第一节研读科技典籍，善制工艺器械

徐寿，字生元，号雪村，江苏无锡人。清嘉庆二十三年正月二十二日（1818年2月26日）出生于江苏无锡县社岗里。徐氏世居无锡，“力田读书”④，是一个比较贫苦的农民家庭。徐寿的祖父审发务农的同时兼作商贩，家境日渐富裕。徐寿的父亲文标大概是徐家的第一个读书人，但不幸的是年仅26岁过早去世了，徐寿时年仅4岁。母亲宋氏含辛茹苦，将他和两个妹妹抚养成人。在他17岁那年，他的母亲也去世了。在此之前，他已经娶妻，并有了一个儿子。

徐寿早年也习举子业，“尝一应童子试，以为无裨实用，弃去”①。显然，八股诗文无法解决他一家人的生计问题。为了养家糊口，他不得不一面务农，一面经商，往上海贩运粮食。难能可贵的是，徐寿并没有就此放弃对知识的追求。生活的磨难和务农经商的实际经验，使他痛感时文词章毫无用处，因此，他在很年轻的时候就转向了经世致用之学。那时正是鸦片战争前夜，清皇朝已经走向衰亡，社会矛盾日益突出，青年徐寿立下了“不二色，不妄语，接人以诚”和“毋谈无稽之言，毋谈不经之语，毋谈星命风水，毋谈巫觋谶纬”的座右铭②，抱定了经世致用的宗旨，开始在经籍中学习研究有用之学。他研读《诗经》和《禹贡》等经书时，将书中记载的山川、物产等列之为表，研读《春秋》、《汉书》、《水经注》等历史、地理著作，则注意古今地理的沿革变迁。凡是有用之学，他无不喜好。

徐寿的家乡无锡是著名的鱼米之乡，也是远近闻名的手工业之乡。那里有许多能工巧匠。这种风气也影响了徐寿，他从小就爱好工艺制作，“少好攻金之事，手制器械甚多”①。大概正是由于这一爱好使他由博览群书逐渐转而致力于科学技术的研究。徐寿在科技方面的兴趣极为广泛，举凡数学、天文历法、物理、音律、医学、矿学等等，他无一不喜，无一不好。他不仅潜心研究中国历代的科技典籍，对于明末清初从欧洲翻译过来的西方科技著作也认真加以研究。他认为工艺制造是以科学知识为基础的，而科学的原理又藉工艺制造体现出来，所以他总是“究察物理，推考格致”②。结果，这不仅使他的科学修养大为提高，也使他制作工艺器械的水平日趋精湛。据记载，他曾制作过指南针、象限仪，还会制造结构很复杂的自鸣钟，而尤其善于仿铸墨西哥银元。他还研究制造过好几种古代乐器，据说都一一符合乐理。他善于制器的名声逐渐传播开来，引起本县的学者兼画家华翼纶慕名探访，由此，徐寿与华翼纶之子青年数学家华蘅芳（1833—1902）相识，成为终身不渝的朋友。

徐寿和华氏父子联络了几位对科技有共同兴趣的人，经常切磋讨论。他

④蒋学坚：《李壬叔丈灵柩南还，诗以哭之》，原注：“公误饮冯了性药酒而卒。”①华翼纶：《雪村徐征君家传》，《碑传集补》卷43。②华翼纶：《雪村徐征君家传》，《碑传集补》卷43。①程芳：《徐雪村先生像序》，《格致汇编》第二年（1877）第9卷。②华世芳：《记徐雪村先生轶事》，《碑传集补》卷43。

们到处访书求友，往往弄到一本科学书就相互传抄，每见新学新知，总是相互交流，遇到疑难问题，就反复研究，直至大家都明白。他们对明末清初的西方天文学、数学和技术之类的译书进行了认真深入的研究。这些书往往有理有法，不仅论述知其然，而且阐述其所以然，给徐寿留下了深刻的印象。就是在这些切磋交流中，徐寿从研究中国传统科技转而致力于西洋科技。

1855年，上海墨海书馆（英国伦敦布道会在中国的出版机关）出版了英国在华传教医师合信（B.Hobson，1816—1873）编译的《博物新编》。不久，徐寿和华蘅芳到上海访书，读到了这部新书。这是一部介绍西方近代科学技术基础知识的书，是最早向中国人介绍近代化学知识的一部书。其中还论述了蒸汽机原理，哥白尼和牛顿天文学等。尽管《博物新编》不过是一部科学常识书，但它介绍的却是近代科学常识，已经远远地超越了明末清初天主教耶稣会士介绍的西洋科学的水平。徐寿和华蘅芳他们一读到这部书，就好象一下子跨越了200多年，猛然间发现近代科学的新知新理。这种新鲜和敏感，如果不是对科学精研有素，是难以想象的。

回到无锡，他们按照书中所论自制器具，验证书中的一些科学理论和实验。徐寿因陋就简，自制了不少仪器。如他曾用水晶印章磨制成三棱镜，以检验光的折射定律在三棱镜中的特殊现象和光分七色的原理。为了搞清楚光在三棱镜中的折射问题，他和华蘅芳多次通信讨论。更为难得的是，徐寿还触类旁通，“引伸其说”③，试做了《博物新编》中还没有加以讨论的实验，并将书中的结论推而广之，得到了某些新的结果。可惜的是，这些实验和研究的笔记后来毁于1860年太平天国军进攻无锡、苏州之时。这一时期，徐寿还研究了轮船的制造。他认真研读了《博物新编》中的有关论述，并考察过停泊在上海的外国轮船，所以在1860年之前，就传说他能够制造轮船，称他“登西人火船，观其轮轴机捩，即知其造法”①。

1861年秋冬之际，两江总督曾国藩向清廷特片保举6人，徐寿和华蘅芳作为江浙的“才能之士，能通晓制造与格致之事者”，名列其中。清朝中央政府即命江苏巡抚薛焕将他们护送至曾国藩军营。次年三月，徐寿和华蘅芳抵达安庆曾氏军中，成为曾国藩军中的技术幕僚，在安庆内军械所着手试制轮船。

徐寿等人白手起家，自制了必要的工具，然后用这些工具制造出一系列零部件，仅用3个月的时间，船用蒸汽机的模型就制造出来了。该机汽缸直径为一寸七分，引擎速度为每分钟240转。1862年7月30日，徐寿和华蘅芳等将该机试演给曾国藩及其幕僚观看，一试即获成功。曾国藩对此极为满意，在当天的日记中写道：“窃喜洋人之智巧，我中国人亦能为之，彼不能傲我以其所不知矣。”随即令徐寿等正式开始制造轮船。这项工作以徐寿和华蘅芳为主，徐寿负责总体设计和制造，华蘅芳负责有关的测算工作。此外还有吴嘉廉、龚芸棠等。徐寿的次子徐建寅（1845—1901）虽然才17岁，但在造船过程中也“屡出奇计”②，帮助徐寿解决了某些疑难问题。1863年11月，徐寿等人试制出一艘小型的木质轮船，该船使用暗轮，长约三丈。可是试航时，它只行驶了一里左右就熄火了。徐寿等很快就查明了问题之所在，③傅兰雅：《江南制造总局翻译西书事略》，《格致汇编》第三年第五卷。①傅兰雅：《江南制造总局翻译西书事略》。②《王韬日记》1859年3月9日。

原来是由于锅炉中没有设置锅炉管，因此汽锅无法连续供给蒸汽。他们很快更改了设计。一个多月之后，该船又在长江上进行了试航，获得圆满成功。该船身长近三丈，航速为每小时12至13里。曾国藩随即指示制造更大的轮船。

1864年7月19日，湘军攻占天京（即南京）。不久，曾国藩从安庆移驻南京，内军械所也从安庆迁至南京。徐寿等人也搬到南京继续造船。由于船大，零部件的加工制作耗费时日，而人手有限、工具简陋，所以进展不快。直到1865年底，一艘明轮式的木质蒸汽船才终于完工。该船后被命名为“黄鹄”，船身长55尺，载重量为25吨，引擎使用高压蒸汽机，淘汰了先前的低压蒸汽机。其蒸汽机为单汽缸，倾斜装置，汽缸直径为2尺，长为2尺。主轴长14尺，直径为二寸四分。汽锅长10尺，直径二尺六寸。锅炉管有49支，各长8尺，直径二寸。船舱设在主轴位置之后，机器部分占去了船体的前半部分。推进器为设于两舷的腰明轮。1866年4月，“黄鹄”号在南京下水试航，其顺逆水平均船速为每小时22.1里。总的说来，“黄鹄”号轮与当时国外制造的内河航行的轮船在设计、性能上都是很相似的。其全部制造工作，无论是各项设计，还是工具、机器、零部件的制作，完全由中国人一手完成，没有假手外人。所用材料，除了用于主轴、锅炉和汽缸的铁系进口货之外，其余均为国产。在当时极其简陋的条件下，徐寿等人克服了重重困难，解决了一个又一个技术难题，而终于大功告成，真可以说是一个奇迹。当时在上海出版的著名的英文报纸《字林西报》（NorthChinaDailyNews）就称道“黄鹄”号的制造成功是“显示中国人具有机器天才的惊人的一例”。徐寿因此被曾国藩誉为“江南第一巧人”。在中国科技史上，“黄鹄”号的制造开创了我国的近代造船业。