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元年(1875)起,只在河南大梁府(今开封)书院教授诸生。仅一年时间
其学生中就有33 人中举人,次年有5 人中进士,34 人中举人。光绪三年
他辞教归里。
丁守存文武兼备,尤善长科学技术。清代道光年间(1821—1849)近
代科学还未大规模介绍到中国,但他在力学、化学、光学和机械学方面潜
心研究,颇有心得。鸦片战争期间他出于爱国而研制火器,成绩斐然。1843
年他据其化学实验及试验结果,写成《自来火铳造法》一书,其主要内容
是研制雷管作为火器起爆装置。所用起爆药是雷酸银,他是中国化学史中
最早实现雷酸银合成的人。其合成步骤是以青矾(FeSO■·7H■O)及硝石
制得硝酸,再蒸馏成浓硝酸(即丁守存所说的“强水”)。再将酒精反复
蒸馏制得纯酒精(乙醇)。当乙醇与浓硝酸配成浓溶液后,将足纹银锤成
薄片投入其中,随即发生剧烈化学反应。此时玻璃瓶内有“白霜坐底”,
即生成不溶性白色雷酸银结晶。
将雷酸银结晶小心放入铜帽内,即成雷管。此雷管“一击则火出而铳
响,其法始万全无弊”。从此改变了传统的纸药引信或火绳、火石引燃铳
炮的方法。欧洲是于1831 年首次用雷银、雷汞制成雷管,揭开了起爆技术
史的新篇章,从事这项研究的人是德国J.李比希(Liebig,1803—1874)
及法国J.L.盖…吕萨克(Gay…Lu…ssac,1778—1850)。而丁守存从事这
项研究,虽比欧洲学者晚十九年,但在中国科技史上却是个了不起的科学
成就。
丁守存成功地研制出雷管后,很快就推广应用于火器制造及工业生产
中。当时西方对雷管研制技术保密,丁守存的贡献在于他打破了外国技术
封锁,自力更生地制成国产雷管。他的文章被收入魏源的《海国图志》第
二版(1847)第57 卷。此后,他又从事手棒雷、地雷等新式火器的研制。
道光年间,山东的丁守存与福建的丁拱辰被并称“南北二丁”,同为中国
杰出的火器专家。丁守存在造船方面亦有专长。晋江陈庆铺曾写道,守存
究心武备,尝造轮船,省人力,不用火,驶海上可左可右,其技术惊人。
由此可知他还是一位蒸气轮船制造专家。歙县物理学家郑复光在列举当时
讲求制器之法的“聪明特绝之才”时,也将丁守存包括在其中,并称他从
丁守存处获益良多。郑复光在《镜镜■痴》(1846)卷五《火舟轮图说》
中写道,早时见传抄《火轮图说》,不通其理,后在丁守存处见一图与此
图相表里,经守存指点,乃会通其意。丁守存设计的轮船图样可从《镜镜
■痴》中得见其梗概。他在湖北任职期内,还开创以竹筒将江水注入闸中,
民以为便,故沿江各省皆效行之。
除《海国图志》收有丁守存撰写的《详覆用地雷法》(1842)及《自
来火铳造法》(1843)外,他还著有《新火器说》、《造化究原》、《丙
丁秘■》及有关轮船、天文、算法方面的作品,大部分都献给朝廷,传本
少见。朝廷将其作品颁至各军械局,依式制造。其中《丙丁秘■》属军事
机密书,不传于外。《新火器说》今可见清末抄本。《造化究原》是关于
自然科学及技术科学的一本专著,内有不少精辟见解,可惜从20 世纪以来
很难看到,仅能从刘■云撰著的《格物中法》(1871)中看到部分引语。
此外,丁守存晚年(1882)尚写成《编年自记》,此书是他的自传,今有
刊本行世。
丁守存是清代道光年间屈指可数的一流科技专家。他有着强烈的爱国
思想,为官廉洁,性至孝,遇乡民宗族邻里有困难者,则解囊相助。他在
科学技术方面靠自学成才,晚年投身于教育事业。他一生取得的研究成果
在当时被广泛应用,成为中国近代化学研究、火器及轮船制造的先驱者之
一。
文献
原始文献
'1'(清)丁守存:编年自记,清光绪年间(约1883 年)刊本。
'2'(清)丁守存:自来火铳造法,见魏源《海国图志》卷五十七,1847,
第1—7 页。研究文献
'3'赵尔巽等:清史稿·丁守存传,二十五史本,上海古籍出版社,1986。
'4'潘吉星:论清代化学家丁守存的起爆药雷酸银合成,见《科技史文
集》第15 辑,上海科学技术出版社,1989,第58—67 页。
徐寿
曾敬民
徐寿字雪村,号生元。江苏无锡人。清嘉庆二十三年一月二十二日
(1818 年2 月26 日)生;光绪十年八月六日(1884 年9 月24 日)卒于上
海。化学。
徐寿先世曾为无锡望族,到曾祖父徐士才时,家道衰落。祖父徐审法
在乡里德高望重,除种田外,还兼理商务,家境渐趋好转。父亲徐文标,
明理学,行坐不苟,27 岁去世。当时徐寿仅5 岁,刚刚略有好转的家境复
趋衰落,只得依靠母亲宋氏节俭持家,赖以维持。徐寿17 岁时,母亲因操
劳过度,也溘然长逝。徐寿原配妻盛氏,生一子,名大吕。盛氏早卒,继
娶韩氏,又生二子,名建寅和华封。
徐寿幼年失■,青年丧母,家境清贫,养成他刻苦耐劳、勤奋上进、
安贫若素、耿直敦朴的良好品德。他20 岁时,就为自己写下了座右铭:“不
二色,不诳语,接人以诚。”又说:“毋谈无稽之言,毋谈不经之语,毋
谈星命风水,毋谈巫谶纤讳。”这在当时封建思想束缚下的年轻人中还是
很难得的。
徐寿从小刻苦好学,在青少年时代也曾向往过科举仕进。他读过经史,
喜爱书法,研究过诸子学说,并且参加过童生考试。尽管有着较为坚实的
传统学问,但仍未能取得功名。他逐渐领悟到八股文章“无裨实用”,“溺
于科举俗学”,并非自己的归宿。于是,决心抛弃八股制艺,“专研格物
致知之学”,走上了与科学结缘,并为之奋斗终身的艰难之路。他与同乡
华蘅芳等人“究察物理,推考格致”,对中国的古天算博物之书和明末清
初耶稣会士的格致之学的译著,都加以研究。
当时介绍西方近代科技的书籍很少。徐寿为了探求新知识,约于1857
年与华蘅芳一道赴上海,搜求书籍,访问同道。他在上海结识了正在墨海
书馆工作的著名学者李善兰,并向李善兰讨教了一些学术问题。墨海书馆
是外国传教士在中国最早设立的编译出版机构,隶属伦敦布道会。它主要
印刷传道书籍,也出版少量西方科技著作。在上海,徐寿看到墨海书馆于
1855 年出版的《博物新编》一书,大为倾倒,仿佛觉得一下子从明末清初
跨越了200 年,猛然看到19 世纪的科学新发现。该书由英国医生合信
(B.Hobson)编著,介绍西方近代物理、化学等自然科学最基本的知识。
全书分三集,其中第一集载有氧气、氢气、氮气、无机酸等化学知识和若
干化学实验方法。这部书给徐寿以很大启迪,对他日后立志研究化学产生
过重要影响。
自沪返乡后,他和华蘅芳就照该书进行研究试验,并又多次到上海访
学和购买书籍及物理、化学仪器。他们两人“目验手营,偶有疑难,互相
讨论,必求涣然冰释而后已。知三棱镜之分七色也,求之不可得,乃用水
晶印章磨成三角以验之;知枪弹之行抛物线,而徐寿疑其仰攻与俯击之矛
盾也,乃设立远近多靶以测之”。徐寿家的经济状况原不佳,而食用又一
向节俭,但为了购买实验仪器,即使花费多金,也在所不惜,“因是见者
叹服,闻者心倾”。相传徐寿当时做化学实验用的瓶瓶罐罐,有一箩筐之
多。
徐寿十分重视科学实验,“尝言格致之理,必藉器以显,而制器之学,
原以格致为旨归”。所以他克服许多困难,自制了多种科学仪器,像指南
针、象限仪,温度表以及其他一些物理、化学仪器。
1862 年4 月,在曾国藩的举荐下,徐寿到安庆军械所工作,与华蘅芳
一起接受了试制轮船的任务。1867 年,徐寿从安庆来到上海江南制造局工
作,先在轮船厂就职,后来倡议并组织设立翻译馆,从此专事翻译西方科
技著作和普及科技知识的工作,一直到去世。
徐寿在科学上的贡献主要有以下几个方面:
(1)主持研制了我国第一艘以蒸汽为动力的轮船“黄鹄”号。鸦片战
争后,林则徐、魏源、丁守存、丁拱辰、郑复光等对火轮船的制造作过一
些研究,但都未能造出近代蒸汽轮船。1861 年,曾国藩在安庆设立了制造
军火的军械所后,就把制造火轮船一事提到了议事日程上,征聘徐寿、华
蘅芳、吴嘉廉等6 位科学家来所工作,目的是想由中国人自制蒸汽轮船。
徐寿的造船知识,来自合信的《博物新编》一书。该书初集中有“热论”
一章,其中介绍了蒸汽机和轮船的基本工作原理并有略图。徐寿制造轮船,
得到了次子徐建寅的有力协作。徐寿父子和华蘅芳等人除根据合信的记载
外,还曾到一艘停泊在长江的外国轮船上考察,仔细研究蒸汽机的工作情
况,获得了第一手的感性知识。经过3 个多月的反复研制,他们造出了轮
船关键部件蒸汽机小样。这是中国科学家制造的第一台蒸汽轮机,在中国
近代科技发展史上具有重要意义。曾国藩看了蒸汽样机后,在当天(同治
元年七月初四)的日记中写道:“窃喜洋人之智巧我中国人也能为之,彼
不能傲我以其所不知矣。”
蒸汽样机试制成功后,徐寿等人立即进行木质船体的试制工作。经过
一年多的准备和制造,于1863 年底制成一艘实验性的小型木质蒸汽轮船。
可是,由于缺乏经验,所制轮机不能连续供给蒸汽,试航时小轮船只行驶
一里左右就停止了。徐寿等人并不灰心,经反复研究,找出了问题的症结,
修改了汽缸和船身的结构,使轮船可以连续行驶,时速达13 里。木质小轮
船虽“行驶迟钝,不甚得法”,但它的制成标志着中国近代造船业的开始。
1864 年,徐寿随军械所由安庆到南京。徐寿等人在前次试制轮船的经验基
础上,继续研究改进,于1865 年终于制成了一艘新的木质明轮船,这便是
中国造船史上第一艘自制的实用性蒸汽轮船——“黄鹄”号。该船“载重
二十五吨,长五十五尺,高压引擎,单汽筒,直径一尺,长二尺;轮船的
回转轴长十四■,直径二又五分之二■■;锅炉长十一尺,直径二■六■;
轮船有锅管四十九条,长八■,直径二■,船仓在回转轴后面,机器都集
中在船的前半部”。据《清史稿·徐寿传》记载,“黄鹄”号航速达每小
时20 余里,“造器置机,皆出徐寿手制,不假西人”。1867 年徐寿父子
到上海江南制造局工作后,继续进行汽机轮船的研制工作。据史载,他们
所研制的轮船有“恬吉”(后改名“惠吉”)、“操江”、“测海”、“威
靖”、“海安”、“驭远”、“澄庆”等号。其中“恬吉”号为制造局于
1868 年8 月制成的第一艘兵轮。该船长十八丈五尺,宽二丈七尺二寸,程
式新颖,制作精良。在吴淞口外近海试船后,又上驶至南京,时速上水行
近40 里,下水行60 里。曾国藩乘船巡航后称该船“坚致灵便,可以涉历