在中國上下五千年的歷史中,曾出現過許多能人智士,他們有著驚人的才幹,和超前的理念,因而常常被人懷疑是穿越者,例如王莽、劉秀、劉伯溫等等。
今天我們要介紹的這位清朝科學家,同樣堪稱是開掛般的存在,在中國近代科學史上留下濃墨重彩的一筆。這個人就是徐壽。
1818年,徐壽出生在無錫的一個貧苦人家,父親在他5歲時不幸離世,由母親將他和兩個妹妹撫養成人。
在年輕時,徐壽曾參加科舉考試,但屢次失利,連秀才的名頭都沒撈著。社會底層的磨練讓徐壽早早意識到,死板迂腐的八股文實在毫無用處。所以他果斷放棄科舉,轉而追求經世致用之學,也就是能夠實際應用的學問。
當別人還在苦思冥想怎麼寫好八股文時,徐壽已經在研究數學、物理、音律、地理、醫學等科學知識了。凡是有用的學問,他都喜歡學習。
要知道,當時是沒有學校或機構傳授這些知識的,文獻和資料更是少之又少,但徐壽靠著對科學的熱愛和自身的毅力,一點一點把這些科學知識吃透了。
後來,徐壽結識了華蘅芳(同樣是近代著名的科學家),雖然徐壽比華蘅芳大了15歲,但兩人一見如故,相見恨晚,兩人常常一起探討科學難題,相互啟發。
在學習方法上,徐壽還十分注重理論與實踐的結合,邊讀書邊實驗,買不到實驗儀器就自己做。
為了學習光學,買不到罕有的三稜玻璃,他就把自己的水晶圖章磨成了三角形,用來觀察光的七彩色譜;為了驗證蒸汽機的原理,他就跑到洋人的船上觀摩;有時甚至還會自己設計實驗來驗證書上的理論。
在徐壽的堅持不懈下,漸漸成了遠近聞名的掌握近代科學知識的學者。
開掛的造船之路
接下來,清朝在連續兩次鴉片戰爭中遭遇慘敗,為了實現富國強兵,清朝官僚系統中出現了“洋務派”,想要“師夷長技以制夷”。
不過這些大臣都是寫八股文出身的,哪懂這些洋學問。於是,李鴻章、曾國藩、左宗棠等大臣無一例外都想到了博學多才的徐壽。
1862年,徐壽連同他的兒子徐建寅,以及華蘅芳等人進入曾國藩創辦的安慶內軍械所工作。此後,徐壽開始了他的“開掛之路”。
當時外國輪船在中國內河橫衝直撞,囂張至極,清政府卻毫無辦法,因為人家是蒸汽動力船,而清朝水師卻還在用帆動力船,根本不是同一個時代的,打不過也追不上,只能眼睜睜看著人家在那耀武揚威。
徐壽等人十分憤慨,在曾國藩的支援下,大家下定決心,一定要造出中國的蒸汽機!
但是說起來容易,做起來難,一無圖紙,二無資料,三更無任何經驗,怎樣才能做出蒸汽機呢?
徐壽二話不說,跑到洋人的輪船上研究了一整天,回來參考書上關於蒸汽機的縮圖和簡介就開始造了,經過反覆的研究設計,僅花了三個月的時間,中國第一臺蒸汽機終於誕生了。
有了蒸汽機,接下來就要造輪船了。徐壽團隊依舊從零開始,沒有圖紙就自己設計,沒有零件就自己一個個做,兩年後,他們就做出了中國的第一艘蒸汽動力船"黃鵠"號。
"黃鵠"號長55市尺,排水量45噸,每小時可行約12.8公里,共耗白銀8000餘兩。雖然比不上西方的輪船,但好歹實現了從零到一的突破。
在首航儀式上,曾國藩差點激動落淚,感嘆道:洋人之智巧,我中國人亦能為之!在解釋船名的意義時,曾國藩說:“古書說,黃鵠,大鳥也,一舉千里者。”
同治皇帝更是御賜親書“天下第一巧匠”給徐壽父子。
當時上海《字林西報》的報道是這樣寫的:“黃鵠號”所用材料“均由徐氏父子之親自監製,並無外洋模型及外人之助”。
1866年,徐壽被派往由李鴻章、曾國藩興建的上海江南機器製造總局上任。
徐壽向曾國藩提出建議:要想辦好江南製造總局,就要做好四件事,一為翻譯西書、二為採煤鍊鐵、三為自造槍炮、四為操練水師。
以我們現在的目光來看,這四條建議皆為“良策”,但當時曾國藩沒能跳出時代侷限性,依舊把徐壽當作請來幹活的工匠,文人的清高讓他輕視了徐壽的建議,於是他對徐壽說:“其輪船以外之事,勿遽推廣言之”,意思就是你一個工匠就好好造船,不要整天想有的沒的,也輪不到你來想。
徐壽見狀也不再多說什麼,轉頭工作去了。之後徐壽等人先後設計並製造了 "惠吉"、"操江"、"測海"、"澄慶"、"馭遠"等軍艦,開創了中國近代造船工業的新局面。
努力傳播科學知識
徐壽一直沒有忘記自己的救國之策,採煤練兵自己沒能力做,翻譯西書總能做吧。
於是徐壽多方奔走,在江南機器製造總局裡設立了翻譯館,招聘西方學者,召集懂西學的人才,叫上自己的哥們華蘅芳和兒子徐建寅,專門翻譯西方化學、蒸汽機方面的書籍。
之後的17年間,這個翻譯館一共翻譯出版了13部西方科學著作,其中西方近代化學著作6部63卷,系統地把西方的化學知識引入中國。
其中最為人津津樂道的,莫過於徐壽翻譯的元素週期表了。
當時大部分的化學術語和化學元素,在漢字裡都沒有現成的名稱,成了翻譯的最大難題。
徐壽靈感突發,充分利用了漢字的結構,想到了音譯的辦法,就是用元素的英文讀音的第一音節或第二音節,在漢字找到同音字,然後根據元素的性質加上偏旁,例如固體金屬元素,則一律用“金”字旁,氣體則用“氣”字旁,非金屬固體則用“石”字旁。當然,也有少數例外,例如“汞(液態金屬)”和“溴(液體非金屬)”。
徐壽的化學元素命名規則至今仍在使用。在這套規則下,即便是我們沒見過沒學過的元素,從它的中文名稱我們就能大致判斷它是金屬還是氣體了,這種“超能力”全球僅此一家。
後來徐壽想到,辛辛苦苦翻譯了書,若沒人看也是白搭啊,於是為了培養中國的科學人才,1874年,徐壽和傅蘭雅等人共同創辦了格致書院。這是中國第一家傳授科學知識的場所,開設了礦物、電務、測繪、工程、汽機、製造等課程。這個書院即是如今的上海格致中學。
創辦格致書院的同時,徐壽還與傅蘭雅創辦了第一份中文科技期刊《格致彙編》,這份期刊除了介紹西方科技知識,徐壽父子還會在期刊上回答讀者的疑問,對中國近代科學技術的傳播起了重要作用。
除此之外,徐壽對於船炮槍彈還有多項發明,參與過不少廠礦企業的籌建規劃,如此種種才幹,讓徐壽名聲大噪。李鴻章,丁日昌等官僚都曾試圖用高官厚祿來聘請徐壽,但徐壽一一拒絕了,把心思全部放到譯書和傳播科學知識中。
第一個在《Nature》雜誌發文的人
1878年,徐壽在自己創辦的《格致彙編》上發表了一篇名為《考證律呂說》的文章,這篇文章研究的是非常冷門的古代樂律學,文章的內容糾正了中國古代的“管絃結合論”。
中國古代一向“以弦定律,以管定音”,也就是用絃樂器來確定各音之間的比例;用管樂器來制定音律標準,稱為律管。
但是,現代物理學告訴我們,弦振動和管振動的方式是不同的,所以弦律和管律兩者是有區別的,古代樂律卻並沒有解決這個問題。
並且中國古代樂律認為,絃樂器或管樂器的弦或管增長一倍或縮短一半,所發的聲會降低或升高八度。
不過徐壽用銅管做實驗發現,只有管長比為4:9時,所吹出的音才會相差八度。所以才有了這篇《考證律呂說》。
原本這只是一篇冷門的論文,但一次偶然機會,讓它煥發新生。
一天,他看到兒子徐建寅翻譯的《聲學》,這是英國著名物理學家丁鐸爾教授的著作,被歐洲物理學界譽為19世紀聲學集大成者。
但徐壽發現這本書犯了與中國古代同樣的錯誤,書中寫道:“有底管、無底管生音之動數(即頻率),皆與管長有反比例。”這與中國古代的錯誤認知如出一轍。
於是徐壽請傅蘭雅把自己的論文翻譯成英文,然後一份寄給了丁鐸爾教授,說明自己的實驗結果,一份寄給了《Nature》雜誌。
雖然丁鐸爾教授沒有回覆,但《Nature》雜誌發表了徐壽的論文,《Nature》的編輯寫道:“這篇論文以現代科學矯正了一項古老的定律,這個鮮為人知的事實的證實,竟來自那麼遙遠的中國,而且是用那麼簡單的實驗手段和那麼原始的器具來實現的,這是非常出奇的。”
就這樣,徐壽成了中國第一個在《Nature》雜誌上發文的人。
可惜這篇《Nature》發表後的第三年,徐壽就病逝於上海致格書院,享年67歲。
縱觀徐壽的一生,實在令人肅然起敬,在落後愚昧的清朝,以超前的眼光敏銳地認識到科學知識的重要性,並且做出了許許多多的“中國第一次”,被人懷疑是穿越者也不奇怪了。
更難能可貴的是,徐壽能不圖科舉功名,不求顯官厚祿,把畢生精力都投入到譯書和傳播科技知識,為中國近代科學技術的發展做出了不朽的貢獻,不愧為中國近代化學的啟蒙者,引路人。