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黃履莊

信息來(lái)源：國(guó)醫(yī)小鎮(zhèn)發(fā)布時(shí)間：2020/3/30

摘要：黃履莊（1656—？），廣陵（今揚(yáng)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(shū)過(guò)目不忘，尤喜出新意制作諸技巧工藝。常作小物自?shī)?。十歲喪父 ...

黃履莊圖片

黃履莊（1656—？），廣陵（今揚(yáng)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(shū)過(guò)目不忘，尤喜出新意制作諸技巧工藝。常作小物自?shī)?。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(yàn)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(huà)”，人物馬獸，皆能自動(dòng)，與真無(wú)二，又創(chuàng)造了“自動(dòng)戲”、“自行驅(qū)暑扇”、“驗(yàn)冷熱器”和“驗(yàn)燥濕器”（驗(yàn)冷熱器，即溫度計(jì)）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(guó)，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(lèi)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(shí)，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(dòng)手制作。七、八歲讀私塾時(shí)，他曾雕鑿了一個(gè)內(nèi)含機(jī)巧的小木人，這個(gè)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(lái)。揚(yáng)州是當(dāng)時(shí)的對(duì)外通商口岸，黃履莊能夠比較方便地看到歐洲傳教士寫(xiě)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(shí)；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)常廢寢忘食地深入思考，直到把難題想通為止，這些主客觀因素對(duì)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(zhuān)門(mén)寫(xiě)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(jiàn)于文獻(xiàn)記載，有關(guān)他28歲以后的事跡人們基本上一無(wú)所知。更遺憾的是，他的科技發(fā)明沒(méi)有流傳下來(lái)，他寫(xiě)的《奇器目略》一書(shū)也失傳了，僅其表兄在寫(xiě)《虞初新志》時(shí)，從《奇器目略》里“偶錄數(shù)條，以見(jiàn)一斑”，選出27種機(jī)械器具的名稱(chēng)，寫(xiě)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(guó)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(chē)發(fā)明家

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

黃履莊以后大約100年，法國(guó)人西夫拉克1790年才制成了木制自行車(chē)，這輛自行車(chē)沒(méi)有驅(qū)動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置，坐墊低，人騎在車(chē)上兩腳著地向后用力蹬，車(chē)子才能沿直線前進(jìn)。另外據(jù)稱(chēng)，1801年俄國(guó)農(nóng)奴阿爾塔莫諾夫制造了與西夫拉克車(chē)相似的木制自行車(chē)，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(chē)是1816年開(kāi)發(fā)出來(lái)的，那一年德國(guó)人德萊斯制造了帶車(chē)把的木制兩輪自行車(chē)，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。

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

發(fā)明驗(yàn)燥濕器、驗(yàn)冷熱器和瑞光鏡

早在漢代我國(guó)就有用羽毛、木炭測(cè)量濕度以預(yù)測(cè)降雨的實(shí)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(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?！秉S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)值這和歐洲虎克發(fā)明的輪狀氣壓表的原理相似，驗(yàn)燥濕器可以說(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(zhuān)書(shū)?！敝皇球?yàn)冷熱器的“專(zhuān)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(lèi)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(guó)，明末就有此類(lèi)的記載，黃履莊的發(fā)明，對(duì)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(yáng)之下?！庇捎诋?dāng)時(shí)只能是蠟燭和太陽(yáng)光之類(lèi)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“遍體生溫”的感覺(jué)，亮度也大大增加了。歐洲人1779年才制成類(lèi)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(ài)迪生相媲美的發(fā)明家，他制作的奇器五花八門(mén)，比如：顯微鏡、千里鏡、望遠(yuǎn)鏡、取火鏡、臨畫(huà)鏡、多物鏡、驅(qū)暑扇、龍尾車(chē)（提水機(jī)械）、報(bào)時(shí)水、瀑布水等等，運(yùn)用的知識(shí)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(huà)鏡”和“縮亮鏡”為例，當(dāng)時(shí)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(huà)?！睘榱税l(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(tái)專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)彈簧的設(shè)備，能夠批量制造彈簧，揚(yáng)州附近的工匠聞?dòng)嵓娂娗皝?lái)索要，黃履莊十分慷慨，將彈簧免費(fèi)贈(zèng)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(dòng)了揚(yáng)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(qǐng)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(shí)，后來(lái)經(jīng)李光地推薦，康熙皇帝召見(jiàn)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(shū)“績(jī)學(xué)參微”四個(gè)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(tīng)到黃履莊許多發(fā)明奇器的傳說(shuō)，起初他也將信將疑，于是決定親自到揚(yáng)州登門(mén)拜訪以探虛實(shí)。一天他來(lái)到黃履莊的家門(mén)口，剛舉手敲門(mén)，門(mén)邊的一條狗突然原地站起來(lái)朝他大叫，梅文鼎不知所措，這時(shí)門(mén)內(nèi)響起了腳步聲，開(kāi)門(mén)的是黃履莊，只見(jiàn)他拍拍狗的頭部，又在狗身上撥弄了一下，看門(mén)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(wèn)黃履莊：“這不是真狗吧？”“這是我特制的木狗，有人來(lái)敲門(mén)就會(huì)站起來(lái)發(fā)出像真狗一樣的叫聲?！秉S履莊答道。梅文鼎頓時(shí)大開(kāi)眼界，對(duì)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(lái)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)明的奇器非常可惜地沒(méi)有保存下來(lái)的一個(gè)原因。

黃履莊小傳

黃子履莊，予姑表行也。少聰穎，讀書(shū)不數(shù)過(guò)，即能背誦。尤喜出新意，作諸技巧。七八歲時(shí)，嘗背墊師，暗竊匠氏刀錐，鑿木人長(zhǎng)寸許，置案上能自行走，手足皆自動(dòng)，觀者異以為神。十歲外，先姑父棄世，來(lái)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(jiàn)者多競(jìng)出重價(jià)求購(gòu)。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(chē)一輛，長(zhǎng)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(mén)側(cè)，卷臥如常，惟人入戶，觸機(jī)則立吠不止，吠之聲與真無(wú)二，雖黠者不能辨其為真與偽也。作木鳥(niǎo)，置竹籠中，能自跳舞飛鳴，鳴如畫(huà)眉，凄越可聽(tīng)。作水器，以水置器中，水從下上射如線，高五六尺，移時(shí)不斷。所作之奇俱如此，不能悉載。

有怪其奇者，疑必有異書(shū)，或有異傳。而予與處者最久，且狎，絕不見(jiàn)其書(shū)。叩其從來(lái)，亦竟無(wú)師傅，但曰：“予何足奇？天地人物，皆奇器也。動(dòng)者如天，靜者如地，靈明者如人，賾者如萬(wàn)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(huà)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(dú)悟，非一物一事求而學(xué)之者所可及也。昔人云，天非自動(dòng)，必有所以動(dòng)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(jiǎn)默，喜思，與予處，予嘗紛然談?wù)f，而黃子則獨(dú)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(shí)，與予生期毫發(fā)無(wú)異，亦奇也。因附書(shū)之。

原標(biāo)題：黃履莊