明末一部奇书透露,中国可能先于欧洲发明了蒸汽机并用于驱动轮船

作者:Brigade  于 2021-3-11 22:22 发表于 最热闹的华人社交网络--贝壳村

作者分类:转文|通用分类:文史杂谈|已有5评论

明末发明家王徵在其著作《额辣济亚牖造诸器图说》中介绍了24种机械,其中最引人遐想的是“火船自去”,因为有观点认为这就是蒸汽机船。如果真是那样,这就是一个颠覆性的发现,因为西方人把蒸汽机用于轮船驱动是在1807年,而王徵在1644年前就造出了蒸汽机船,人类科技史将因此被改写。

明朝中后期,经历了文艺复兴的西方又兴起了工业革命,在科技方面已经大幅领先于世界,而明朝仍处于封建的封闭状态,大多数读书人都全身心地应付科举考试,皓首穷经地研究四书五经,对自然科学漠不关心,甚至还很排斥。然而知识分子毕竟是善于思考的一群人,他们中的一些开明人士思想比较开放,通过与西方传教士的接触,领略到了西方的先进科技,于是积极学习,并著书立说,致力于西洋文明在国内的传播,为西学东渐做出了重要贡献,徐光启、李之藻、杨廷筠、瞿汝夔、王徵等人就是其中的翘楚。

徐光启的事迹已广为人知,而王徵在当时是与他齐名的西学大咖,被誉为“南徐北王”。王徵不仅努力学习西方的力学、数学等理论知识,还特别专注于对西方先进实用机械的研究改良和在国内的推广应用,希望以此提高明朝的劳动生产率,减轻百姓沉重的劳动负担。

当时的主流价值观中有“君子不器”之说,机械制造被视为雕虫小技,属技艺末务,从事这种研究会遭人歧视,可是王徵认为:“学原不问精粗,总期有济于世人;亦不问中西,总期不违于天。”他以毕生精力从事科学研究与工程机械的开发、设计和制造,为此著有介绍西洋力学知识和机械技术的《远西奇器图说录最》以及他自己学习借鉴西方技术的成果《新制诸器图说》《额辣济亚牗造诸器图说》。

王徵,字良甫,又字葵心,自号了一子、了一道人,支离叟,皈依天主教后,他的教名是斐理伯。王徵生于明隆庆五年(1571年),陕西省泾阳县人。天启二年进士,曾任广平府、扬州府推官,山东按察司佥士,监辽海军务。他早年潜心研究佛教和道教,文学音韵方面的造诣也很深。甲申之变后,他听闻崇祯自缢后,悲愤欲绝,决心以身殉国,因此违背天主教“十诫”,在家绝食七日而亡。

王徵的父亲精通数学,著有《算数歌欺》,舅父张锚通晓兵法,善制器械。家庭的熏陶,对他后来倾慕于西方科学技术,喜好钻研机器构造,热衷于发明创造、产生了直接影响。他经常“顾眠思坐想,专一好古今所不经见奇巧之器具。”

在接触西学前,好学擅思的王徵就在诸葛亮木牛流马的启发下,设计制造了多种机械,包括虹吸、鹤饮、轻壶、代耕、自转磨、自行车等,主要用于农业生产。每当春夏耕作时,乡民便驱动这些机械于农事劳动中,“所制器从事院亩,春者,簸者,汲者,炊者,操饼杖者,抽风箱者,机关转换,各显神通;至收获时以自行车运载禾麦以归。”这些农机的使用,省力省事省时,乡人们受益匪浅,无不欢喜雀跃,他们称王徵为“孔明再生”。而王徵设计制作这些机械的初衷就是本着儒家经世致用思想,以“裨益民生日用”为目的。王徵开发出来的机械有很多种,那些“关民生之未甚急”的并没有发表。

当时,利玛窦等西洋传教士到北京传教,同时介绍西洋科学。天启三年(1623),王徵在广平任职期间偶读意大利耶稣会士艾儒略与杨廷筠合译的《职方外纪》,从中见识到西方的“奇人”、“奇器”,他被西方机械的精妙深深吸引了。他认为,“书中一二奇器,绝非此中见闻所及”。在王徵看来,当时西方机械技术已远非明朝可及了。

继母去世后,王徵回乡丁忧,请教于当时正在山西的比利时传教士金尼阁,为帮助西方传教士阅读中文书籍,金尼阁著有《西儒耳目资》,以拉丁字母为汉字注音。王徵认真学习了这部书,成为最早学习拉丁文的中国人,他还促成了这本书的刊印和传播。

天启六年冬,王徵丁忧期满,他回到在北京,就《职方外纪》中的内容请教龙华民、邓玉函、汤若望三位传教士,并阅读他们带来的来的科技图书,其中有千百种西洋机械的图解说明,他见这些机械的设计思路都极尽机巧,有些还与他的想法吻合,因而大喜,他说:“其器多用小力转大重,或使升高,或令行远,或资修筑,或运刍的,或便泄注,或上下舫舶,或预防灾极,或潜御物害,或自春自解,或生销生风。诸奇妙器无不备具。有用人力、物力者,有用风力、水力者,有用输盘,有用关换,有用空虚,有即用重为力者。种种妙用,令人心花开爽。间有数值颇与愚见相合。阅其图绘,精工无比。”

王徵想请传教士帮助把这些资料译成中文。但是邓玉函告诉他,要学习这些机械的制造,首先要学习理论知识,否则不能通晓原理,他说:“第此道虽属力艺之小技,然必先考度数之学而后可。盖凡器用之微,须先有度有数。因度而生测量,因“数”而生计算,因测量、计筭而有比例,因比例而后可以穷物之理,理得而后法可立也。不晓测量、计筭,则必不得比例;不得比例,则此器图说必不能通晓”

于是王徵在邓玉函的指导下学习了数学和力学,大致掌握了相关知识。在这个基础上,王徵和邓玉函选取来自欧洲的机械图说著作,开始编著《远西奇器图说录最》,由邓玉函分类口授,王徵记录和绘图,根据西文底本临摹或改绘各图,并图中人物都改为中国人的样貌衣冠。天启七年正月,即公元1627年2月,王徵与邓玉函在北京完成《远西奇器图说录最》三卷稿本。这是最早系统介绍西方力学知识的中文著作,也被称为中国“第一部机械工程学”专著,在中国学习西洋科技的历史上,具有里程碑意义。

从《远西奇器图说录最》中,可以看出明朝在科技和生产力方面与西方的差距。即使不谈书的内容,仅此书本身的印制质量,就是这种差距的体现。《远西奇器图说录最》中选取的图例,其西洋原图绘制细致详实,“精工无比”,而中国临摹的版本却明显粗糙稚拙,反映出明朝与西方在绘图技术和印刷技术方面已经相差甚远了。

在学习西洋技术时,王徵是有所取舍的,“第或不其关切民生日用,如飞鸢、水琴类,又或非国家工作之所急,则不录。特录其最切要者,器诚切矣,乃其作法或难,如一器而螺丝转太多,工匠不能如法;又或器之工费甚巨,则不录。特录其最简便者。器俱切俱便矣,而一法多种,一种多器,如水法一器有百十多类,或重或繁,则不录,特录其最精妙者。”这里既有成本和实用性方面的考量,也有受装配制造能力限制的无奈。比如“一器而螺丝转太多,工匠不能如法”。就是指一台机械中齿轮传动太多太复杂,中国工匠就无法依样制作安装了。这不仅是工匠技艺问题,而是冶金和金属加工等方面落后导致的结果,书中那些西洋成熟的机械,明朝即使得到了完整的图纸,也无法仿制,只能选用其中相对简单的设计。

正是清醒认识到了自己的落后,王徵才强烈地感到必须利用一切机会加紧向西洋学习。他说:“夫西儒在兹多年,士大夫与之游者,廉不心醉神怡。彼且不骗、不吝,奈何当吾世而规面失之。”又说:“古之好学者裹粮负笈,不远数千里往访。今诸贤从绝徼数万里外,赍此图书以传我辈,我辈反忍拒而不纳欤?”

西洋科技为王徵提供了许多借鉴,对他研究能力的提高也有很大的促进,比如在西洋钟表技术的启发下,他设计出了自转磨和自行车,这些机械都参考西洋自鸣钟的齿轮传动设计,依靠悬重作为驱动的能量。自行车上运送的人或物的重量,就是驱动能量,载荷越大,行驶得越快,能量释放完后,可以通过一套省力的齿轮机构将悬重重新置位,将悬重置位一次,可以行驶三里,如此往复,车子可以一直行驶下去。此外还有水力磨,水力锯等,通过水力驱动轴承和齿轮然后带动石磨和铁锯用来磨面、锯木头、切割石块。

王徵将前此自行设计或借鉴西洋技术改良设计的机械编成一部书,为与《远西奇器图说录最》区别,称为《新制诸器图说》。通过刻苦学习和大量实践,王徵的理论水平、设计能力、制造经验,已经达到了西方当时的水准,如果能得到重视和推广,中国就能搭上第一次工业革命的快车了。遗憾的是,明朝灭亡后,王徵殉国,他的成果没有得到继承和发展,在清朝严酷的文化禁锢中,他的著作又大多被禁毁,流传下来的只有《远西奇器图说录最》和《新制诸器图说》等极少几部。

王徵晚年,在对西洋机械技术学习的基础上著有《额辣济亚牖造诸器图说》。额辣济亚”是拉丁文“圣宠”的译音。王徵解释说:“额辣济亚,乃全能造物主开发学人心灵独赐恩佑之异名也。”书中的机械有些是王徵原有的设计,有些来自西洋书籍或他借鉴这些资料后自己做的改良。王徵称这些机械均能“实行”,也就是都实际使用过。但这部书尚未能刊出,王徵就离世了,其中的图纸都已佚失,如今已无法详细了解其构造和原理了。

《额辣济亚牖造诸器图说》介绍了24种机械:天球自旋、地堑自收、日晷自移、月规自转、水轮自吸、水漏自升、火船自去、火雷自轰、风轮转动、风车行远、云梯直上、云梯斜飞、气足发矢、气足传声、机浅汲深、机小起沈、自转常磨、自行兵车、活台架炮、活钳擒钟、灵窍生风、沙轮奏乐、通流如海、神威惊敌。其中最引人遐想的是“火船自去”,因为有观点认为这就是蒸汽机船。如果真是那样,这就是一个颠覆性的发现,因为西方人把蒸汽机用于轮船驱动是在1807年,即使是第一台简单的蒸汽机也是1688年由法国人德尼斯·帕潘发明的。而王徵在1644年前就造出了蒸汽机船,这个成果足以证明中国人在蒸汽机的发明和应用方面走在了西方前面,人类科技史将因此被改写。

然而由于文言文在逻辑上缺乏对文字内容以及外延的精准概括和限制,导致不同的人从不同的角度对同一个词或语句会产生不同的理解,因而无法用来精确阐述科学概念,徐光启在翻译欧几里得几何时,就因为这个原因,不得不省略了许多推导过程的翻译。

在文言文语境中,“火船自去”中的“自去”,可以理解为不需要人力和畜力就能自动行驶,也可以理解为依靠风帆行驶;而“火船”可以理解为中国传统水师在水战中用于烧毁敌船的纵火船,也可以理解为用火做动力的船。如果是后者,那必然是通过燃烧某种介质来获得动力,而在那个年代还没有汽柴油,只能通过燃烧木材和煤炭来使水汽化,那么火船的动力只能来自蒸汽机。事实上,当后来西方蒸汽船进入中国时,中国人就是称其为“火轮船”,所以“火船”就是蒸汽机船的可能性是存在的。

王徵所处的年代,欧洲还没有发明蒸汽机,但许多科学家都在研究这种革命性技术,已经处在突破的前夜。当时来华的传教士,都是知识非常丰富的博学之士,他们掌握着当时的前沿科技,不可能不了解相关知识。王徵与他们长期相处,共同撰写著作,有着密集的思想知识交流,必然也会了解到相关知识。以他在《远西奇器图说录最》和《新制诸器图说》显示出来的设计制造水平和工程经验,再根据从传教士那儿获悉的蒸汽机原理,研制出一台工程样机,甚至直接安装到船上进行试验是完全可能的。如果按照他所说的,《额辣济亚牖造诸器图说》中的机械都可以“实行”,那么他的蒸汽机已经研制成功并投入使用了。

令人叹息的是,随着明朝灭亡和王徵殉国,他的研究后继无人,中国因此错过了在十七世纪赶上世界科技发展潮流的机会。“火船自去”也失去了被证实的机会,但无论如何,王徵都是中国十七世纪最了不起的发明家,是一位伟大的科学启蒙者。


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发表评论 评论 (5 个评论)

1 回复 sousuo 2021-3-12 08:36
全都改写也没实际意义,反正没利用,也没推广,只有考古的意义。
5 回复 shapingba 2021-3-12 09:00
我认为机器人是中国2000年前发明的,因为有记载诸葛亮发明了木流马!
2 回复 Brigade 2021-3-12 12:40
我转来是研究一下中国如何失败,当然不相信什么“中国可能先于欧洲发明了蒸汽机”
西方本来就是工商业社会,小发明从中世纪就无所不在。这些发明,并非是什么学者发明的, 是小手工业者小资本家的智慧洁净。
瓦特发明(应该说是改进)蒸汽机也不是用来驱动轮船的,而是采矿用的自动抽水机。
不懂发明的人会认为有一个设想就是发明,像文中的“火船自去”。实际上一个大的发明是很多小发明的集成。
明朝那时,中国连金属齿轮都造不出,更不用说机械传动的各种形状的金属杆件,怎么会发明蒸汽机?不能说中国人也试着用翅膀飞天就说明中国人发明了飞机。
回复 Timztang 2021-3-12 23:03
四大发明是中国人发明的也没好好用啊!
回复 sousuo 2021-3-13 02:01
工商社会发明能赚钱,农耕社会发明没有动力的。

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