徐壽與中國(guó)自制的第一臺(tái)高壓蒸汽機(jī)

徐　泓

蒸汽機(jī)是人類(lèi)最早發(fā)明的原動(dòng)機(jī)，由汽缸內(nèi)蒸汽推動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)連桿曲軸轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。蒸汽機(jī)用途廣泛，可以推動(dòng)輪船、火車(chē)，也可驅(qū)動(dòng)水泵、機(jī)床等。

1769年，瓦特發(fā)明彈動(dòng)式蒸汽機(jī)。1807年，美國(guó)人富爾頓建造的明輪式蒸汽輪船克勒蒙特號(hào)，在哈德遜河首航成功。

中國(guó)人自造的蒸汽機(jī)及蒸汽輪船，是在19世紀(jì)60年代由徐壽、徐建寅父子于金陵軍械所完成的。

徐壽（1818－1884年），無(wú)錫人，中國(guó)近代科學(xué)之父，中國(guó)科學(xué)技術(shù)近代化的奠基人。1985年，江南造船廠（前名為江南制造局）為徐壽豎立銅像；2002年，江南造船博物館又為徐壽建造銅像。1999年，上海格致中學(xué)（前名格致書(shū)院）為徐壽建造銅像，2005年又為其加塑全身銅像。

19世紀(jì)中葉，湘軍首領(lǐng)曾國(guó)藩在同太平天國(guó)交戰(zhàn)的過(guò)程中，看到刀槍劍戟等中國(guó)冷兵器遠(yuǎn)遜于西方的洋槍洋炮，對(duì)西方兵船行駛的快速便捷印象尤深。

1861年9月5日，湘軍攻克軍事重鎮(zhèn)安慶。嗣后，曾國(guó)藩抵達(dá)安慶，打算制造槍炮和輪船。要造輪船，就要尋覓人才，而江蘇無(wú)錫一帶正是人才薈萃之地，在同年11月27日曾國(guó)藩向朝廷舉薦的人才中，徐壽、華衡芳等無(wú)錫人名列其中。

咸豐十一年十二月十四日（即1862年1月13日），清廷命江蘇巡撫薛煥訪求徐壽、華衡芳等人咨送曾國(guó)藩安慶軍營(yíng)。后徐壽攜次子建寅同往安慶湘軍大營(yíng)，參與安慶軍械所的創(chuàng)建。

同治元年三月（1862年4月），徐壽、徐建寅和華衡芳等接到試造蒸汽機(jī)輪船的任務(wù)。同治二年十月，造成一艘木質(zhì)暗輪（螺旋槳推進(jìn)）的小輪船，但試航時(shí)僅行駛1華里就停頓了。嗣后，徐壽對(duì)小火輪的蒸汽設(shè)備加以改進(jìn)。

同治二年十二月二十日，曾國(guó)藩在日記中寫(xiě)道：“新造之小火輪船，長(zhǎng)約二丈八九尺，因坐至江中行八九里，約計(jì)一個(gè)時(shí)辰可行二十五六里。試造此船，將以此放大續(xù)造?！?/p>

而后，徐壽、徐建寅、華衡芳等人將安慶小火輪放大續(xù)造，“推求動(dòng)理，測(cè)算汽機(jī)，衡芳之力為多；造器置機(jī)，皆出壽手制”。

1865年4月，金陵軍械所建成一艘明輪式推進(jìn)的蒸汽機(jī)輪船“黃鵠”號(hào)。船55華尺，載重25噸，航速7節(jié)（1節(jié)＝1海里/小時(shí)，即1.8520公里/小時(shí)）。這是中國(guó)自行設(shè)計(jì)自行建造的第一艘蒸汽機(jī)輪船。

“黃鵠”輪動(dòng)力采用高壓蒸汽機(jī)（高壓引擎），雙聯(lián)臥式蒸汽往復(fù)機(jī)，單式汽缸，傾斜裝置，汽缸直徑1華尺，長(zhǎng)2英尺，鍋爐為蘇格蘭式回?zé)煙煿軞忮仭?/p>

美國(guó)人戴維·萊特在《19世紀(jì)西方科學(xué)在中國(guó)：徐壽和徐建寅》（載《中國(guó)近代科學(xué)先驅(qū)徐壽父子研究》，清華大學(xué)出版社1998年版）中稱(chēng)：

到1865年，徐壽的船造好了……并且采用一種高壓蒸汽機(jī)。三年內(nèi)掌握這種技術(shù)，不論按何種標(biāo)準(zhǔn)，都是非凡的成就。此事亦說(shuō)明，徐壽與他的同事們?cè)趶氖逻@項(xiàng)實(shí)業(yè)時(shí)，其科學(xué)造詣已有多深。

在當(dāng)時(shí)的條件下，沒(méi)有蒸汽機(jī)動(dòng)力，也沒(méi)有機(jī)械加工設(shè)備，用簡(jiǎn)單工具制作內(nèi)孔直徑1華尺、長(zhǎng)度2英尺的汽缸，其難度之大是可想而知的，而連桿曲軸的設(shè)計(jì)與制作遠(yuǎn)比偏心輪難度大得多。至于汽缸、活塞、連桿、曲軸的材質(zhì)選用，又是一大難題。

當(dāng)時(shí)，中國(guó)社會(huì)還是以手工業(yè)作坊生產(chǎn)方式為主，所以高壓蒸汽機(jī)的制成有著重大的歷史意義。這是中國(guó)自行設(shè)計(jì)自行建造的第一臺(tái)高壓蒸汽機(jī)，亦是中國(guó)第一臺(tái)工業(yè)用高壓蒸汽機(jī)，是19世紀(jì)中國(guó)科學(xué)技術(shù)史上的一件大事。

1868年8月31日的《字林西報(bào)》報(bào)道了高壓引擎及輪船的制成：

同治三年，南京城從太平軍手中克復(fù)，工廠從安慶遷到南京，并在那里開(kāi)始建造一艘規(guī)模更大的明輪蒸汽機(jī)船?！摯潘繛?5噸，船長(zhǎng)55華尺，高壓引擎，單汽缸，傾斜式裝置，直徑1華尺，長(zhǎng)2英尺；主軸14英尺（1英尺＝12英寸），直徑2.4英寸（1英寸＝25.4毫米）；鍋爐長(zhǎng)11英尺，直徑2英尺6英寸，鍋爐管49根，每根長(zhǎng)8英尺，直徑2英寸。船艙俱在主軸之后，機(jī)器幾乎占船體之前半?！际窃诩葻o(wú)外國(guó)模型又無(wú)外援的情況下，由徐壽父子親自監(jiān)制的?？纯此圃斓倪@種工藝原始、加工粗糙的蒸汽機(jī)，足以使人相信他們所講的是無(wú)可置疑的了。

1868年9月5日，《字林西報(bào)》又刊登了題為《中國(guó)人的機(jī)器技能》的報(bào)道，介紹了中國(guó)首臺(tái)高壓引擎和輪船不假外人協(xié)助制造的事實(shí)，同時(shí)亦為中國(guó)人具有開(kāi)創(chuàng)機(jī)器技能的實(shí)例。