第一本中文电磁学著作及其历史地位

2010-01-27雷银照

电气电子教学学报 2010年1期

关键词：电磁学博物磁铁

雷银照

(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京 100191）

第一本中文电磁学著作及其历史地位

雷银照

(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京 100191）

本文研究了由美国来华西医士、新教传教士玛高温于1851年在宁波府译述的《博物通书》,这是我国在近代科学意义上的第一本中文电磁学著作。文中研究了“第一本”的根据和成书背景,介绍了书中内容,分析了该书没有在中国流传的原因,提出了对《博物通书》的历史地位的看法;通过本文作者的文献检索实践,介绍了《博物通书》的收藏情况。

博物通书;电磁学;发展史;西学东渐

目前我国接受电气高等教育的人数已是世界第一,年发电量世界第二,电气装备的生产规模位于世界前列。回顾过去,我们有许多疑问:我国电气发展史的元年是哪一年?第一本中文电磁学著作产生于何时?它是在什么背景下完成的,包含哪些内容?它的历史地位如何?下面浅谈我对这些问题的一些认识。

1 “第一本”的根据

1840年第一次鸦片战争爆发后,中国社会开始发生重大变化,战争的失败导致一系列不平等条约的签订并割让香港,中国被迫打开了闭关自守的大门。此后,西方传教士纷纷进入中国,设立教会学校,编译书籍,办报纸和刊物,成立出版印刷机构,在传教的同时将西方近代科学带进中国。

1880年以前出版的中文电磁学书目按出版时间先后有

①1851年《博物通书》(传教士玛高温译述,出版地:宁波府)。

②1855年《博物新编》(传教士合信译述,出版地:广州)。

③1866年《电磁学入门》(传教士丁韪良译述,出版者:京师同文馆),此书是《格物入门》七卷本中其中之一册。

④1876年《格致略论》(传教士傅兰雅译述,出版地未知)。

⑤1879年《格致启蒙》(传教士林乐知译,郑昌棪述,出版者:上海江南制造局)。

⑥1880年《电磁学》(传教士傅兰雅述,徐建寅述,出版者:上海江南制造局)。

从目前已发现的文献看,1851年由玛高温译述、在宁波出版的《博物通书》[1]应该是第一本中文电磁学著作。“博物”的意思是博识多知、通晓众物,“通书”的意思是历书,用现在的话来说“博物通书”就是“自然科学知识与历书”。

2 译述者玛高温其人

《博物通书》的作者是玛高温(Daniel Jerome MacGowan),生于1814年,美国纽约市人,纽约州立大学医学院肄业。美国基督教浸礼会传教士,1843年2月末抵香港,同年11月11日到宁波,在北门外开设诊所,行医传教,并在月湖书院内办班传医。1844年往孟加拉完婚后,年底再来香港;次年回宁波继续传教,并设义塾以助传教。1847年成立大美浸会医院(1915年改名华美医院,今宁波市第二医院前身)。他是第一个孤身到宁波的传教士。玛高温熟读中文,博学多才,在宁波期间,余暇从事翻译和著述,计有《博物通书》(1851年)、《日食图说》(1852年)、《航海金针》(1853年),还编辑过《中外新报》(1854-1858年)。1859年1月 20日至2月23日去日本长崎考察,不久因健康原因从上海去欧洲休养,1862年返美。南北战争期间为从军医师。战争结束后,于1867年再来中国,在上海悬壶应诊,后任温州海关帮办多年。玛高温是华东浸会的奠基人。1893病逝上海。

玛高温曾在江南制造局翻译馆工作过,其间还在上海广方言馆短期任教,与华蘅芳合译了《金石识别》(1871年)和《地学浅释》。

3 成书背景

大约从1845年开始,玛高温在宁波府一边行医,一边给中国医师讲解西洋医学。为加深理解,他在讲课中使用解剖模型和图,但由于没有中文的西洋医学和科学教科书,尤其在教授初级课程时没有教材成为一个大问题,因此他打算编纂新的中文教科书。玛高温认为,医学传教士不应该只是从事医疗活动,而应该积极地从事教育、启蒙活动。1850年时,他在宁波府内的月湖书院,定期开办面向普通听众的科学讲座,听众以读书人为最多。其中有几次,他使用幻灯机讲演天文学,据说第一次讲座有500多人参加,会场水泄不通。《博物通书》就是在这些科学启蒙活动中,为了便于讲解电报原理而译述的。在写作这本书的过程中,由于都是当时的最新知识,玛高温一边向中国合作者演示电和磁的试验,一边接受中国合作者的建议确定新的汉语电磁学术语[2],但《博物通书》中没有记载中国合作者的姓名。

4 《博物通书》的内容

1851年出版的《博物通书》全书45页,由五部分组成,大约有10800个汉字。

第一部分:封面(见图1)和前言,计3页。

第二部分:“三言真诠”(相当于“绪论”),计 4页。这一部分叙述上帝是创造万物的造物主,“覆育群生,是谓神。宇宙一切,皆由之出,藉非神,宇宙何有”,这里的“神”是指上帝。当时汉语中尚无“上帝”这个词,因而英国驻广州领事包令曾建议用希腊语中表示宙斯(主神)的第一个字母(读音西塔)来表示汉语中的“神”。“三言真诠”的结尾说“儒者耻一事之不知,博物穷理,固所不废,修身立命。奈何昧昧,予故因论电气。”

图1 《博物通书》中文封面

第三部分:“电气通标”,计6章,28页,约7460个汉字,大约占整本书的60%。这是本书的主要内容。各章内容分别为

第1章“引言”。其中内容有:宇宙中任何一种物质都具有“气”,也就是今天我们说的“电荷”;把棉花用细丝垂吊在架子上,用干燥的羊毛摩擦琥珀,棉花和琥珀相互吸引,棉花和棉花之间相互排斥,从而证明电荷同性相斥、异性相吸。

第2章“电气玻璃器”。介绍静电存储实验:①使用中空玻璃筒、铜管、铜梳子、支架制作手摇静电起电装置。②用玻璃瓶和锡箔制作莱顿瓶。③用风筝引雷电,用于制作避雷针。

第3章“电气五金器”。介绍伏打电堆的实验:①取银片放在舌头上面、铅片放在舌头下面,口中就会感觉有咸味,还有点热。②割下青蛙的一只腿,去皮不去骨,放在铜板上,铅片的一端放在铜板上,铅片的另一端放在青蛙腿上,青蛙腿会抽搐。③用铅板、铜板、酸药做成伏打电堆,用导线连接铅板和铜板,连接处发出亮光,若多个伏打电堆串连,则光更强,烈于红日。

第4章“吸铁石气”。介绍磁铁有四个用途:①平指南北(做一个首尾匀称的指南针,中间凿一浅孔,平放于竿上,使之旋转自如,一端指南,一端指北,可用于航行,但不能指正南北,随时随地不同)。②侧照高低。将指南针垂直放置,使之旋转自如,外侧放一铜圈儿,上面有刻度,分成360度。在赤道处指南针是水平位置,距离赤道越远,倾斜的角度越大。这实际上介绍的是磁倾角仪,见图2。③呼吸开合。吸铁石上盖一张纸,纸上撒铁沙,在吸铁石的两端,铁砂就会成旋转形纹理,也就是形成磁场线;吸铁石有南极和北极,同极性相斥,异极性相吸。④动气交钢铁。介绍用摩擦或通电磁化制作磁铁的方法。吸铁石有两种,一是自然界生成的天然磁石,一是人工制成的磁铁。磁铁比天然磁石力量大。制作磁铁的方法是:取一钢条,用天然磁石的南极自钢条中间向上端摩擦20次,上端变成北极,再以天然磁石的北极自钢条中间向下端摩擦20次,下端变成南极。以后再制作磁铁就不必再用天然磁石了,只用磁铁代替天然磁石即可,而且力量更大。若将一条铁棒悬挂起来,时间久了,就会一端指向南、另一端指向北,成为磁铁。若将一条铁棒垂直悬挂起来,时间久了,在赤道以南,上头是南极,下头是北极,在赤道以北正相反,都能成为磁铁。在一条钢铁外缠绕通有电流的铜线,则钢铁就成为磁铁。在一条弯曲的马蹄形钢铁外缠绕通有电流的铜线,钢铁立即成为磁铁,而且吸力很大。用丝线在铜丝外缠绕,再用缠绕后的铜丝在马蹄形磁铁的两柱上缠绕许多匝,将铁片置于马蹄形磁铁的端口,铜丝通电后端口中的铁片被紧紧吸住,即使悬挂重锤也不能脱离。若用重锤打击磁铁,或从高处抛下,或用火烧,或电流反向,都可以将磁铁的磁性去掉。

第5章“电气连吸铁”。介绍电流产生磁场实验:①通电导线周围的指南针会旋转,这实际上是奥斯特的电生磁实验。②法拉第的水银杯旋转实验。③金属齿轮旋转实验:自由旋转的金属齿轮位于马蹄形磁铁的端口,齿尖浸于水银中,伏打电堆的两根引线分别与齿轮的转轴和水银连接,齿轮就能连续旋转。

图2 《博物通书》中的插图

第6章“电气通标”。介绍电报机和编码方案:①用多个导线回路传送电流信号,通过指南针摆动的组合来表达信息(见图3)。②用指南针指向的多少来表示26个字母,或把26个字母刻于钟表的面板上,通过表盘中间的指针旋转的位置来确定字母。③提出一种楷书汉字的编码方案:全部汉字拆分为8个笔画,每个笔画在楷书中共有7个位置,用1个圆圈作为断句符号,用这16个“分”就可以表示楷书汉语文章。16个“分”刻画在圆盘边缘上,圆盘中央安置能旋转的指针,视指针所指确定“分”。④架设电报线路:在西方,从首都到各大城镇大多有火车道相连通,在火车道旁每20丈距离竖立一个短竿,竿上架线。从英国到法国中间有海,大约100里阔,今用一中空木头,将铜线贯穿其中,捆绑石头后沉入大海,使线路到达彼岸,两国声闻相通。费用多出自钱会(可能是银行,中国第一家银行成立于1897年),不论贵族还是平民,凡通信者,必付资费给钱会,若钱会有盈余就降低资费,彼此两便。⑤电报的用处:“中华之大,诚得此法,联络十八省,则朝廷不虑四境之远,闾阎(lǘyán)不觉九阍(hūn)之高,商贾可知各处货物之贵贱,行旅可知家乡亲戚之安否。”

第四部分介绍西洋历法和1851年农历与西历的对照表,计9页。

第五部分是“道光29年洋商至中国口船数”,计1页。道光29年是指1849年。

图3 电报机原理及其构造

5 没有在中国流传的原因

《博物通书》出版后并没有得到中国人重视,也没有在中国流传,读过的人不多。例如由梁启超编、时务报馆1896年出版的《西学书目表》中没有收录这本书,1902年出版的《增版东西学书录》(徐维则编辑)中也没有收录,直到1990年我国学者似乎尚不知道有这本书。

这本书流传到日本后,曾有多种手抄本流传。中国在甲午战争中失败后,日本抛开中国直接向西方学习,《博物通书》在日本也渐渐被人遗忘。1977年日本学者布施光南在日本科学史学会刊物《科学史研究》上发表了一篇论文[3],人们才知道这本书的一些情况。布施光南的论文以福井县立图书馆松平文库和长崎大学附属图书馆经济学部分馆武藤文库所收藏的手抄本为基础,详细研究了该书内容。此后,布施光南执笔撰写了日兰学会主持编写的《洋学史事典》中的“电气通标”条目,介绍了《博物通书》的概要。从1990年以后,我国学者发表的论文中才提到《博物通书》,所依据的材料也都是转述日本学者的论文。

笔者读了《博物通书》之后,渐渐明白了这本书没有在我国流传的原因,大体有:一是新概念、新术语太多,内容太超前,远远超出当时中国人的认识水平,一些内容即使在电磁学知识已很丰富的今天读起来也相当吃力;二是电和磁的概念抽象,摸不着、看不见;三是当时社会对新知识不敏感,整个社会还没有认识到电磁学知识的重要性;四是科举考试不考自然科学,学了没用。

6 《博物通书》的收藏情况

笔者从2005年5月起陆续上网访问过中国各大图书馆,均未查到《博物通书》。目前笔者查到的收藏情况是

中国:2007年初笔者在“孔夫子旧书网”上看到湖南涟源的一个旧书店通过这个网站卖这本书,网上张贴有《博物通书》的封面照片。从该画面看,此书有点残缺,品相不好。经与笔者手中的资料对比,网上图片似乎是原本照片。经与书店老板联系,说不知存放在何处。

澳大利亚:澳大利亚国家图书馆的中文藏书中有一批特藏书籍,是19世纪伦敦传道会(London M issionary Society,成立于1795年)来华传教士所出版及收藏的中文书籍。澳大利亚国家图书馆认为伦敦传道会的藏书极具收藏价值,于1961年在伦敦买下这批藏书,共有619种,1962年初运抵澳大利亚,收藏于该馆亚洲部。在这批藏书中有《博物通书》。

日本:据日本学者八耳俊文1992年调查,日本至少流传有9本《博物通书》的手抄本,一些研究西学的日本著名学者也收藏有手抄本,爱知学院大学教授千野光芳收藏有《博物通书》的原本。据笔者上网查找,神户大学附属图书馆住田文库的藏书可能是原本,香川大学图书馆神原文库、东京电机大学综合媒介中心科学技术和本文库的藏书都是手抄本。

7 《博物通书》的历史地位

《博物通书》在中西方文化的交流方面至少创造了五个第一,分别是

(1)第一次把西方电磁学知识带进了中国。这些知识全是静电场和稳恒磁场方面的内容,包括摩擦起电方法、静电电量的测量装置、莱顿瓶制作方法、磁倾角测量方法、伏打电堆制作方法、用直流电治病方法、奥斯特实验、直流旋转装置、电磁铁制作方法等。这些知识是现代电磁学中最基础、最核心、最重要的部分,因此1851年成为中国现代电气发展史上的元年。

(2)第一次将西方刚刚出现并正在快速发展的电报技术介绍进中国。电报的发明和应用极大地促进了西方社会的快速发展。但在当时的中国,人们认识不到电报的价值,所以从1851年《博物通书》的出版到清政府1876年在福州设立中国第一家电报学堂,前后间隔25年。

(3)第一本中文电磁学著作。由于现代电气工程学科是在电磁学的基础上发展起来的,所以《博物通书》又是今天的电气、电子、计算机学科的第一本中文著作。

(4)第一次在汉语中创造了至少13个电磁学术语:电气(电荷,汉语“电气”就来自这本书,它是英语电流体(electric fluid)的直译[5])、独在(电容器)、大引(电容器)、电气增(正电荷)、电气减(负电荷)、电气玻璃器(电容器)、电气五金器(伏打电堆)、呆铁(无磁性的铁)、吸铁(磁铁)、弯吸铁(马蹄形磁铁)、电气吸铁(电磁铁)、电气通标(电报机)、通字(电报编码)。

(5)第一个汉字编码方案。目前中文汉字编码方案有上千种之多,158年前玛高温设计出的、用16个代码表示楷书汉字的编码方案是最早的中文编码方案。