宮 慧 張 帥

（鄒平縣黃山中學(xué) 山東 濱州 256200）

中國(guó)古代曾經(jīng)在科技領(lǐng)域取得了輝煌的成就，然而中國(guó)近代并沒(méi)有多少重量級(jí)的科學(xué)家.當(dāng)我們遺憾這一段科學(xué)史缺乏中國(guó)人的時(shí)侯，卻偶然的找到淹沒(méi)在歷史中的中國(guó)“愛(ài)迪生”—— 發(fā)明家黃履莊.

黃履莊（1656～？年），清初順治、康熙年間的江蘇揚(yáng)州人，自幼聰穎，尤其喜歡出新意.據(jù)《黃履莊傳》［1］記述，黃履莊在28歲以前已發(fā)明制造了相當(dāng)多的自動(dòng)機(jī)械器具和各種儀器，皆構(gòu)思巧妙，令人嘆為觀止.盡管關(guān)于他的史料很少，然而僅有的資料也足以證明黃履莊是一位可以媲美“愛(ài)迪生”的杰出的天才發(fā)明家.

黃履莊七八歲讀私塾時(shí)，曾經(jīng)背著塾師，偷偷拿走匠人的刀子和鑿子，雕刻出一個(gè)高約一寸的木人，引得同學(xué)們圍觀.只要將小木人放在桌子上，將桌子的一邊抬高，它就能沿著斜面一步步走下來(lái).原來(lái)小木人的肚子內(nèi)含機(jī)巧.黃履莊十余歲時(shí)，父親去世，黃履莊來(lái)到了廣陵（今揚(yáng)州市廣陵區(qū)）舅舅家，與表兄戴榕同處.揚(yáng)州是當(dāng)時(shí)對(duì)外通商口岸，黃履莊有機(jī)會(huì)看到歐洲傳教士帶來(lái)的一些科技著作，從中學(xué)到了不少幾何、代數(shù)、物理、機(jī)械等方面的知識(shí)，這讓黃履莊充實(shí)了頭腦.另外，黃履莊的性格比較沉穩(wěn)，平時(shí)喜歡獨(dú)坐靜思，遇到難題，經(jīng)常廢寢忘食，直到把難題想通為止，這些主客觀因素對(duì)黃履莊提高發(fā)明創(chuàng)造能力都有很大幫助.

黃履莊研制了世界上第一輛自行車.《黃履莊傳》［1］記載：“黃履莊所制雙輪小車一輛，長(zhǎng)三尺余，可坐一人，不須推挽，能自行.停時(shí)，以手挽軸旁曲拐，則復(fù)行如初，隨住隨挽日足行八十里.”這是史料最早記載的自行車.由此可見(jiàn)，他所制作的自行車前后各有一個(gè)輪子，騎車人手搖軸旁曲拐，車就能前進(jìn).黃履莊以后大約100年，法國(guó)人西夫拉克于1790年才制成了木制自行車，這輛自行車沒(méi)有驅(qū)動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置，坐墊低，人騎在車上兩腳著地向后用力蹬，車子才能沿直線前進(jìn).這種被很多人認(rèn)為是最早出現(xiàn)的自行車，不僅比我國(guó)黃履莊發(fā)明的自行車要晚，而且還缺少黃氏自行車上的一個(gè)重要部件——軸旁曲拐.外國(guó)的自行車上出現(xiàn)軸旁曲拐，那已是1800年，由俄國(guó)人葉·米·阿爾塔蒙諾夫制造的，比黃履莊晚了100年.

1683年黃履莊成功制作了第一架利用弦線吸濕伸縮原理的“驗(yàn)燥濕器”，即濕度計(jì).它的特點(diǎn)是“內(nèi)有一針，能左右旋，燥則左旋，濕則右旋，毫發(fā)不爽，并可預(yù)證陰晴.”黃履莊發(fā)明的“驗(yàn)燥濕器”有一定的靈敏度，可以“預(yù)證陰晴”，具有實(shí)用價(jià)值，可以說(shuō)是現(xiàn)代濕度計(jì)的先驅(qū).黃履莊的另一個(gè)發(fā)明是“驗(yàn)冷熱器”，即溫度計(jì).據(jù)記載，“此器能診試虛實(shí)，分別氣候，證諸藥之性情，其用甚廣，另有專書(shū).”只是驗(yàn)冷熱器的“專書(shū)”和實(shí)物都已失傳，我們難以判斷其具體原理和結(jié)構(gòu)，估計(jì)是氣體溫度計(jì)之類的裝置.

黃履莊還發(fā)明了“瑞光鏡”，這種瑞光鏡可以起到探照燈的作用.黃履莊的發(fā)明大大增加了凹面鏡的尺寸，最大的直徑達(dá)五六尺.《黃履莊傳》記載道：“制法大小不等，大者五六尺，夜以燈照之，光射數(shù)里，其用甚巨.冬月人坐光中，遍體升溫，如在太陽(yáng)之下.”由于當(dāng)時(shí)只能是蠟燭之類的光源，凹面鏡的口徑大，它所能容納的光源也就大，這就使得人們可以提高光源強(qiáng)度，這樣經(jīng)過(guò)反射形成平行光以后，照在人身上就有“遍體升溫”的感覺(jué)，亮度也大大增加了.歐洲人1779年才制成探照燈，比黃履莊又晚了近百年.當(dāng)然，原文這段記載對(duì)其射程和輻射熱量的描寫(xiě)，有些夸張渲染，這也是應(yīng)予指出的.

上述這些發(fā)明，在物理學(xué)中均有重大意義.此外，黃履莊還發(fā)明了不少自動(dòng)機(jī)械，樣樣構(gòu)思巧妙，令人拍案叫絕.吳陳琰的《曠園雜志》［2］徐珂的《清稗類鈔》［3］等多本書(shū)籍中都記載黃履莊發(fā)明“機(jī)械狗”之事，說(shuō)：“黃履莊精西洋輪捩之學(xué)，嘗制木狗，置門(mén)側(cè)，卷臥如常，遇客至，觸機(jī)而起，吠不止.一時(shí)莫辨其真?zhèn)?”傳說(shuō)清代最著名的大數(shù)學(xué)家梅文鼎慕名拜訪黃履莊時(shí)就曾經(jīng)遇見(jiàn)黃履莊的木狗，感覺(jué)大開(kāi)眼界，對(duì)黃履莊如此精巧的奇器發(fā)明十分贊賞.當(dāng)然這類傳說(shuō)，常帶有夸張成分，不可過(guò)于當(dāng)真.不過(guò)，它所反映的黃履莊精于機(jī)械制作這一事實(shí)，應(yīng)該是可信的.

黃履莊的發(fā)明制造很多，他曾經(jīng)寫(xiě)了《奇器目略》一書(shū)記錄他發(fā)明制作的器具，但遺憾的是這本書(shū)已經(jīng)失傳了，他的科技發(fā)明也沒(méi)有流傳下來(lái).現(xiàn)在能知道的僅僅是戴榕在寫(xiě)《黃履莊傳》時(shí)，從《奇器目略》里“偶錄數(shù)條，以見(jiàn)一斑”，從中選出27種機(jī)械器具的名稱，寫(xiě)進(jìn)了黃履莊的傳記.戴榕所記錄的奇器可分六類：

（1）驗(yàn)器：就是測(cè)量?jī)x表，有溫度計(jì)和濕度計(jì).

（2）諸鏡：就是光學(xué)儀器，有千里鏡（即望遠(yuǎn)鏡）、取火鏡、臨畫(huà)鏡、顯微鏡、多物鏡、瑞光鏡等，其中最值得注意的是“瑞光鏡”.

（3）諸畫(huà)：遠(yuǎn)視畫(huà) 、旁視畫(huà) 、鏡中畫(huà) 、管窺鏡畫(huà)、上下畫(huà)、三面畫(huà).

（4）玩器：有自動(dòng)戲、自動(dòng)驅(qū)暑扇、木人掌扇和燈衢（利用多面平面鏡成復(fù)像的裝置）等.

（5）水法：有龍尾車（多級(jí)螺旋水車，可用于農(nóng)田灌溉）、一線泉、柳枝泉（噴泉）、山鳥(niǎo)鳴、鸞鳳吟、報(bào)時(shí)水、瀑布水等.

（6）造器之器：即工具，有方圓規(guī)矩，就小畫(huà)大規(guī)矩、就大畫(huà)小規(guī)矩，畫(huà)六角八角規(guī)矩、造諸鏡規(guī)矩和造法條（卷簧）器等.

從上面的描述來(lái)看，黃履莊運(yùn)用的知識(shí)十分全面，涉及到數(shù)學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、材料學(xué)等多種學(xué)科.

為什么這樣的能工巧匠得不到朝廷的重視？黃履莊生活在康乾盛世的清初，然而清政府面對(duì)世界范圍內(nèi)工業(yè)革命到來(lái)，盲目自大，茫然無(wú)知，閉關(guān)鎖國(guó)，視科學(xué)發(fā)明為“奇技淫巧”，不把科學(xué)家、發(fā)明家當(dāng)回事，甚至采取愚民政策；黃履莊的發(fā)明創(chuàng)造沒(méi)有傳下來(lái)就不足為怪了.《虞初新志》［4］的編者張潮在看到黃履莊的故事時(shí)曾經(jīng)發(fā)出感嘆：華人的智慧并不比西方人遜色，“豈天地靈秀之氣獨(dú)鐘厚彼方耶！”那么，為何“泰西人巧思百倍中華？”張潮說(shuō)：“只因（我華人）不欲以技藝成名，且復(fù)竭其心思于富貴利達(dá)，不能旁及諸技.”所謂“不欲以技藝成名”講的是價(jià)值取向；中國(guó)傳統(tǒng)的價(jià)值取向是輕視技藝、輕視發(fā)明家的［5］.寫(xiě)到這里筆者不禁掩卷慨嘆：昨日中華積弊久已，愿我今日盛世中華，重視人才，重視科技，早日追趕世界科學(xué)新潮流！

參考資料

1 （清）戴榕.黃履莊傳.虞初新志（卷6）.石家莊：河北人民出版社，1985

2 （清）吳陳琰.曠園雜志（卷二十八）.濟(jì)南：齊魯書(shū)社，1995

3 （清）徐珂.清稗類鈔（第五冊(cè)）·工藝類.北京：中華書(shū)局，1984

4 （清）張潮.虞初新志.石家莊：河北人民出版社，1985

5 鄢烈山.張潮的反思.毀譽(yù)之辨——鄢烈山歷史隨筆.福州：福建人民出版社，2005