能夠在CNS(Cell+Nature+Science)等國際頂級期刊上發(fā)表論文,對于大多數(shù)科研人員來說,可謂是孜孜以求,其實,早在138年前的清朝末期,中國人就在《Nature》上發(fā)表了第一篇論文《考證律呂說》

除了發(fā)中國第一篇Nature,這個學者還有更厲害的……

Nature雜志由英國Nature Publishing Group創(chuàng)刊于1869年,是世界上最早的國際性、綜合性科學技術期刊

這篇《考證律呂說》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,這也是中國科學家在Nature發(fā)表的第一篇論文。文章糾正了著名的伯努利定律,引起了國際巨大的反響,nature編輯評價道:”這非常出奇”,也是這篇文章,使得Nature創(chuàng)辦以來,第一次出現(xiàn)了中國人的名字。

其作者就是被稱為晚清科技總設計師,啟蒙了整個中國近代科學的徐壽。

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徐壽(1818—1884)

徐壽,號雪村,1818年出生于江蘇無錫一個沒落的地主家,5歲喪父。

除了是第一個發(fā)《Nature》的中國人,徐壽還有許多與清朝格格不入的“第一”。

中國第一臺蒸汽機、第一艘輪船、第一艘軍艦、第一所教授科技知識的學校、第一場科學講座、第一本科技期刊、第一批化學翻譯本…

徐壽,號雪村,1818年出生于江蘇無錫一個沒落的地主家。雖5歲喪父,但他的母親仍對他要求十分嚴格,望他日后高中狀元,討個官做。

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徐壽

所以自幼聰穎的徐壽,不但飽讀詩書,還對這些古文有許多自己獨特見解。無論是母親,還是外人,都對他贊不絕口。

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然而,在舊式的“童子舉”中,他竟連個秀才都沒考上。

不久后,母親的去世,也讓他更加痛覺學習八股文的無用。

在這之后,他便毅然放棄了“應試教育”和科舉當官的打算,開始通往“經(jīng)世致用”之學——科學。

他涉獵的科技范圍極廣,律呂(音樂)、幾何、重學(力學)、礦產(chǎn)、汽機、醫(yī)學、光學、電學,就沒有一樣是他不喜歡的。

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象限儀,?用于測量火炮傾斜角,檢查火炮瞄準和火炮的角度

那時根本沒有進行科學教育的學校,而徐壽更不知道什么是“科學家”。

但是,他所做的一切都與現(xiàn)代的科學理念完全相符。

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”的求實精神。

為了求實,他曾自制過指南針、炮用象限儀、甚至是結構極其復雜的自鳴鐘。

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自鳴鐘中,報時的小鳥

此外,他還研究制造出好幾種古代樂器。而這幾種古代樂器。也帶領著徐壽通往了更寬廣的科學之路。

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,引來了舉人華翼綸的注目。

那時的華翼綸想給小兒子華蘅芳(青年數(shù)學家),找個亦師亦友的“玩伴”,讓他更好的學習科學技術。

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)。

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左徐壽,右華蘅芳

在當時閉關鎖國的大清王朝,能學到的科學知識實在有限。

所以徐華兩人也結伴,到處尋找“科技發(fā)燒友”,只要弄到一本科學書就互相傳抄,學習新知識和互相交流。

一次,徐華二人到上海尋書時,就覓得一本新編譯的西方近代科技書《博物新編》。這本書雖說是歐洲普通的科學常識書,但對比清朝的科技水平,徐壽仿佛穿越到了未來200年一般。

那種心情,結合一下當時清朝的環(huán)境,就可以想象得到有多欣喜。

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《博物新編》

得到這本書后,徐壽便立刻開始驗證書中一些科學理論和實驗。

他的動手能力極強,許多實驗要用到的器材、工具,都是從他那雙巧手得來的。

如他當時就把水晶圖章磨成三棱鏡,用來觀察光的折射和光分七色的問題。

除了做驗證實驗外,徐壽還能觸類旁通。

他還試做了許多《博物新編》里還未有定論的實驗,并得到了一些新的研究成果。

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《博物新編》中火輪機圖

那時,他還認真研讀了《博物新編》中關于現(xiàn)代蒸汽機原理,甚至經(jīng)常跑到西洋人的輪船上,探究其造法。

在那個閉關鎖國、封建落后、民智不開的清朝,徐壽的“奇技淫巧”完全是異類,更是引來不少關注。

很快,徐壽等人的事跡也傳到洋務派曾國藩耳中。

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當時正為洋務運動發(fā)愁的曾國藩,馬上就把徐壽等人聘到安慶機械所。

1862年4月,徐壽等人進入安慶內(nèi)軍械所后,接到的第一個任務便是“自制輪船”。

依據(jù)“國情”來看,自制輪船談何容易啊。

古代中國的造船業(yè)規(guī)模雖一直名列世界前茅,但是多是以人力和風力為動力的原始木船。

與西方近代以蒸汽機為動力的鐵甲船一對比,鴻溝顯而易見。

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中國古代的內(nèi)河船

雖完全白手起家,但徐壽還是表現(xiàn)得信心十足。

首先關于輪船的核心技術蒸汽機,徐壽早已從西方的機械書中爛熟于心,設計圖躍然紙上。就算沒有任何進口零件(當然國產(chǎn)也沒有),但徐壽自己本身就是個手藝人,像蒸汽機所有的零部件,他都能憑銼刀一個個銼出來。

而擅長數(shù)學的華蘅芳,則在測算、繪圖,配置動力等方面給予他幫助。就連他的兒子徐建寅也“屢出奇招”,幫忙解決了一個個難題。

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徐壽兒子徐建寅

3個月后,中國人自制的第一臺蒸汽機誕生。

1964年,徐壽等人完全不假西方人之手,制造出了完全國產(chǎn)的“黃鵠號”蒸汽船。

當“黃鵠號”試航完畢靠岸時,曾國藩對徐壽、華蘅芳等人贊不絕口道:“洋人之智巧,我中國人亦能為之!”

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“黃鵠號”的落成,也使徐壽在科技界聲名大噪起來。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。因為在他看來,輪船早已在世界各地穿梭了近半世紀,大清還關門自稱第一,洋人看了是笑話。

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1867年,徐壽也因出眾的才學,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,而不求科學原理的洋務派思想。

一上任,他就依據(jù)民族的“剛需”,向曾國藩呈送了四項建議,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。

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徐壽的紀念章

但曾國藩與徐壽在思想高度還存在一定差距。

那時,他只想著用“洋技術”造出輪船即可,對本國的科技發(fā)展和學習西方真正的科學理念不太上心。

所以,曾國藩就以“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求。

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近代第一艘軍艦“惠吉號”

好,你說造船,就給你造。

很快,由徐壽設計的近代第一艘軍艦“惠吉號”誕生。

之后“操江號”,“馭遠號”等軍艦也陸續(xù)有來,為我們近代海軍軍事工業(yè)打下堅實基礎。

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二等炮艦“操江號”

雖說徐壽在遵照上級“專心”做輪船,但是私下他還是打起了自己的小九九。

他覺得,前三條建議上級不同意,算了!

但是關于第四條的“翻譯西書”,他卻怎么也說服不了自己放手。

因為每當想起初讀《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。

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被曾國藩拒絕,他就迂回地找到江南制造局會辦的馮駿光和沈寶靖。

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。

這個既不會得罪曾國藩大人,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,一改曾國藩以往的反對態(tài)度。他不但對徐壽贊賞有加還出大力支持,更是建議“另起學管以習翻譯”。

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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,徐壽擔任總管。

為了更好的翻譯西書,徐壽高薪聘來了英國傳教士傅蘭雅、偉烈亞力等人負責口譯。

而徐壽、徐寅成、華蘅芳等熟悉西方科技的中國人則負責理解,形成文字。

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英國傳教士傅蘭雅

徐壽這譯書,一譯就是17年,譯著書共計137部,約290萬字。

其中徐壽更是以化學譯著最為出名,被稱為近代化學的先驅。

他將西方近代化學中的各個分支,無機、有機、定性、定量、物化以及實驗方法和儀器等都完整引入我國,翻譯的書籍還成了我國第一批化學教材。

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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,這幾個化學元素的翻譯沒什么厲害的。

但是只要對比一下日本的元素周期表,你絕對會對徐壽心存感激。

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日本翻譯有一個特點就是喜歡直接音譯,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)”。

想想要用日語背下整張元素周期表,就覺得還是徐壽中西合璧的翻譯更加先進高明。

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日本元素周期表

為了傳授科學技術知識,徐壽和傅蘭雅等人于1875年,在上海創(chuàng)建格致書院。

這也是中國第一所教授科學技術知識的學校,開設有礦物、電務、測繪、工程、汽機、制造等多門課程。

此外,在格致書院,徐壽還定期舉辦科學講座,邊講科學知識邊做實驗表演,效果顯著。

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格致書院

其實剛開始英國的董事會,是想在上海開辦一個像大英博物館一樣的科技展覽機構。

但是在徐壽的堅持下,才建成了“工業(yè)技術學校”的模樣。

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為了不讓這所科技學校流產(chǎn),徐壽當時還捐出了1000銀元(可購買一百畝良田)。

此外,他繼續(xù)發(fā)動北洋大臣李鴻章?lián)車鴰?000銀元,各界才紛紛響應湊齊7700銀元,使書院脫離了財產(chǎn)危機。

幾乎是與格致書院成立的同時,徐壽和傅蘭雅也編輯出版了我國最早的科技期刊《格致匯編》。

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《格致匯編》

這篇發(fā)表于1881年的《考證律呂說》原登載于《格致匯編》1878年第7卷上,這既是中國科學家在綜合性科學技術期刊上發(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,而同時成為中國科學家在Nature發(fā)表的第一篇論文。

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1881年徐壽發(fā)表在《Nature》上的文章

“律呂”是我國古代樂律學的統(tǒng)稱,是研究律制構成與應用的科學,律管研究更是律學研究中的難題,《格致匯編》發(fā)表徐壽《考證律呂說》這一重要論文,報道了徐壽研究律管管口校正的最新成果,他用實驗向著名的物理學家丁鐸爾(John Tyndall,1820-1893)《聲學》(徐建寅、傅蘭雅譯,1874年由上海江南制造局刊行)一書提出了質疑,該書(第214頁)說:有底管、無底管發(fā)出聲音的吹奏振動數(shù),在一定時間內(nèi),皆與管之長度成正比。這也就是說,由于在一定時間內(nèi),任何八度音階必是吹奏震動數(shù)的兩倍,因此開口管必須準確地截去一半才發(fā)出高八度音。而這一點徐壽通過實驗證明恰恰是不正確的,“惟聲出于實體者正半相應,故將其全體半之,而其聲仍與全體相應也。至于空積所出之聲,則正半不應,故將同徑之管半之,其聲不與全體相應,而成九與四之比例”。徐壽用9英寸長的銅管進行實驗,發(fā)現(xiàn)將管長截去一半,并不能得到與原管相差八度的音,但如果在截掉半音寸,就能得到準確度的高八度音。實驗表明,兩支相差八度音的開口管的長度比例不是2:1而是9:4。

在文章中,他對傳統(tǒng)聲學定律“空氣柱的振動模式”(即伯努利定律),提出質疑,并用現(xiàn)代的科學矯正了一項古老的定律。

那時候大清未亡,就連當時的《Nature》編輯都評價這“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煙火藥中,意外被炸死。

他們不求功成名就,更不求達官厚祿,一生都致力于先進科學的引進與傳播。

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徐壽石像

或許徐壽這些人,在整個科學史上的成就微不足道。

但是在封閉和黑暗的清朝,他們的一舉一動都散發(fā)著無盡的光輝。

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