王奕提出,俄国愿意向清政府提供西式军械,帮助清廷剿灭太平军。

        俄国人的建议到底可不可行?清廷发出谕令,让战场第一线重臣们讨论此事。主持对太平军作战的两江总督曾国藩复奏中提出:“目前资夷力以助剿,得舒一时之忧。将来师夷智以造炮船,尤可期永远之利。”不难看出,曾国藩当时已经意识到,学习西方科学技术、发展自己军事的重要性。

        其实,早在20年前第一次鸦片战争结束时,林则徐就曾上疏道光皇帝:“以船炮而言,本为防海必需之物,虽一时难以猝办,而长久计,亦不得不先事筹维……若前此以关税十分之一,制炮造船,则制夷已可裕如。”

        然而,林则徐真知灼见,却换来道光皇帝“一片胡言”的批复。第一次鸦片战争虽然逼得清政府割地赔款、签订不平等条约,但是在昏聩的清朝统治者看来,那不过是发生在广东的一场遥不可及的小失败,没有让他们感到切肤之痛。它既不会威胁到朝廷的统治,也不会引起他们的反思。

        第二次鸦片战争,帝都沦陷,皇帝出逃,行宫被烧,麻木的清朝统治者们终于有了亡国灭种的危机感。曾国藩的建议引起清廷的高度重视,第二年一月总理各国事务衙门成立后,清廷立即着手筹划向列强购买军舰的事宜。

        不过,应该向哪国购买军舰,买什么样的军舰,买完后怎么使用?对于这些问题,清政府都是“两眼一抹黑”。看来“买军舰”不是一朝一夕就能办成,可与太平军的战争却已经到了关键时刻,而且太平天国也正在谋求向西方购买军舰。

        攻破江南大营后,太平天国干王洪仁玕提出“取百万买置火轮二十个”的计划。此后,李秀成多次派人携款赴上海谋购火轮船,建立自己的舰队。

        事实上,太平军的装备一直不差。据《避难纪略》记载,1860年太平军“每十人中八人执旗,二人执鸟枪或洋炮。用铜帽子(击发枪)不用火绳者,夷人所卖也。”加入太平军的英国人呤唎在《太平天国革命亲历记》中也提到:“太平军的武装配备和清军相仿佛。使用的火器有轻便的火绳枪,也有欧式的滑膛枪、双铳枪或手枪。”

        显然,清军与太平军正在进行一场军备竞赛。谁先掌握了更多的西式军械和军舰,谁就能在战场上赢得先机。

        1861年,曾国藩的弟弟曾国荃率湘军攻克了安徽省城安庆。安庆会战异常惨烈,湘军日常使用的大刀、长矛、鸟枪、火铳损坏太半,亟须就地修理。于是,进驻安庆后曾国藩立即着手创建安庆内军械所。

        创办安庆内军械所一方面是为了解决眼前的燃眉之急,另一方面也有长远的战略考虑。正如曾国藩所说,“可以剿发逆,可以勤远略”。

        曾国藩曾自言“人生三大耻”,排在第一位的就是对“天文、算学,毫无所知”,因此他对懂得自然科学的人才分外看重。安庆内军械所创办伊始,他便四处网罗人才。1863年,当中国最早的耶鲁大学毕业生容闳应邀来到安庆时,发现“凡法律、数学、天文、机器等专家无不毕集。几乎举全国人才之精华汇集于此。”这些人中就包括后来设计制造出中国第一艘轮船“黄鹄”号的核心人物——徐寿、华蘅芳。

        清朝科学家

        有人开玩笑说,徐寿有可能是穿越到清朝的人。因为他对现代科学理解的深度与广度,与当时的社会背景和人们普遍的认知水平,完全不在一个水平面上。声学、化学、物理、医学、机械制造……徐寿都有涉猎和较为深入的研究。这位远远走在时代前面的智者,也注定成为一个不被时人理解的独行者。

        清嘉庆二十三年(1818年),徐寿生于无锡钱桥一个普通农家。他的父亲早亡,全靠寡母支撑家中生计。可徐寿却不像“穷人家的孩子早当家”,小时候他是村里有名的“赖学精”。一次,母亲发现徐寿又逃学了,正准备用笤帚疙瘩打他屁股,徐寿不服气地说,村里的先生教得不好,他要到镇上去上学。

        一个寡妇要独自支撑家用,还要供儿子去镇上读书,谈何容易。可徐寿的母亲愣是咬咬牙同意了。进了镇上的学堂,小徐寿像换了一个人一样,发奋苦学,很快就变成了同侪中的佼佼者。

        不过,徐寿与一般的读书人不同,他对于空洞的八股文不感兴趣,喜欢研究实用科学。他不但爱钻研书本知识,还经常把书上学来的数学、工艺制造与铁工、木工、纺织、缂丝等传统技术结合起来。18岁时,徐寿已经是无锡县城小有名气的能工巧匠了,无论是多么复杂的工艺品、机械用具,他都能修好。

        1846年,28岁的徐寿第一次来到上海。三年之前,上海根据《南京条约》和《五口通商章程》的规定开埠。外国人纷纷在这里设立码头、划定租界、开办银行。上海也从一个不知名的小县城,成为中国洋玩意儿、新思想最集中的城市。

        徐寿很快被上海商店里卖的洋扳手、螺丝刀、螺丝钉吸引住了,这些都是他从前没见过的玩意儿。在黄浦江边洋人开的工厂里,他第一次接触到各种加工机械、车床,见识到这些大家伙锻压、焊接、打磨、涂漆的本领。近代工业文明的产物令徐寿大开眼界,也强烈地刺激着他的求知欲。回到无锡后,徐寿开始钻研西方科学技术。

        徐寿不但醉心于科学,对音乐也很有研究,制作乐器的技术十分高超。就因为这项爱好,他结识了日后的科学研究中的合作伙伴和挚友华蘅芳。

        华蘅芳的父亲华翼纶早年出任江西永新知县,1852年卸任回到故乡无锡荡口镇。在朋友的介绍下,雅好音律的华翼纶结识了心灵手巧的徐寿。华翼纶十分欣赏徐寿的才华,并把他介绍给儿子华蘅芳。

        华蘅芳从小喜爱数学,14岁时就能读中国古代数学名著《算法统宗》,并且对其中“飞归中列”等难题“不数日而尽通其法”。华蘅芳做数学题虽然得心应手,但背起“四书五经”却异常困难。他在《行素轩时文·自序》写道:

        余七岁读大学章句,日不过四行,非百遍不能背诵。十四从师习时文,竟日仅作文一篇。师批阅,涂抹殆尽。申斥曰:“竖子不可教也!”既而吾于故书中,析得坊间算法,日夕展玩,尽通其义。于是,案头所置者,惟古今算学之书。晨夕习研,乐此不疲。数十年后,虽然进士、举人无望,然而算学之名声播海内,流传的数学著作有八种二十九卷。

        不难看出,华蘅芳与徐寿一样是个典型的“理工男”,但是在那个全社会以研究四书五经、考科举为正途的年代,他们不但是典型的异类,而且难觅知音。因此,当华翼纶把徐寿带回家介绍给儿子时,华蘅芳和徐寿一见如故,经常一起研讨格致之学。徐寿超强的动手能力和实证精神也给华蘅芳留下深刻的印象。

        二人流传至今的几封通信中,有一段关于“三棱镜分光原理”的讨论。徐寿虽然已经在书上看到了光的折射原理,但因没有亲眼所见,他仍觉得“无器可考,终为空谈”。可是,那个年代要找一个三棱镜并非易事。为了能亲眼看看日光通过棱镜分为七彩的奇妙现象,徐寿将自己一枚长方形的水晶图章,生生打磨成了三棱柱。他将水晶三棱镜放在日光下一试,果然呈现出美丽的七色光。在旁人眼里,用水晶图章来做实验未免太可惜,可在徐寿眼里,真知才是最可宝贵的财富。

        当时,无锡很难找到有关自然科学的书,为了做更深入的研究,徐寿和华蘅芳来到上海“墨海书馆”。纵观被曾国藩网罗到帐下的新型知识分子,不难发现,他们中许多人与“墨海书馆”有渊源。

        1843年底,上海开埠不久,英国教士麦都思和雒魏林便来到上海,展开传教及医疗活动。1846年4月,他们在北门租界开了一间“墨海书馆”。墨海书馆虽名为“书馆”,却是一个包括传教士住房、医院、印刷厂及礼拜堂的综合体。直到1847年印刷工出身的传教士伟烈亚力带着新式印刷机来到上海,墨海书馆才开始大量出版书籍。

        墨海书馆是上海第一家实行铅活字印刷的书馆,这种以牛拉动机器印书的设备,一时轰动沪上。在墨海书馆工作过十几年的思想家王韬,曾这样描述:

        (书馆)以铁制印书车床,长一丈数尺,广三尺许,旁置有齿重轮二,一旁以二人司理印事,用牛旋转,推送出入。悬大空轴二,以皮条为之经,用以递纸。每转一过,则两面皆印,甚筒而速。一日可印四万余纸……沪上文人叹为观止,并赋诗云:“车翻墨海转轮圜,百种奇编宇内传。忙煞老牛浑未解,不耕禾陇种书田。”

        起初,墨海书馆出版的多是宗教类书籍,后来在担任翻译的中国知识分子推动下,介绍西方科学技术的书籍越来越多。近代中国最著名的数学家李善兰,就是在这一时期进入墨海书馆当翻译的。不过,李善兰这个翻译并不懂英语,靠传教士口述,再由他理解后笔录出来的。李善兰凭着过人的数学天赋,很好地领会了西方数学书中的内容。1847年至1860年,伟烈亚力在墨海书馆出版了4部数学著作,有3部是和李善兰合译的,其中就包括华蘅芳看过的《几何原本》。因此,当徐寿和华蘅芳到上海,第一站便找到墨海书馆。

        在墨海书馆,徐寿、华蘅芳与李善兰一见如故。他们不但讨论了数学、格致(即物理)等问题,还看到了英国人合信写的《博物新编》。

        《博物新编》是近代输入中国的第一本西方科技著作。书中不但有物理、化学、天文、生物、地理等许多自然科学知识,还介绍了当时最新科学发现。可以说,《博物新编》启蒙了中国近代第一批科学家。王韬曾评价,此书“词简意尽,明白晓畅,讲格致之学者,必当由此入门,奉为圭臬”。

        徐寿和华蘅芳看到这本书如获至宝。回到无锡后,他们按照书中的方法做许多实验,亲自验证了书中的结论。遇到不明白之处,二人便写信请教李善兰。当时,他们没有想到,这本书后来竟成为他们制造中国第一艘轮船的蓝本。

        小火轮模型下水

        1861年11月,曾国藩向清廷上奏保举了徐寿、华蘅芳等6个人。在提到徐寿时,他用了“研精器数,博涉多通”的评语。其实,那时曾国藩还没有见过徐寿本人。那么是谁向他推荐的徐寿呢?目前发现的资料虽没有明确记载,但可以推断这个人应该是华翼纶、华蘅芳父子。

        湘军占领安庆后,太平军采取西线防御、东线进攻的战略,大举攻打苏浙地区,连克萧山、绍兴、奉贤、南汇、川沙等地,上海成为一座孤城。这使得在上海避难的江浙官绅大为惶恐。咸丰十一年(1861年)十月初四日,曾在家乡组织过团练的华翼纶带着儿子和同僚,来到安庆晋见曾国藩,劝说曾国藩派兵营救上海,并许诺“上海每月可筹饷六十万两之多,并言绅民愿助此间饷项,冀上游之兵早赴江东。”

        由于湘军中也是派系林立,曾国藩一时无法调集那么多军队,驰援上海的事情并没有成行,但言谈中曾国藩发现了颇具数学才能的华蘅芳。于是,华蘅芳留在曾国藩帐下,并且向他推荐了好友徐寿。

        1862年,徐寿应曾国藩之招,带着儿子徐建寅辗转来到安庆。一到安庆,曾国藩就把研制蒸汽轮船的任务交给了他。

        事实上,研制轮船并非徐寿一人,而是一个课题组。徐寿擅长工艺制造,华蘅芳精于分析计算,吴嘉廉、龚云棠二人熟悉制造,徐建寅虽然只有17岁,但头脑灵活、富于创建,可以说他们代表了当时中国最高科技水平。即便如此,要想在短时间制造出一艘蒸汽轮船也是难上加难。

        这时,徐寿、华蘅芳想到了在墨海书馆读到的《博物新编》。《博物新编》中“热论”一章中有关于“蒸汽”“水甑”“汽柜”“脂輠”“轮拨”“汽尺”“汽制”的内容。这些名词虽然听着很陌生,但是翻译成现代汉语就容易理解多了。“水甑”即锅炉,“汽柜”即汽缸,“脂輠”就是装润滑油的容器……

        不过,仅凭《博物新编》中有关蒸汽机原理的简单介绍,还是很难造出真正的蒸汽机。此时,曾国藩向美国购买的“土支坡”号炮舰为徐寿提供了活的样本。“土支坡”号主要来往于上海和安庆之间,为曾国藩军队的粮饷运输进行护航。它一驶到安庆,徐寿等人就抓紧时间上船观摩。通过实地考察,他们对蒸汽机各部分的配置、蒸汽机的运行,轮机的传动、控制,各个零部件的材料、结构、装配都有了更加深入的了解。为保险起见,徐寿、华蘅芳等人决定先制造一台蒸汽机模型,从实践中锻炼队伍、解决问题,等一切万无一失再将它放大。

        虽然只是一个模型,但是制作团队丝毫不敢马虎。华蘅芳告诉负责采买造机材料的曾国藩幕僚赵烈文,制作蒸汽机的材料要求非常高。“苏州闾门外旧有钢行三家,以李永隆为最,其业专炼铁取钢,用料甚重,非有存铁十万不可,其钢甲于天下。”于是,赵烈文专门派人到苏州采买钢材。

        各项准备工作就绪,徐寿等人开始着手制作蒸汽机模型。徐寿绘制图纸,华蘅芳推求动理、测算汽机,就连年纪最小的徐建寅也“累出奇思以佐之”,整个团队配合得十分默契。更加难得的是,徐寿仅凭他的一双巧手,就用非常原始的手工制作法,打造出蒸汽机必不可少的螺丝钉、活塞等零件。

        经过三个月的努力,一个船用蒸汽机模型终于研制成功。据记载,这个蒸汽机模型锅炉采用锌类合金材料制成,汽缸直径1.7英寸,机器转速每分钟240转。

        1862年7月30日,徐寿等人带着研制成功的船用蒸汽机模型来到曾国藩官邸进行了演示。曾国藩在当天的日记中这样写道:

        中饭后,华蘅芳、徐寿所作火轮船之机来此试演。其法以火蒸水,气贯入筒,筒中三窍,闭前二窍,则气入前窍,其机自退,而轮行上弦;闭后二窍,则气入后窍,其机自进,而轮行下弦。火愈大,则气愈盛,机之进退如飞,轮行亦如飞。约试演一时。

        曾国藩虽然不懂自然科学,但是通过这段文字,不难看出他满怀热情地努力想搞清楚蒸汽机的运转原理,并不厌其烦地一一记录下来。不得不说,他在蒙昧清朝官员中是一个异类。正如容闳评价的那样,他是“旧教育中的特产人物”。

        (下转第16版)