徐寿(1818—1884)字雪村,江苏无锡人;徐建寅(1845—1901),字仲虎,徐寿次子。徐家世为望族,也是一个科技世家。徐寿父子在中国近代工业中的贡献使他们在中国科技史上占有非常重要的一席之地,堪称“中国近代科学技术的奠基人”,“皆是中国近代科学和教育事业的开创者和领导人”。
一、蒸汽机与造船
1864年,湘军攻克金陵(今南京),曾国藩由安庆移署南京,徐寿、徐建寅父子等人随后移迁南京,始造轮船。1865年4月徐寿、徐建寅等,在金陵军械所建造木质、明轮推进的“黄鹄”号轮船,航速7节,动力为高压蒸汽机。
1865年6月(同治四年五月),清廷在上海创建江南制造总局(又称沪局),这是中国最早的综合性军工企业。第二年7月,徐寿父子离开南京金陵机器局(建立于1865年9月),奉调上海江南制造局(现名江南造船厂),参与创办事宜。徐寿首任襄办,总理局务。他很快向两江总督条呈四事(提出四项建议):一、开煤炼铁;二、自造大炮;三、操练轮船水师;四、翻译西书。
此外,建造蒸汽机也是沪局的要务之一。蒸汽机是最早的原动机,用途广泛:小马力蒸汽机,可以用来带动水泵、驱动机床;大马力蒸汽机可以用来推动火车、轮船。江南制造局生产不同马力和不同种类的蒸汽机,为我国机器制造业提供了必要的动力支持。
蒸汽机的生产和应用标志着生产方式由手工业向机器大生产的转变。江南制造局自行设计、建造不同用途、不同马力的蒸汽机,表明了沪局蒸汽机制造业已形成一定规模。
1867年江南制造局开造轮船,首先是定船式、定造法。在开造之初,由徐寿等人员负责设计与监造。先精择程式、详绘表里;成算既定,做好选型、绘图、计算等基础工作;然后将船壳、锅炉、汽机分为三份,以洋匠三人领工,令中外匠工,如法建造。
1868年起,江南制造局自造中国第一批兵船“恬吉”(惠吉)、“操江”、“测海”、“威靖”、“海安”、“驭远”轮,后又造铁甲船“金瓯”、“保民”号。
其时,徐建寅参与其事,积累了丰富的造艇知识和经验,为旅欧监造铁甲舰“定远”号、“镇远”号提供了便利。
到1876年,江南制造局已造兵船6艘、铁壳小轮船6艘、夹板商船1艘、小铁甲船“金瓯”号1艘,自造蒸汽机数十台,如此等等,不一而足。徐寿父子于1874年创办的龙华黑火药厂(后称龙华兵工厂),到1878年已配有30匹马力汽机2部、24马力汽机1部、20匹马力汽机1部、15匹马力汽机1部、汽炉6座。
1876年徐建寅在山东机器局设计建造的火药库
二、“以器制器”的开端
徐寿、徐建寅抵达上海时,正是江南制造局建局之初。该局购买美商旗记铁厂的机器,系修船机器居多。当徐寿父子着手制枪造炮时,早已熟知“工欲善其事,必先利其器”。于是徐寿父子先行自造机床和机器设备,如制成车床、刨床、钻床等。
这些机器,用于以器制器,用来建造各类机床,然后用机床制造各种类别的机器,如制糖机、制革机、碾压机等生产食品和织物。前者是以器制器,后者是用机器生产出食品、织物等。
据《江南造船厂志》记载:“江南制造局制造的机器设备,大部分供本局自用,一部分调拨出去。如制造局建立初期,清廷饬令李鸿章:以天津拱卫京畿,宜就厂中机器仿造一份,以备运津。”后来,江南制造局制成的机器运往天津。这也标志着,以商品形式的社会流动和社会化运作的出现,也是“以器制器”的发轫。
著名学者胡适先生曾在日记中写道:“广方言馆(即翻译学馆)也是华(蘅芳)、徐(寿)诸人建议创设的。”徐寿等人所创设的翻译学馆,实际上是一所传布西方文化、培养专业人才的科技学堂。徐寿以其广博的科学技术知识和实践经验确立了办学宗旨、教学内容和授课纲要等,撰写了《再拟开办学馆事宜章程十六条》,取代原有的《附酌拟广方言馆课程十条》,从而否定了广方言馆以经、史、文、义为内容的办学宗旨。
1870年4月3日(同治九年三月初三日),总办冯焌光、郑藻如在《上督抚宪禀》中,将《再拟开办学馆事宜章程十六条》作为附件上报。其中第四条称:
而学习制造,自莫善于以器制器,而先致力于制器之器。其机器之大者合之则为一体,分之则不下百数十件,然一件之中,又有合十数件而成者,每制一器,又经数十手而始就。其制造之次第,始则考究图说,以意参酌,绘画图样……贯以螺丝,嵌以齿轮,或转以不同心圆,或摇以曲拐,或用螺丝转轴,自为进退。各器凑合运动,其有不合者,又须更改装配。
如章程第四条所言,对于一台机器,有多个部件和零件,图样设计有总图、分图等,机器运动嵌以齿轮、扁心轮、曲柄、丝杆等,自为进退,各器凑合运动。
《再拟开办学馆事宜章程十六条》第五条又称:
即如一器,或用积力者,或用变力者,或用助力者,探其本源,则重学之理,门径各分也,几何之理,范围不过也。兹拟依照纲目分类、编纂,以重学之例明指归,以几何之旨阐微奥。利用之器阙有七种:若杆、若轮轴、若齿轮、若滑车、斜面、若劈、若螺丝,专用者有之,兼用者有之,全备之七器者亦有之。然器虽有七,而其传力之理则一也。
文中论述了应用重学、几何学对机器的强度、刚度以及传动、变速等的计算。可见1870年江南制造局在以器制器、机器生产和近代工业方面,已具有相当高的水平。
……
三、徐寿、徐建寅的学术建树及其在实践中的应用
1868年,由徐寿笔述、傅兰雅口译,二人合作翻译《汽机发轫》,书中介绍了蒸汽机原理、锅炉种类、结构、功能、用途以及开船、停船的操作过程和计算蒸汽机功率的各种数据。同年,由徐建寅笔述、傅兰雅口译,二人共同翻译《运规约指》,这是一本关于实用几何学的书,书中叙述了划线、作角、作各种几何图形的方法,以及求面积的公式等,为识读图样和绘制图样提供了可供参考的基础知识。
徐寿、徐建寅在1870年就于江南制造局主持造成“恬吉”、“操江”、“测海”、“威靖”等兵船以及“操江”、“威靖”汽机和汽炉。徐寿在机器设计和制造方面得心应手,在机器传动方面,他深知配以齿轮(传动、变速)、凸轮、曲轴、丝杆等组合各器配合运动以及溜船下水取势应用斜面原理等等。中国兵器工业史丛书——《山东化工厂志》中的记载可见一二:“山东机器局的各式机器,都是由徐建寅从英国蒲恩公司订购,有些制药机是由其父徐寿(近代著名科学家)亲自设计,在英国退辣车仑公司加工制造的,这些机器在与外国诸厂相比,徐建寅称之为‘天下第一良器’。”
众所周知,凡是先进的科学技术,往往优先应用在军事上,从而使军事科技在一定意义上成为反映自然科学及技术的集中体现。徐寿、徐建寅父子在江南机器局、金陵机器局、龙华火药厂、天津机器局、山东机器局等兵工企业的技术成就也在一定程度上促进了中国近代工业的形成。
四、结束语
徐寿、徐建寅父子最早在江南制造局自行建造蒸汽机,与此同时,又实现了“以器制器”的机器制造业的创立。随着造船、造舰、造蒸汽机、制枪造炮、造火药、制酸业等的开展和兴起,随着其所需机床和机器设备等的研制和建造,我国机器制造业得到了进一步发展。
蒸汽机的建造和使用,标志着机器生产的开始,而机器生产是近代工业的主要标志。而真正意义上的机器生产,是机器制造工业的建立和形成。
自1862年起,徐寿、徐建寅父子在研制和建立近代中国的蒸汽机业和机器制造业领域作出了重大贡献,促进了我国机器制造业的建立,同时也促进和推动了近代工业的发展。徐寿、徐建寅堪称中国近代工业的先驱和奠基人。
后记:2011年5月24日,上海大学影视艺术学院研究员王艳红等来我家采访徐寿父子在江南制造局翻译馆任职的事迹。2012年5月31日,上海教育电视台播放了《中国之最——江南造船厂》的电视片。2015年12月6日,江苏无锡电视台专题部编导夏宇晶、记者庞晨来采访徐建寅的事迹。2016年1月16日、17日,无锡电视台播放了《陨殁巨舰梦》上、下二集徐建寅专题片,报道了徐寿父子在中国近代科学技术方面的建树。
参考资料:
1.汪广仁、徐振亚、吴坤仪、徐星:《中国近代科学先驱徐寿父子研究》,清华大学出版社,1998年。
2.江南造船厂志编纂委员会:《江南造船厂志》,上海人民出版社,1999年。
3.徐泰来:《中国近代史记》中册,湖南人民出版社,1989年。
4.徐泓:《曾祖父徐建寅生平事略》,《记忆1865》,方志出版社,2007年。
5.徐泓:《徐建寅督办金陵机器局与引进冶金学》,《档案与建设》2009年第2期,页39。
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7.徐泓、徐宇:《中国军事工业、机械业、化学工业起源——江南制造总局》,《江南集团技术》,2008年第6期。
8.霍萍:《徐泓致谢我校树立徐寿铜像》,哈尔滨工程大学《工学周报》,2010年10月22日。
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10.徐泓、包正义、顾敏立:《徐建寅与<兵学新书>》,《军事历史研究》2012年第1期,页165。
11.徐泓、阚伟良:《徐寿父子在中国造船史上的显赫功绩》,《江南论坛》2012年第2期,页59。
12.徐泓、包正义:《徐寿、徐建寅与中国近代兵器工业》,《上海地方志》2013年第4期,页26。
(徐泓系徐寿第五代孙,徐寿研究会副理事长;包正义系徐寿研究会理事,上海交通大学高级工程师;顾敏立系徐寿研究会理事,上海建筑防水材料集团公司职员)
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