徐寿与中国自制的第一台高压蒸汽机

徐　泓

蒸汽机是人类最早发明的原动机，由汽缸内蒸汽推动活塞作往复运动，经连杆曲轴转变为旋转运动。蒸汽机用途广泛，可以推动轮船、火车，也可驱动水泵、机床等。

1769年，瓦特发明弹动式蒸汽机。1807年，美国人富尔顿建造的明轮式蒸汽轮船克勒蒙特号，在哈德逊河首航成功。

中国人自造的蒸汽机及蒸汽轮船，是在19世纪60年代由徐寿、徐建寅父子于金陵军械所完成的。

徐寿（1818－1884年），无锡人，中国近代科学之父，中国科学技术近代化的奠基人。1985年，江南造船厂（前名为江南制造局）为徐寿竖立铜像；2002年，江南造船博物馆又为徐寿建造铜像。1999年，上海格致中学（前名格致书院）为徐寿建造铜像，2005年又为其加塑全身铜像。

19世纪中叶，湘军首领曾国藩在同太平天国交战的过程中，看到刀枪剑戟等中国冷兵器远逊于西方的洋枪洋炮，对西方兵船行驶的快速便捷印象尤深。

1861年9月5日，湘军攻克军事重镇安庆。嗣后，曾国藩抵达安庆，打算制造枪炮和轮船。要造轮船，就要寻觅人才，而江苏无锡一带正是人才荟萃之地，在同年11月27日曾国藩向朝廷举荐的人才中，徐寿、华衡芳等无锡人名列其中。

咸丰十一年十二月十四日（即1862年1月13日），清廷命江苏巡抚薛焕访求徐寿、华衡芳等人咨送曾国藩安庆军营。后徐寿携次子建寅同往安庆湘军大营，参与安庆军械所的创建。

同治元年三月（1862年4月），徐寿、徐建寅和华衡芳等接到试造蒸汽机轮船的任务。同治二年十月，造成一艘木质暗轮（螺旋桨推进）的小轮船，但试航时仅行驶1华里就停顿了。嗣后，徐寿对小火轮的蒸汽设备加以改进。

同治二年十二月二十日，曾国藩在日记中写道：“新造之小火轮船，长约二丈八九尺，因坐至江中行八九里，约计一个时辰可行二十五六里。试造此船，将以此放大续造。”

而后，徐寿、徐建寅、华衡芳等人将安庆小火轮放大续造，“推求动理，测算汽机，衡芳之力为多；造器置机，皆出寿手制”。

1865年4月，金陵军械所建成一艘明轮式推进的蒸汽机轮船“黄鹄”号。船55华尺，载重25吨，航速7节（1节＝1海里/小时，即1.8520公里/小时）。这是中国自行设计自行建造的第一艘蒸汽机轮船。

“黄鹄”轮动力采用高压蒸汽机（高压引擎），双联卧式蒸汽往复机，单式汽缸，倾斜装置，汽缸直径1华尺，长2英尺，锅炉为苏格兰式回烟烟管气锅。

美国人戴维·莱特在《19世纪西方科学在中国：徐寿和徐建寅》（载《中国近代科学先驱徐寿父子研究》，清华大学出版社1998年版）中称：

到1865年，徐寿的船造好了……并且采用一种高压蒸汽机。三年内掌握这种技术，不论按何种标准，都是非凡的成就。此事亦说明，徐寿与他的同事们在从事这项实业时，其科学造诣已有多深。

在当时的条件下，没有蒸汽机动力，也没有机械加工设备，用简单工具制作内孔直径1华尺、长度2英尺的汽缸，其难度之大是可想而知的，而连杆曲轴的设计与制作远比偏心轮难度大得多。至于汽缸、活塞、连杆、曲轴的材质选用，又是一大难题。

当时，中国社会还是以手工业作坊生产方式为主，所以高压蒸汽机的制成有着重大的历史意义。这是中国自行设计自行建造的第一台高压蒸汽机，亦是中国第一台工业用高压蒸汽机，是19世纪中国科学技术史上的一件大事。

1868年8月31日的《字林西报》报道了高压引擎及轮船的制成：

同治三年，南京城从太平军手中克复，工厂从安庆迁到南京，并在那里开始建造一艘规模更大的明轮蒸汽机船。……该船排水量为25吨，船长55华尺，高压引擎，单汽缸，倾斜式装置，直径1华尺，长2英尺；主轴14英尺（1英尺＝12英寸），直径2.4英寸（1英寸＝25.4毫米）；锅炉长11英尺，直径2英尺6英寸，锅炉管49根，每根长8英尺，直径2英寸。船舱俱在主轴之后，机器几乎占船体之前半。……都是在既无外国模型又无外援的情况下，由徐寿父子亲自监制的。看看所制造的这种工艺原始、加工粗糙的蒸汽机，足以使人相信他们所讲的是无可置疑的了。

1868年9月5日，《字林西报》又刊登了题为《中国人的机器技能》的报道，介绍了中国首台高压引擎和轮船不假外人协助制造的事实，同时亦为中国人具有开创机器技能的实例。