说起来
中国从不缺少牛人
说到低空观光,想来没有比乘坐氢气球更更令人向往的了。
试想坐上露天吊篮,在空中自由飘浮,俯瞰大地,任春风抚面,该是多么惬意的一件事
!想必网友跟超模君一样,只能“望天兴叹”。
然而,早在1886年,有两位清廷官员丁汝昌和刘步蟾,就已体验了一把这空中奇幻之旅
,有幸成为最早乘坐氢气球升空的中国人,一时间轰动大清朝野。7年后慈禧太后突然想
起这事,也想体验一把,但因李鸿章怕出危险拦着而没坐成。
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1886年上海《点石斋画报》对当时“演放氢球”的报道画面
风雨中飘摇的大清王朝,哪儿来的氢气球?怎么搞到这么多氢气?
原来,中法战争结束后,中国第一所近代军校“天津武备学堂”为示教演习,从法国购
买了一具法越交战时用过的军事瞭望氢气球。
学员们对这“洋玩艺”心生好奇,想试乘但又不知道怎么玩,于是去找学堂内的一位德
国教习求教。没想到这德国鬼子不但不教,反而嘲笑学员:“100多年前欧洲人就已造出
了氢气球;堂堂的大清帝国连个氢气都造不出来,还谈放什么氢气球呢?”
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这话传到了时任学堂数学教习华蘅芳的耳朵,53岁的华老先生气得肺都快炸了:“不放
洋人的气球了,我们自己造!”
华蘅芳是谁?怎敢夸下如此海口?
他可是“中国近代化学之父——徐寿”的拜把弟兄。
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跟大化学家一起玩,不懂点化学知识能行吗?
华蘅芳凭着自己丰富的化学知识,立刻带领学员创建实验室,探寻合适的充气材料,制
盐酸集氢气,最后硬是造出了一枚直径5尺(约1.7米)的氢气球,当场演放升空,试验
非常成功。
华蘅芳造的氢气球是小了一点,载人肯定不行,但此举对德国教习已经是打脸了!正是
华蘅芳制备了大量的氢气将气球灌满,才有了丁、刘两位高官的“首乘”。
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试想,如果清政府重视,相信载人只是个时间问题。
遗憾的是,2000多年来重文轻理、视科技发明为“旁门左道”、“雕虫小技”的封建社
会偏见,蒙上了清朝统治者的眼睛,他们对华蘅芳的研发成果视而不见。因此这事也就
不了了之。
看来,大清帝国不缺能人,缺的是有能力的统治者。
像华蘅芳这样的能人,他不仅具备丰富的化学知识,而且对矿物、地质、气象、机械、
造船、枪炮、火药甚至诗歌方面都深有研究,其造诣最深的当属数学领域。没有这么渊
博的科技知识和宽阔的视野,他怎么可能创造出这么多“中国第一”:
他设计了中国第一台蒸汽机。
他设计了中国第一艘以蒸汽为动力的军舰。
他撰写了中国近代第一篇数学论文。
他最早将进化论引入中国,直启维新思潮。
他最早将概率论、矿物学引入中国。
他创办了中国第一所新式学堂,开设算术、外语、史地,男女同教。
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无师自通,15岁始志于算学
1833年,华蘅芳生于无锡荡口一个宦官之家(大名鼎鼎的诺贝尔也于同年诞生,而华蘅
芳也曾研制过火药)。父亲华翼纶对其寄予厚望,希望子承父业,通过科举步入仕途。
但小蘅芳对四书五经始终提不起兴趣,论读书“ 日不过四行,非百遍不能背诵。“论写
作“仅日作一篇。师阅之,涂抹殆尽。“ 逼得小蘅芳苦不堪言!
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急的私塾先生直嚷“此子不可教也“,最后撂挑子走人了。
无奈华翼纶亲自执教。还好,经过一年多手把手的耐心教导,小蘅芳作文终于“文从字
顺”。
14岁那年,小蘅芳从父亲书房里翻出一本《算法统宗》,卷首一句“先贤格言”令他醍
醐灌顶:“世间六艺任纷纷,算乃人之根本。知书不知算法,如临暗室昏昏。”
像一道闪电一样,驱散了华蘅芳的心头迷雾,他的人生航向一下子在清晰起来。
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这是一本关于珠算的经典之作,作者是明代数学家程大位。
书中汇总了自宋元以来国内大部分算学成果,将知识点编成了500多道与日常生活密切相
关的趣味应用题,通俗易懂,正对华蘅芳的口味。
小蘅芳挑灯夜战、逐题演算。3个月下来阅遍全书,顿觉神清气爽,因为他体会到经书上
从未有过的快乐与满足。
正当其他同伴忙着挤科考科举考试的独木桥时,华蘅芳却弃文从理,因此被乡邻视为“
不务正业”。为了对抗世俗偏见,他在自己书房门楣挂上了“行素轩”之匾额,意即“
我行我素,任由人说”。
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华蘅芳的“行素轩”
由此看出,华蘅芳跟徐寿一样,颇具个性,不走“科举寻常路”。徐寿还参加了几次科
举考试,而华蘅芳干脆是连名都不惜报了,直奔数学王国!
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父亲华翼纶不仅精通经史子集,而且也懂算学,时常出数学题来考儿子,每次小蘅芳都
能满意答出。
华翼纶惊喜万分,觉察到儿子颇具数学天分,于是就为他请来了一位数学老师,并购得
《周髀算经》、《九章算术》等一批中国古代数学书作教材。华蘅芳如获珍宝,一头投
扎进书中,嗜读不止,乐在其中。
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左为《周髀算经》 右为《九章算术》
3年后终有所成。家教老师自知教不了了,辞行前向华翼纶推荐了无锡钱桥匠人徐寿,建
议华蘅芳向他求学。
徐寿出生于地主家庭,自幼喜欢钻研包括算学在内的古代科技,并到处搜集中外科技图
书,在家里对照、研究、仿制,时不时照着书仿制个自鸣钟、指南针、象限仪等洋玩艺
,开始的时候仅是为了自娱自乐,没想到后来他的这些“奇技淫巧”为他的人生带来了
转机。
结识徐寿,寻访李善兰
1852年,华翼纶拜访徐寿,两人一见如故。徐寿随后就应邀来到华家。
图片华蘅芳故居
徐寿一边与华蘅芳聊天,一边将华蘅芳两岁多的小弟弟华世芳抱在膝上,折叠了一个小
纸人立在桌上,然后从兜里摸出一根玻璃棒在纸人头顶晃来晃去,小纸人随棒舞动,逗
得小世芳大笑不止。这事让华世芳打小也对科学产生了兴趣。
华蘅芳比徐寿小15岁,由于两人志趣相投,很快成了忘年交。荡口与钱桥相隔几十里,
两人你来我往,相交日笃。两人谈到国运日衰、民不聊生时,痛心疾首、感慨万千;谈
到数理之学、制造工艺时,兴趣盎然、跃跃欲试。
自结识徐寿以后,华蘅芳成熟了许多,开始思索如何实现自己的理想和抱负,他曾作诗
来抒发自己的鸿鹄之志:“漫恃高才能倚马,终教绝技等屠龙。灵砂果得还丹术,愿谢
人间万户封”!
可见,华蘅芳的志向不是当“万户封”的官,而是要用学到的科学“绝技”去报效国家
,即“屠龙”。
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14岁起,华蘅芳就开始在数学领域独自跋涉,20岁时,他读完了近百本中国古代知名数
学名著,并且研究了徐光启、利玛窦合译的《几何原本》,还钻研了《数理精蕴》。
读后觉得,国外数学知识也需要学习掌握,若想“屠龙”,数学之外的物理、化学等学
科也需要扎实掌握;仅自己闷头读书还不行,还要跟志同道合的高手前辈交流才能进步
更快。于是他搜罗群书,广交益友,切磋学问。
华蘅芳和徐寿听说上海有一家墨海书馆专门译售国外科技专著,在那里主持工作的,是
当时国内名望最高的数学大师李善兰。两人心生向往,于是1855年,华蘅芳和徐寿、徐
建寅父子一起奔赴上海拜访李善兰。
李善兰浙江海宁人,大华蘅芳22岁,大徐寿7岁。虽是初次见面,但经过一番交谈,李善
兰见这三位无锡才子谦虚好学,很快喜欢上了他们。
当时,李善兰正在跟英国传教士伟烈亚力合译《代微积拾级》,介绍西方解析几何和微
积分学方面的知识。
经李善兰简要介绍,华蘅芳对新书内容表现出极大的兴趣。由于他求知心切,当即请求
从李善兰译稿中抄录了部分内容,带回家先行学习。
4年后该书出版,惜才的李善兰免费赠送了华、徐二人每人一本。
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李善兰(1811-1882)与《代微积拾级》
对于华蘅芳来说,结识了李善兰这位良师益友,让他终身受益。后经李善兰介绍,又结
识了晚清社会活动家容闳、英国传教士伟烈亚力、数学家傅兰雅等学界大腕。这不仅让
华蘅芳开阔了眼界,也为日后从事翻译工作积累了宝贵的人脉。
临离沪前,华蘅芳和徐寿从墨海书馆各购得一本刚出版的《博物新编》。这是近代西方
科技输入中国的第一本综合性著作,天文、地理、物理、化学、生物各科无所不包,在
当时被世人视为:“格致之学入门必读"。
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格致之学入门教程《博物新编》
徐寿、华蘅芳回家后一起对书中记述的各种科学实验进行研习操作,而且还做了一些书
上没有的实验。为研究光的色散,没有现成的三棱镜,两人将徐寿唯一的一个方形水晶
章打磨成了标准三棱镜。
为验证子弹飞行轨迹是抛物线,两人在野外树杆、挂鸟、射击验证,试验后华蘅芳执笔
、徐寿作图,完成了中国近代第一篇数学论文《抛物线说》。
就连文章开始提到的氢气球制作,都是从这本书上得到启发的。知悉不算数,造出来才
叫真本事!
每隔一段时间,华蘅芳就和徐寿来墨海书馆购淘一次格致新书。
就这样经过十年的刻苦钻研,华蘅芳不仅掌握了扎实的数学知识,而且在物理、化学、
机械、火药、地质、矿物等诸多领域,都积累了丰厚的学问。虽然未及30而立,但他已
是学贯中西,只待投身社会一展身手。
投身清廷幕府,主持设计蒸汽轮船
1861年9月,曾国藩筹建“安庆军械所”发展军事工业,在民间到处网罗懂科学技术的人
才。时任荡口团练首领的华翼纶,趁到安庆求曾国藩援兵镇压太平军之机带上华蘅芳,
希望能在那儿为儿子谋个差。
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徐寿在安庆军械所(图片来源公网)
到安庆后,曾国藩设宴接待了华翼纶父子。席间曾国藩问起华蘅芳的学业,华蘅芳大方
回答。曾国藩颇为欣赏,当即邀请他留在安庆为国效力。
听曾国藩介绍军械所的目的是“师夷长技以制夷”,这不正好与自己的理想不谋而合吗
?再说还是一家新“国企”,于是华蘅芳就愉快地答应了。
次年年初,徐寿父子也被招入军械所,由于他们都不是科举出身,因此曾国藩对他们只
能是“酌量录用”,担任技术负责人。没想到三位被世人瞧不起的“匠人”,他们的人
生就此时来运转,并且开启了中国军工近代化的历史进程!
曾国藩给华蘅芳、徐寿父子三人的首要任务是制造一艘机器驱动的轮船,此前国产船只
有清一色风帆驱动,没风的时候依靠人力,甚为落后。
接差以后,华蘅芳与徐寿反复切磋,认定要造机动船,首先要造船用蒸汽机。当时的中
国,钢铁、机械制造业一片空白,连一个螺丝钉都造不出来,更别提蒸汽机的事了,摆
在两人面前的困难可想而知。
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《博物新编》中的火轮机(蒸汽机)图
华蘅芳与徐寿翻遍了所有能找到的、有关造船方面的书籍,最后在《博物新编》及《海
国图志》中找到了蒸汽机图样,仔细比较研究。同时还到清政府购买的外国轮船的机舱
内悉心考察学习、测量记录。
在彻底明白了蒸汽机的技术原理后,两人发挥各自专长,数学家华蘅芳“推求动理,测
算汽机”,设计绘制零部件加工图样,工程师徐寿则负责领导工匠们按照设计图样进行
加工制造。工匠们听说要自造轮船,积极性也极高。
经过3个月的努力,用铝合金做主材的中国第一台蒸汽机硬是让这两位满清“非科班”出
身的“匠人”给造出来了。
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中国第一台蒸汽机(来自公网,仅供参考)
开机试验非常成功,激动得曾国藩:“窃喜洋人之智巧,我中国人也能为之!”立刻指
示华蘅芳与徐寿研发团队,尽快投入蒸汽轮船的研发制造。
经过了4年的实验、改进、建模、放大,1865年由华蘅芳设计、徐寿监造的中国第一艘蒸
汽机轮船“黄鹄”号终于成功试水。
上海英报《字林西报》对此事进行了详细报道:
“黄鹄”号长约18米,载重25吨,平均时速可达12.8公里。船身全部结构除主轴、锅炉
和汽缸三大件为洋铁材料外,其余全为木质。整船皆出自徐寿父子之手,无一洋人参与
。
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由华蘅芳设计、徐寿监造的中国首艘机动轮船
由于华蘅芳性格内向,多在幕后设计,徐寿幕前指挥,加上英国记者调查不够深入,因
此报道时未能提及幕后功臣华蘅芳,不过他也毫不在意。
“黄鹄”号的成功建造,让洋务派倍感振奋。曾国藩当即指示华蘅芳、徐寿“专心建造
轮船”,速造能用于作战的国产军舰。
华、徐二人不负重托,1868年造出了中国第一艘大型兵舰“恬吉”号。此后8年间一鼓作
气,一连又建了6艘,舰体越来越大,性能越来越高。
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华蘅芳参与设计制造的清代兵船一览表
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左“操江”号战舰平立面设计图 右 “驭远”号战舰
造船告一段落后,华蘅芳又将精力转到了火药的研发制造上。
1872年江南制造局设立龙华火药厂,专门配制火药,但每年从国外进口硝酸耗费了大量
白银。华蘅芳得知这一情况后,联想到徐寿翻译的《化学鉴原》等书中有关制造硝酸的
原理和工艺流程,主动请缨主持实验,决心为国节省资金。
来到火药厂后,华蘅芳因陋就简、争分夺秒投入工作。每天不知疲倦地到各个试制点巡
视,与工匠们一起解决生产问题。
在一次巡视途中,突发爆炸事故。爆炸点距离华蘅芳只有几步远,幸好他所在的车间房
屋墙壁坚固,没有倒塌,华蘅芳幸免于难。
事故发生以后,大家劝他不要再到现场了,但他坚持与工匠们一起分析事故原因,制定
安全措施,并依旧天天巡视。不久,硝酸终于试制成功,为我国的军工事业立下了汗马
功劳。
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江南制造总局大门
1877年李鸿章调华蘅芳到天津机器局任提调,负责技术工作。他到局里之后,悉心研究
使得闲置多年的进口子弹测速机启动工作。
华蘅芳和徐寿以“师夷长技以制夷”为目的,积极投身洋务运动,在制造机器、建造军
舰方面取得了巨大贡献,虽未能实现“制夷”的远大抱负,但“师夷”的功夫却是做到
了家。因此,两人也被誉为中国军工事业的开山祖师。
引进西方科技,培养科技人才
华蘅芳和徐寿早在研发建造蒸汽机和机动轮船时,就深感国内科技远远落后西方,国内
诸多科技领域仍处于荒漠状态,亟待开垦。
为了帮助像爱科学、求书难的有志青年,华蘅芳和徐寿在战舰研发同时,就着手同步开
始翻译西方科技著作了,紧跟西方科技发展脚步。。
当时译书通常采用“西人口述,华人笔译。“华蘅芳翻译的第一部著作叫《金石识别》
,合译者为美国传教士玛高温。该书是我国最早引进的矿物学专著。玛高温住上海租借
区,以医生为职。华蘅芳每天徒步到玛高温家,时常是等玛高温把病人诊治完后,才开
始译书工作。
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《地学浅释》是华蘅芳与玛高温合译的第二部名著。翻译近半华蘅芳患上痢疾苦不堪言
,无奈暂停,病情稍好,便又投入工作。正当该书临近出版,华蘅芳又痛失爱妻,但他
强忍凄苦继续工作。
正是这本《地学浅释》最早将生物进化论思想介绍到了中国,比严复翻译的《天演论》
还早了25年。书中天地万物“变为常道”、“不变即为非常道”成为维新变法的哲学基
础,为维新运动提供了强大的思想武器。
1868年,在徐寿极力倡导、先行先试,华蘅芳的大力支持下,江南制造局翻译馆终于得
以正式挂牌。有了自己的一亩三分地,华、徐二人的工作热情极为高涨。华蘅芳负责翻
译数学、地学方面的著作,徐寿则侧重化学、汽机等方面,还聘请了一批中外学者,展
开了中国近代第一次大规模、有组织的西著翻印工作。
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左起徐建寅、华蘅芳、徐寿在翻译馆
华蘅芳一生译著共17种,170多卷,内容涉及矿物学、地质学、气象学、军事学这在国内
皆属首次。其中地质译著社会影响最大,数学最多、最系统,仅勾股定理,就系统总结
出了22种证明方法。
华蘅芳不仅翻译西书,而且也独自撰写数学专著。他的著书有《数根开方术》、《开方
古义》、《学算笔谈》、《行素轩算稿》等,被李善兰评价为“独务精深",使他成为继
李善兰之后中国近代数学领域的集大成者。
光有书还不行,还得有人能讲书中的内容教给学生,让他们用于生产实践,才能真正发
挥“科技的第一推动力”。于是1876年,徐寿与傅兰雅又筹办了上海格致书院,开始在
国内讲授新学,培养科技人才。
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上海格致书院纪念馆
两年后华蘅芳应邀出席格致书院董事会会议,被推举为院长。他在格致书院义务教授数
学,一度不领薪酬,极尽义务,对前来求教各种科学技术问题的人,他都是诲人不倦。
1886年应李鸿章邀请,华蘅芳任天津武备学堂算学教习,为北洋军队培养了不少干部。
此后20年,华蘅芳将主要精力投入到教学当中了。
华蘅芳不仅通过实验来推动我国科技事业及工业发展,还把实验带入课堂,对传统教育
进行大胆改革。
1892年到湖北武昌两湖书院主讲数学课程,次年到武昌两湖书院任教,既培养了一批数
学人才,也起到了改良社会风气的作用。
1898年,65岁的华蘅芳回到家乡,与同乡杨模一起创办了中国近代第一所新式学堂——
无锡竢实学堂,并出任总教习,相当于教务长和首席教师。
在华蘅芳的倡导下,学校设国文、算术、史地、外语等科,各科教材都是由他组织教师
编写。华蘅芳在该校实施了两项创举:一是开设外语,二是男女并教,在国内尚属首例
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今天,这所学校已更名为无锡连元街小学,为无锡市重点小学。
华蘅芳弟弟华世芳
华世芳比华蘅芳小21岁,受哥哥影响,也钟爱数学。遵兄教嘱,仔细研读家中百卷数学
专著,有些领域他的研究深度已在其兄华蘅芳之上。华蘅芳每有数学书稿完成,总先交
于弟弟华世芳帮助校对复核。
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华世芳
华世芳撰有《近代畴人著述记》、《答数界限》、《连分数学》等。曾任湖北武昌自强
学堂数学教习、常州龙城书院和江阴南菁书院讲师、上海南洋公学总教习等职。
1905年因积劳成疾,病逝于学舍,终年51岁。
华蘅芳、华世芳兄弟二人被后人誉为“数学双星。”
近代先驱
以华蘅芳兄弟和徐寿父子为代表的近代科学先驱,他们用毕生的精力,披荆斩棘,筚路
蓝缕,在中国科技荒芜的沙漠中,开辟出一片绿洲。为试制火药华蘅芳几乎罹难,徐建
寅献出了宝贵的生命。他们为国家、为科学献身的崇高精神激励着一代又一代的科技工
作者。
1899年66岁的华蘅芳积劳成疾,时常头晕目眩,只好离开无锡竢实学堂,回家养病。三
年后不幸辞世,享年69岁。
华蘅芳一生淡泊名利,不求高官厚禄,勤勉自律;暮年归隐,献身教育,不计报酬,生
活俭朴,“穷约终身”;”身殁之日,家无余财“。令人扼腕叹息。
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