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黃履莊

信息來源:國醫(yī)小鎮(zhèn)發(fā)布時間:2020/3/30
摘要:黃履莊(1656—?),廣陵(今揚州)人。清初制器工藝家、物理學(xué)家。在工程機(jī)械制造方面有很深的造詣。少聰穎,讀書過目不忘,尤喜出新意制作諸技巧工藝。常作小物自娛。十歲喪父 ...
黃履莊

黃履莊 圖片

黃履莊(1656—?),廣陵(今揚州)人。清初制器工藝家、物理學(xué)家。在工程機(jī)械制造方面有很深的造詣。少聰穎,讀書過目不忘,尤喜出新意制作諸技巧工藝。常作小物自娛。十歲喪父,家境貧困,投靠親友為生。畢生刻苦鉆研,創(chuàng)造發(fā)明很多,制有諸鏡、玩器、水法、驗器和造器之器等。其發(fā)明的“瑞光鏡”可起到探照燈的作用。還發(fā)明了“真畫”,人物馬獸,皆能自動,與真無二,又創(chuàng)造了“自動戲”、“自行驅(qū)暑扇”、“驗冷熱器”和“驗燥濕器”(驗冷熱器,即溫度計)等。著有《奇器圖略》,現(xiàn)已節(jié)存于《虞初新志》,共有27種。

從醫(yī)經(jīng)歷
明末清初,西方的一些機(jī)械制造原理和日用技術(shù)傳到中國,引起士人和手工藝人的極大興趣。在《虞初新志》所記載的大量畸人異事中,有很多能工巧匠。其中年輕的發(fā)明家黃履莊,能夠制作很多諸如聚光鏡之類的“奇器”。他之所以能夠有這么些發(fā)明創(chuàng)造,固然與他心靈手巧有關(guān);同時,為他作傳的戴榕也承認(rèn),由于他“聞西泰幾何比例輪捩機(jī)軸之學(xué),而其巧因以日進(jìn)”(《黃履莊小傳》)。

黃履莊從小聰明能干,喜歡動手制作。七、八歲讀私塾時,他曾雕鑿了一個內(nèi)含機(jī)巧的小木人,這個小木人放在桌子上,只要將桌子一邊抬高,它就能沿著斜面一步步走下來。揚州是當(dāng)時的對外通商口岸,黃履莊能夠比較方便地看到歐洲傳教士寫的一些科技著作,他從中學(xué)到了不少幾何、代數(shù)、物理、機(jī)械等方面的知識;另外,黃履莊的性格比較沉穩(wěn),平時喜歡獨坐靜思,遇到難題,經(jīng)常廢寢忘食地深入思考,直到把難題想通為止,這些主客觀因素對黃履莊提高創(chuàng)造發(fā)明能力都有很大幫助。

據(jù)《虞初新志·黃履莊傳》的記述,28歲以前,黃履莊已發(fā)明了相當(dāng)多的機(jī)械器具,皆構(gòu)思巧妙,令人嘆為觀止。他為此專門寫了一本《奇器目略》,記錄了自己的一些科技發(fā)明,但是,黃履莊的生平事跡很少見于文獻(xiàn)記載,有關(guān)他28歲以后的事跡人們基本上一無所知。更遺憾的是,他的科技發(fā)明沒有流傳下來,他寫的《奇器目略》一書也失傳了,僅其表兄在寫《虞初新志》時,從《奇器目略》里“偶錄數(shù)條,以見一斑”,選出27種機(jī)械器具的名稱,寫進(jìn)了黃履莊的傳記;另外清代吳陳琬的《曠園雜志》也有黃履莊發(fā)明機(jī)械狗的記載,這些就是關(guān)于他的一些主要史料。然而僅僅這些資料也足以使黃履莊作為一位杰出的天才發(fā)明家,在我國古代科技創(chuàng)新史上占有突出的地位。
人物成就
最早的自行車發(fā)明家

自春秋戰(zhàn)國以來,中國就是一個車輛王國。清朝康熙年間,黃履莊潛心研制了自行車?!肚宄笆反笥^》記載:“黃履莊所制雙輪小車一輛,長三尺余,可坐一人,不須推挽,能自行。行時,以手挽軸旁曲拐,則復(fù)行如初,隨住隨挽日足行八十里?!庇纱丝梢?,他制造的自行車,前后各有一個輪子,騎車人手搖軸旁曲拐,車就能前進(jìn),這是史料最早記載的自行車。

黃履莊以后大約100年,法國人西夫拉克1790年才制成了木制自行車,這輛自行車沒有驅(qū)動裝置和轉(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)。另外據(jù)稱,1801年俄國農(nóng)奴阿爾塔莫諾夫制造了與西夫拉克車相似的木制自行車,還騎到莫斯科向沙皇亞歷山大一世獻(xiàn)禮,為此,亞歷山大一世下令取消了阿爾塔莫諾夫的奴隸身份。世界上推廣應(yīng)用的自行車是1816年開發(fā)出來的,那一年德國人德萊斯制造了帶車把的木制兩輪自行車,并申請了專利。

綜上所述,黃履莊是自行車最早的發(fā)明者,而發(fā)明自行車也是康乾盛世的揚州在科技創(chuàng)新方面領(lǐng)先國內(nèi)外水平的一個重要標(biāo)志。

發(fā)明驗燥濕器、驗冷熱器和瑞光鏡

早在漢代我國就有用羽毛、木炭測量濕度以預(yù)測降雨的實例。1683年黃履莊制作成功了第一架利用弦線吸濕伸縮原理的“驗燥濕器”,即濕度計。它的特點是:“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?!秉S履莊發(fā)明的“驗燥濕器”有一定的靈敏度,可以“預(yù)證陰晴”,具有實用價值這和歐洲虎克發(fā)明的輪狀氣壓表的原理相似,驗燥濕器可以說是現(xiàn)代濕度計的先驅(qū)。

黃履莊的另一個發(fā)明是“驗冷熱器”,即溫度計。據(jù)記載,“此器能診試虛實,分別氣候,證諸藥之性情,其用甚廣,另有專書?!敝皇球灷錈崞鞯摹皩焙蛯嵨锒家咽?,我們難以判斷其具體原理和結(jié)構(gòu),估計是氣體溫度計之類的裝置。

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。在我國,明末就有此類的記載,黃履莊的發(fā)明,對其有很大改進(jìn),他大大增加了凹面鏡的尺寸,最大的直徑達(dá)五六尺?!队莩跣轮尽S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,如在太陽之下。”由于當(dāng)時只能是蠟燭和太陽光之類的光源,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)過反射形成平行光以后,照在人身上就有“遍體生溫”的感覺,亮度也大大增加了。歐洲人1779年才制成類似器物,比黃履莊又晚了近百年。

黃履莊是一位完全可以和愛迪生相媲美的發(fā)明家,他制作的奇器五花八門,比如:顯微鏡、千里鏡、望遠(yuǎn)鏡、取火鏡、臨畫鏡、多物鏡、驅(qū)暑扇、龍尾車(提水機(jī)械)、報時水、瀑布水等等,運用的知識涉及到數(shù)學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、熱力學(xué)、材料學(xué)等多種學(xué)科。以“臨畫鏡”和“縮亮鏡”為例,當(dāng)時曾有人進(jìn)行描述:“千里鏡于方匣布鏡器,就日中照之,能攝數(shù)里之外之景,平列其上,歷歷如畫。”為了發(fā)明這些機(jī)械,黃履莊特地制造了性能很好的彈簧,這些彈簧的性能雖好,但起初制造速度并不很快,為此黃履莊又造了一臺專門生產(chǎn)彈簧的設(shè)備,能夠批量制造彈簧,揚州附近的工匠聞訊紛紛前來索要,黃履莊十分慷慨,將彈簧免費贈送給他們。有了大批高質(zhì)量的彈簧,黃履莊又能發(fā)明更多的奇器。
軼事典故
梅文鼎巧遇機(jī)械狗

黃履莊的奇器發(fā)明不僅轟動了揚州城,而且遠(yuǎn)近聞名,消息一直傳到了安徽宣城梅文鼎的耳里。梅文鼎是清代最著名的大數(shù)學(xué)家,大學(xué)士李光地曾邀請梅文鼎到北京住在自家府中,并且向梅文鼎學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、天文知識,后來經(jīng)李光地推薦,康熙皇帝召見了梅文鼎,在南巡的龍舟中君臣二人連續(xù)三天談?wù)摂?shù)學(xué)、天文,康熙還親書“績學(xué)參微”四個字表彰梅文鼎的研究工作和不凡造詣。就是這么一位大數(shù)學(xué)家聽到黃履莊許多發(fā)明奇器的傳說,起初他也將信將疑,于是決定親自到揚州登門拜訪以探虛實。一天他來到黃履莊的家門口,剛舉手敲門,門邊的一條狗突然原地站起來朝他大叫,梅文鼎不知所措,這時門內(nèi)響起了腳步聲,開門的是黃履莊,只見他拍拍狗的頭部,又在狗身上撥弄了一下,看門狗乖乖地躺下,也不再大聲吠叫了,梅文鼎大吃一驚,仔細(xì)一看問黃履莊:“這不是真狗吧?”“這是我特制的木狗,有人來敲門就會站起來發(fā)出像真狗一樣的叫聲。”黃履莊答道。梅文鼎頓時大開眼界,對黃履莊如此精巧的奇器發(fā)明十分贊賞。

除了梅文鼎而外,總不斷有人慕名前來拜訪黃履莊,黃履莊不僅熱情接待他們,還常把自己制作的一些奇器送給親朋好友,這也是他發(fā)明的奇器非??上У貨]有保存下來的一個原因。

黃履莊小傳

黃子履莊,予姑表行也。少聰穎,讀書不數(shù)過,即能背誦。尤喜出新意,作諸技巧。七八歲時,嘗背墊師,暗竊匠氏刀錐,鑿木人長寸許,置案上能自行走,手足皆自動,觀者異以為神。十歲外,先姑父棄世,來廣陵,與予同居。因聞泰西幾何比例輪捩機(jī)軸之學(xué),而其巧因以益進(jìn)。嘗作小物自怡,見者多競出重價求購。體素病,不耐人事,惡劇嬲,因竟不作,于是所制始不可多得。

所制亦多,予不能悉記。猶記其作雙輪小車一輛,長三尺許,約可坐一人,不煩推挽能自行;行住,以手挽軸旁曲拐,則復(fù)行如初;隨住隨挽,日足行八十里。作木狗,置門側(cè),卷臥如常,惟人入戶,觸機(jī)則立吠不止,吠之聲與真無二,雖黠者不能辨其為真與偽也。作木鳥,置竹籠中,能自跳舞飛鳴,鳴如畫眉,凄越可聽。作水器,以水置器中,水從下上射如線,高五六尺,移時不斷。所作之奇俱如此,不能悉載。

有怪其奇者,疑必有異書,或有異傳。而予與處者最久,且狎,絕不見其書。叩其從來,亦竟無師傅,但曰:“予何足奇?天地人物,皆奇器也。動者如天,靜者如地,靈明者如人,賾者如萬物,何莫非奇?然皆不能自奇,必有一至奇而不自奇者以為源,而且為之主宰,如畫之有師,土木之有匠氏也,夫是之為至奇?!庇梵@其言之大,而因是亦具知黃子之奇,固自有其獨悟,非一物一事求而學(xué)之者所可及也。昔人云,天非自動,必有所以動者;地非自靜,必有所以靜者。黃子之奇,其得其奇之所以然乎?

黃子性簡默,喜思,與予處,予嘗紛然談?wù)f,而黃子則獨坐靜思。觀其初思求入,亦戛戛似難,既而思得,則笑舞從之。如一思礙而不得,必?fù)眙肋_(dá)旦,務(wù)得而后已焉。黃子之奇,固亦由思而得之者也,而其喜思則性出也。

黃子生丙申,于今二十八歲,其年月日時,與予生期毫發(fā)無異,亦奇也。因附書之。
原標(biāo)題:黃履莊
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