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01月05日

中国第一篇《Nature》论文

作者 : admin | 分类 : 生物医学 | 超过 5 人围观 | 已有 0 人发表了看法
原标题:中国第一篇《Nature》论文

中国第一篇《Nature》论文

能够在CNS(Cell、Nature 和 Science等国际顶尖学术期刊上发表论文,对于科研人员可以说是梦寐以求的,其实,早在 140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》。

中国第一篇《Nature》论文

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,也是现在全世界最顶尖的综合性学术期刊

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,于1881年在 Nature 发表 ,这也是中国科学家在 Nature 发表的第一篇论文。该论文 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

中国第一篇《Nature》论文

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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。

中国第一篇《Nature》论文

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。

中国第一篇《Nature》论文

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。

中国第一篇《Nature》论文

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

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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)

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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。

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《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。

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《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。

中国第一篇《Nature》论文

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。

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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。

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徐寿的儿子徐建寅

3个月后, 中国人自制的第一台蒸汽机诞生1864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

中国第一篇《Nature》论文

“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。

中国第一篇《Nature》论文

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

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。

中国第一篇《Nature》论文

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。

中国第一篇《Nature》论文

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”

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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。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。

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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

中国第一篇《Nature》论文

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。

中国第一篇《Nature》论文

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。

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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。

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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。

中国第一篇《Nature》论文

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》。

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《格致汇编》

这篇《 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,于1881年在 Nature发表,而同时成为中国科学家在 Nature发表的第一篇论文。

中国第一篇《Nature》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。

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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

来源 | 材料基综合自SME科技故事、姚远科学网博客

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