【致敬·感动】|| 中国第一篇《Nature》竟诞生在那个年代

来源：材料基综合自SME科技故事、姚远科学网博客

能够在CNS（Cell+Nature+Science）等国际一流核心期刊上发表论文，作为科研人员，简直孜孜以求，其实，早在138年前的清朝末期，中国人就在《Nature》上发表了第一篇论文《考证律吕说》。
Nature杂志由英国Nature Publishing Group创刊于1869年，是世界上最早的国际性、综合性科学技术期刊这篇《考证律吕说》登载于《格致汇编》1878年第7卷，后由《格致汇编》的主编傅兰雅（John Fryer,1839—1928）译为英文在Nature发表，这也是中国科学家在Nature发表的第一篇论文。文章纠正了著名的伯努利定律，引起了国际巨大的反响，nature编辑评价道:"这非常出奇"，也是这篇文章，使得Nature创办以来，第一次出现了中国人的名字。其作者就是被称为晚清科技总设计师，启蒙了整个中国近代科学的徐寿。徐寿（1818—1884）徐寿，号雪村，1818年出生于江苏无锡一个没落的地主家，5岁丧父。除了是第一个发《Nature》的中国人，徐寿还有许多与清朝格格不入的“第一”。中国第一台蒸汽机、第一艘轮船、第一艘军舰、第一所教授科技知识的学校、第一场科学讲座、第一本科技期刊、第一批化学翻译本...徐寿，号雪村，1818年出生于江苏无锡一个没落的地主家。虽5岁丧父，但他的母亲仍对他要求十分严格，望他日后高中状元，讨个官做。徐寿所以自幼聪颖的徐寿，不但饱读诗书，还对这些古文有许多自己独特见解。无论是母亲，还是外人，都对他赞不绝口。然而，在旧式的“童子举”中，他竟连个秀才都没考上。不久后，母亲的去世，也让他更加痛觉学习八股文的无用。在这之后，他便毅然放弃了“应试教育”和科举当官的打算，开始通往“经世致用”之学——科学。他涉猎的科技范围极广，律吕（音乐）、几何、重学（力学）、矿产、汽机、医学、光学、电学，就没有一样是他不喜欢的。象限仪， 用于测量火炮倾斜角，检查火炮瞄准和火炮的角度那时根本没有进行科学教育的学校，而徐寿更不知道什么是“科学家”。但是，他所做的一切都与现代的科学理念完全相符。他求知若渴地翻遍历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”的求实精神。为了求实，他曾自制过指南针、炮用象限仪、甚至是结构极其复杂的自鸣钟。自鸣钟中，报时的小鸟此外，他还研究制造出好几种古代乐器。而这几种古代乐器。也带领着徐寿通往了更宽广的科学之路。一次，徐寿正在县城帮人修理七弦琴，他精湛的手艺和非凡的谈吐，引来了举人华翼纶的注目。那时的华翼纶想给小儿子华蘅芳（青年数学家），找个亦师亦友的“玩伴”，让他更好的学习科学技术。之后，徐寿和华蘅芳便成了志趣相投，相见恨晚的忘年之交（徐寿比华蘅芳大15岁）。左徐寿，右华蘅芳在当时闭关锁国的大清王朝，能学到的科学知识实在有限。所以徐华两人也结伴，到处寻找“科技发烧友”，只要弄到一本科学书就互相传抄，学习新知识和互相交流。一次，徐华二人到上海寻书时，就觅得一本新编译的西方近代科技书《博物新编》。这本书虽说是欧洲普通的科学常识书，但对比清朝的科技水平，徐寿仿佛穿越到了未来200年一般。那种心情，结合一下当时清朝的环境，就可以想象得到有多欣喜。《博物新编》得到这本书后，徐寿便立刻开始验证书中一些科学理论和实验。他的动手能力极强，许多实验要用到的器材、工具，都是从他那双巧手得来的。如他当时就把水晶图章磨成三棱镜，用来观察光的折射和光分七色的问题。除了做验证实验外，徐寿还能触类旁通。他还试做了许多《博物新编》里还未有定论的实验，并得到了一些新的研究成果。《博物新编》中火轮机图那时，他还认真研读了《博物新编》中关于现代蒸汽机原理，甚至经常跑到西洋人的轮船上，探究其造法。在那个闭关锁国、封建落后、民智不开的清朝，徐寿的“奇技淫巧”完全是异类，更是引来不少关注。很快，徐寿等人的事迹也传到洋务派曾国藩耳中。当时正为洋务运动发愁的曾国藩，马上就把徐寿等人聘到安庆机械所。1862年4月，徐寿等人进入安庆内军械所后，接到的第一个任务便是“自制轮船”。依据“国情”来看，自制轮船谈何容易啊。古代中国的造船业规模虽一直名列世界前茅，但是多是以人力和风力为动力的原始木船。与西方近代以蒸汽机为动力的铁甲船一对比，鸿沟显而易见。中国古代的内河船虽完全白手起家，但徐寿还是表现得信心十足。首先关于轮船的核心技术蒸汽机，徐寿早已从西方的机械书中烂熟于心，设计图跃然纸上。就算没有任何进口零件（当然国产也没有），但徐寿自己本身就是个手艺人，像蒸汽机所有的零部件，他都能凭锉刀一个个锉出来而擅长数学的华蘅芳，则在测算、绘图，配置动力等方面给予他帮助。就连他的儿子徐建寅也“屡出奇招”，帮忙解决了一个个难题。徐寿儿子徐建寅3个月后，中国人自制的第一台蒸汽机诞生。1964年，徐寿等人完全不假西方人之手，制造出了完全国产的“黄鹄号”蒸汽船。当“黄鹄号”试航完毕靠岸时，曾国藩对徐寿、华蘅芳等人赞不绝口道：“洋人之智巧，我中国人亦能为之！”“黄鹄号”的落成，也使徐寿在科技界声名大噪起来。之后，他更是获得了一副清同治帝御赐的“天下第一巧匠”牌匾。但是徐寿并不以为荣，反而是将这块牌匾收着，不以示人。因为在他看来，轮船早已在世界各地穿梭了近半世纪，大清还关门自称第一，洋人看了是笑话。1867年，徐寿也因出众的才学，被调往从事军工生产的江南制造总局。然而，他并不满足现阶段的只求技术，而不求科学原理的洋务派思想。一上任，他就依据民族的“刚需”，向曾国藩呈送了四项建议，分别为：一、开煤炼铁；二、自制大炮；三、操练轮船水师；四、翻译西书。徐寿的纪念章但曾国藩与徐寿在思想高度还存在一定差距。那时，他只想着用“洋技术”造出轮船即可，对本国的科技发展和学习西方真正的科学理念不太上心。所以，曾国藩就以“其轮船以外之事，勿遽推广言之”为由，一口拒绝了徐寿的所有请求。近代第一艘军舰“惠吉号”好，你说造船，就给你造。很快，由徐寿设计的近代第一艘军舰“惠吉号”诞生。之后“操江号”，“驭远号”等军舰也陆续有来，为我们近代海军军事工业打下坚实基础。二等炮舰“操江号”虽说徐寿在遵照上级“专心”做轮船，但是私下他还是打起了自己的小九九。他觉得，前三条建议上级不同意，算了！但是关于第四条的“翻译西书”，他却怎么也说服不了自己放手。因为每当想起初读《博物新编》的心情，他都想把这种“开眼”和“穿越”的感觉，传递给更多的人。被曾国藩拒绝，他就迂回地找到江南制造局会办的冯骏光和沈宝靖。他用试探的口气，以“小试”之名，提出先翻译几本西书，看看效果。这个既不会得罪曾国藩大人，又能开始译西书的“曲线译书法”，自然也得到了冯、沈二人的同意。之后小试初译的三本书，也完全在徐寿的意料中，一改曾国藩以往的反对态度。他不但对徐寿赞赏有加还出大力支持，更是建议“另起学管以习翻译”。江南制造总局翻译馆内，左起徐建寅，华蘅芳、徐寿就这样，江南制造总局翻译馆成立，徐寿担任总管。为了更好的翻译西书，徐寿高薪聘来了英国传教士傅兰雅、伟烈亚力等人负责口译。而徐寿、徐寅成、华蘅芳等熟悉西方科技的中国人则负责理解，形成文字。英国传教士傅兰雅徐寿这译书，一译就是17年，译著书共计137部，约290万字。其中徐寿更是以化学译著最为出名，被称为近代化学的先驱。他将西方近代化学中的各个分支，无机、有机、定性、定量、物化以及实验方法和仪器等都完整引入我国，翻译的书籍还成了我国第一批化学教材。徐寿父子、傅兰雅等人翻译的书籍此外，徐寿更是首创了化学元素汉译名的原则。他选择用罗马音的首音（或次音），找到同音字，加上偏旁，用于化学元素的译名。我们现在必背的元素周期表，也大部分都出自于他的翻译。你可能觉得，这几个化学元素的翻译没什么厉害的。但是只要对比一下日本的元素周期表，你绝对会对徐寿心存感激。日本翻译有一个特点就是喜欢直接音译，所以他们的元素周期表也沿袭了这一做法。徐寿译的“钠镁铝硅磷”，日语则是“ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン（罗马音Natoriumu, maguneshiumu, aruminiumu, keiso, Rin）”。想想要用日语背下整张元素周期表，就觉得还是徐寿中西合璧的翻译更加先进高明。日本元素周期表为了传授科学技术知识，徐寿和傅兰雅等人于1875年，在上海创建格致书院。这也是中国第一所教授科学技术知识的学校，开设有矿物、电务、测绘、工程、汽机、制造等多门课程。此外，在格致书院，徐寿还定期举办科学讲座，边讲科学知识边做实验表演，效果显著。格致书院其实刚开始英国的董事会，是想在上海开办一个像大英博物馆一样的科技展览机构。但是在徐寿的坚持下，才建成了“工业技术学校”的模样。为了不让这所科技学校流产，徐寿当时还捐出了1000银元（可购买一百亩良田）。此外，他继续发动北洋大臣李鸿章拨国库1000银元，各界才纷纷响应凑齐7700银元，使书院脱离了财产危机。几乎是与格致书院成立的同时，徐寿和傅兰雅也编辑出版了我国最早的科技期刊《格致汇编》。《格致汇编》这篇发表于1881年的《考证律吕说》原登载于《格致汇编》1878年第7卷上，这既是中国科学家在综合性科学技术期刊上发表的较早的论文之一，也由《格致汇编》的主编傅兰雅（John Fryer,1839—1928）译为英文在Nature发表，而同时成为中国科学家在Nature发表的第一篇论文。1881年徐寿发表在《Nature》上的文章“律吕”是我国古代乐律学的统称，是研究律制构成与应用的科学，律管研究更是律学研究中的难题，《格致汇编》发表徐寿《考证律吕说》这一重要论文，报道了徐寿研究律管管口校正的最新成果，他用实验向著名的物理学家丁铎尔（John Tyndall,1820-1893）《声学》（徐建寅、傅兰雅译，1874年由上海江南制造局刊行）一书提出了质疑，该书（第214页）说：有底管、无底管发出声音的吹奏振动数，在一定时间内，皆与管之长度成正比。这也就是说，由于在一定时间内，任何八度音阶必是吹奏震动数的两倍，因此开口管必须准确地截去一半才发出高八度音。而这一点徐寿通过实验证明恰恰是不正确的，“惟声出于实体者正半相应，故将其全体半之，而其声仍与全体相应也。至于空积所出之声，则正半不应，故将同径之管半之，其声不与全体相应，而成九与四之比例”。徐寿用9英寸长的铜管进行实验，发现将管长截去一半，并不能得到与原管相差八度的音，但如果在截掉半音寸，就能得到准确度的高八度音。实验表明，两支相差八度音的开口管的长度比例不是2：1而是9：4。在文章中，他对传统声学定律“空气柱的振动模式”（即伯努利定律），提出质疑，并用现代的科学矫正了一项古老的定律。那时候大清未亡，就连当时的《Nature》编辑都评价这“非常出奇”。在这篇《Nature》发表后的第三年，徐寿就病逝于上海致格书院，享年67岁。十多年后，徐寿的儿子徐建寅也在一次无烟火药中，意外被炸死。他们不求功成名就，更不求达官厚禄，一生都致力于先进科学的引进与传播。徐寿石像或许徐寿这些人，在整个科学史上的成就微不足道。但是在封闭和黑暗的清朝，他们的一举一动都散发着无尽的光辉。

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