華衡芳,出生于世宦門第。1861年為曾國(guó)藩擢用,和同鄉(xiāng)好友徐壽(字雪村)一同到安慶的軍械所,繪制機(jī)械圖并造出中國(guó)最早的輪船“黃鵠”號(hào)。他曾三次被奏保舉,受到洋務(wù)派器重,一生與洋務(wù)運(yùn)動(dòng)關(guān)系密切,成為這個(gè)時(shí)期有代表性的科學(xué)家之一。同治四年(1865年)曾國(guó)藩﹑李鴻章合奏創(chuàng)設(shè)江南制造局,華衡芳參加了該局的計(jì)畫和開創(chuàng)工作。同治七年(1868年)江南制造總局內(nèi)開設(shè)翻譯館,華衡芳為近代科學(xué)知識(shí)特別是數(shù)學(xué)知識(shí)在中國(guó)的傳播,起到了重要的作用。
華衡芳 - 生平簡(jiǎn)介
華衡芳,機(jī)械工程專家、數(shù)學(xué)家。字若汀,生于道光十三年,卒于光緒二十八年。江蘇常州金匱(今無錫市)人。少年時(shí)酷愛數(shù)學(xué),遍覽當(dāng)時(shí)的各種數(shù)學(xué)書籍。青年時(shí)游學(xué)上海,與著名數(shù)學(xué)家李善蘭交往,李氏向他推薦西方的代數(shù)學(xué)和微積分。中國(guó)早期掌握和傳播近代科技的代表人物之一。與徐壽等人試制成中國(guó)第一艘實(shí)用的以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的輪船,主持制成硝酸和氫氣球。在數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域,取得了開方術(shù)、積較術(shù)、數(shù)根術(shù)等方面的成就,翻譯了多種近代科技書籍,較早地將近代礦物學(xué)、生物進(jìn)化論、概率論等介紹到中國(guó)。為中國(guó)科技的近代化作出了貢獻(xiàn)。
華衡芳,字畹香,號(hào)若汀。1833年出生于江蘇金匱(今無錫)南延鄉(xiāng)蕩口。其父華翼倫為舉人,官至四品。華衡芳自幼對(duì)四書五經(jīng)不感興趣,卻對(duì)算學(xué)入迷。其父為他買回了一些古算書,使他在青少年時(shí)代就系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了中國(guó)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)。他還與同縣的徐壽(1811年~1884年)互相造訪,商討學(xué)問,結(jié)為至交。他倆曾去上海墨海書館拜訪翻譯西方近代科技書籍的數(shù)學(xué)家李善蘭(1811年~1882年),并結(jié)識(shí)了容閎(1828年~1912年)和外國(guó)傳教士偉烈亞力(A.Wylie,1815年~1887)、傅蘭雅(J.Fryer,1839年~1928年)等人,開闊了眼界。華衡芳不僅鉆研書本,而且還重視實(shí)證和動(dòng)手實(shí)踐,這在當(dāng)時(shí)的知識(shí)界是十分可貴的。他和徐壽曾在家鄉(xiāng)將水晶印章磨成三棱鏡作白光的分色實(shí)驗(yàn),還測(cè)試過槍彈彈道的拋物線。
1861年秋,兩江總督曾國(guó)藩籌辦安慶軍械所。于1862年初華衡芳和徐壽應(yīng)曾國(guó)藩的邀請(qǐng)前往,專辦制造事宜。1865年,曾國(guó)藩會(huì)同李鴻章在上海創(chuàng)辦江南機(jī)器制造總局,并調(diào)華衡芳、徐壽前往“建筑工廠,安置機(jī)器”。1867年,華衡芳、徐壽開始與外國(guó)人合譯西方近代科技書籍。翌年制造局內(nèi)設(shè)翻譯館。從此,華衡芳把主要精力用于譯書,同時(shí)進(jìn)行數(shù)學(xué)等方面的研究。1876年格致書院成立后,他前往執(zhí)教10余年,并參加院務(wù)管理工作。1887年他到李鴻章創(chuàng)辦的天津武備學(xué)堂擔(dān)任教習(xí)。1892年到武昌的兩湖書院、自強(qiáng)學(xué)堂講授數(shù)學(xué)。1896年回到江南制造局的工藝學(xué)堂,任數(shù)學(xué)教習(xí)。1898年回到家鄉(xiāng),在無錫竢實(shí)學(xué)堂任教。1902年逝世。他畢生致力于研究、著述、譯書、授徒,工作勤奮,敝衣粗食,淡泊名利,不涉宦途,在科技方面做了大量的工作。
華衡芳 - 試制機(jī)械
約在1857年,華衡芳和徐壽在上海研讀了合信(B.Hobson,1816年—1873年)于1855年寫的《博物新編》,對(duì)蒸汽機(jī)有了初步的了解。1862年,他和徐壽、吳嘉廉、龔蕓棠、徐建寅等人在安慶內(nèi)軍械所試制輪船。他們以《博物新編》中的圖文等為主要參考資料,由華衡芳負(fù)責(zé)“推求動(dòng)理,測(cè)算汽機(jī)”,徐壽負(fù)責(zé)“造器置機(jī)”、制造小樣。開始時(shí),他們還曾到外國(guó)輪船上觀察,“心中已得梗概”。經(jīng)過3個(gè)月的努力,終于制成一臺(tái)缸徑1.7英寸(43毫米)每分鐘240轉(zhuǎn)的小蒸汽機(jī),“甚為得法”。于是,著手設(shè)計(jì)制造輪船。1863年制出螺旋槳推進(jìn)的輪船,但“行駛遲鈍,不甚得法”。1865年3月終于在南京試制成木質(zhì)明輪輪船,曾國(guó)藩“勘驗(yàn)得實(shí)”后,將其命名為“黃鵠”號(hào)。該船長(zhǎng)55尺,重25噸,時(shí)速20余里,蒸汽機(jī)為單缸,缸徑1尺,缸長(zhǎng)2尺,回轉(zhuǎn)軸、鍋爐和煙囪的鋼鐵是進(jìn)口的。
華衡芳對(duì)泊來的技術(shù)產(chǎn)品并不迷信。江南制造局的龍華火藥廠,為配制火藥每年需花費(fèi)大量白銀進(jìn)口“鏹水”(即硝酸)。華衡芳決心自制“鏹水”,經(jīng)多次試驗(yàn),終于主持制成了合格的產(chǎn)品,成本僅為進(jìn)口價(jià)的1/3。在天津武備學(xué)堂時(shí),中國(guó)駐德國(guó)人員購回一臺(tái)新式試彈速率機(jī),但不知如何使用。華衡芳運(yùn)用自己的數(shù)理知識(shí)分析它的原理,幫助人們掌握了它的用法。天津武備學(xué)堂準(zhǔn)備仿制一種中法戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)所用的行軍瞭望氣球,以供學(xué)員演試。德國(guó)教習(xí)不相信中國(guó)人能演放和仿制。華衡芳對(duì)外國(guó)人的譏笑非常氣憤,親自主持試制,終于在1887年仿制成了直徑5尺的氫氣球并試飛成功。
華衡芳 - 研究成果
華衡芳的數(shù)學(xué)研究成果主要見于他的著作《行素軒算稿》,出版于1882年。1897年再版本共收入6種書27卷。在《開方別術(shù)》等著作中,他提出求整系數(shù)高次方程的整數(shù)根的新方法——“數(shù)根開方法”,李善蘭評(píng)價(jià)此法“較舊法簡(jiǎn)易十倍”。在《積較術(shù)》等著作中,他討論招差法在代數(shù)整多項(xiàng)式研究和垛積術(shù)中所起的作用,其中的“諸乘方正元積較表”和“和較還原表”在組合數(shù)學(xué)和差分理論中都有一定的意義。在《數(shù)根術(shù)解》等著作中,他討論了“篩法”,還用諸乘尖堆法證明了費(fèi)馬素?cái)?shù)定理與歐拉證法相似。他的數(shù)學(xué)成就倍受當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)界的贊譽(yù)。他的《學(xué)算筆談》一書論述了數(shù)學(xué)理論、數(shù)學(xué)思想和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方法。這部獨(dú)具特色的書在19世紀(jì)90年代再版多次,被許多學(xué)堂和書院當(dāng)作數(shù)學(xué)教材,以致“東南學(xué)子,幾乎家有其書”。
華衡芳與外國(guó)人合譯出版了12種171卷近代科技著作,內(nèi)容泛及數(shù)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、航海、氣象、天文學(xué)等。比起他的數(shù)學(xué)研究工作,他譯書的成就更大、影響更廣。他與瑪高溫(D.J.-MacGowan)于1869年合譯出《金石識(shí)別》,將近代礦物學(xué)和晶體物理學(xué)知識(shí)系統(tǒng)介紹到中國(guó)。這部書的原版是美國(guó)地質(zhì)學(xué)家和礦物學(xué)家代那(J.D.Dana)的《礦物學(xué)手冊(cè)》(ManualofMineralogy,1848年)。此后,華衡芳與瑪高溫又合作將英國(guó)地質(zhì)學(xué)家賴爾(C.Lyell)的《地質(zhì)學(xué)綱要》(ElementsofGeology)譯為《地學(xué)淺釋》,首次向中國(guó)介紹了賴爾的地質(zhì)進(jìn)化均變說和達(dá)爾文的生物進(jìn)化論。他與傅蘭雅合譯了多種數(shù)學(xué)著作,介紹了代數(shù)學(xué)、三角學(xué)、微積分等,其中《決疑數(shù)學(xué)》是中國(guó)第一部概率論譯著。華衡芳追求譯著文義“明白曉暢,不失原書之真意”,后人稱贊他的譯著“足兼信、達(dá)、雅三者之長(zhǎng)”。華衡芳等人的譯著在中國(guó)近代科學(xué)啟蒙中發(fā)揮了重要作用。
華衡芳同外國(guó)學(xué)者合作翻譯的書籍一類屬于礦物、地質(zhì)、氣象和軍事工程等,一類是數(shù)學(xué)。他同英國(guó)人傅蘭雅共譯出《代數(shù)術(shù)》25卷(1872年),《微積溯源》8卷(1874年),《三角數(shù)理》12卷(1877年),《代數(shù)難題解法》16卷(1879年),《決疑數(shù)學(xué)》10卷(1880年),《合數(shù)術(shù)》11卷(1887年),《算式解法》14卷(1899年)等。
《代數(shù)術(shù)》與《微積溯源》是繼李善蘭同偉烈亞力合譯《代數(shù)學(xué)》與《代微積拾級(jí)》(1859年)之后的兩部重要著作,特別是《決疑數(shù)學(xué)》是中國(guó)編譯的第一部概率論著作,表明當(dāng)時(shí)譯者已認(rèn)識(shí)到概率論作為數(shù)學(xué)工具在研究社會(huì)某些問題中的作用。華衡芳譯作文字明白曉暢,內(nèi)容豐富多彩,使高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法得以進(jìn)一步傳播。他還介紹了西方數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)史。他是李善蘭之后引進(jìn)西算影響最大的人。
華衡芳的數(shù)學(xué)著作有:《開方別術(shù)》1卷(1872)年,《數(shù)根術(shù)解》1卷,《開方古義》2卷(1880年),《積較術(shù)》3卷,《學(xué)算筆談》6卷(后續(xù)6卷),《算草叢存》4卷(后續(xù)4卷)。以上六種收入文集《行素軒算稿》(1882年)中。此外,還有啟蒙讀物《算法須知》、《西算初階》等。他的研究側(cè)重于傳統(tǒng)數(shù)學(xué),主要在三個(gè)方面:開方術(shù)為解整系數(shù)高次方程。數(shù)根術(shù)為初等數(shù)論中素?cái)?shù)理論及應(yīng)用。積較術(shù)即招差術(shù),為有限差分法。他的研究總的說來受到當(dāng)時(shí)中算發(fā)展水平的限制,其成就主要在早期離散數(shù)學(xué)方面,《積較術(shù)》可以看作是他的代表作。該書第二、三卷創(chuàng)造“諸乘方正元積較表”和“積較還原表”,是兩種相關(guān)的計(jì)數(shù)函數(shù),可以與第一、二種斯特?cái)?shù)建立函數(shù)關(guān)系;書中并給出兩組互反公式,屬于廣義麥比烏斯反演;另外他的研究還涉及若干組合恒等式以及有重復(fù)組合的母函數(shù)定理等,這些都屬于計(jì)數(shù)理論的范圍,在組合數(shù)學(xué)、差分學(xué)中有一定意義,推進(jìn)了中國(guó)早期組合數(shù)學(xué)的發(fā)展。
華衡芳 - 個(gè)人評(píng)價(jià)
華衡芳先后在江南制造總局和天津機(jī)器局擔(dān)任提調(diào),光緒二年(1876年)在上海格致書院擔(dān)任教習(xí)。他在晚年轉(zhuǎn)向教育界,從事著述和教學(xué)。他對(duì)數(shù)、理、化、工、醫(yī)、地以及音樂等學(xué)科有廣博的學(xué)識(shí),并注重科學(xué)研究。他編寫了深入淺出的數(shù)學(xué)講義和讀本,以專著《學(xué)算筆談》進(jìn)行數(shù)學(xué)評(píng)論,對(duì)于培養(yǎng)人才和普及科學(xué)殊多貢獻(xiàn),成為有聲望的一代學(xué)者。光緒十三年(1887年)他曾在天津武備學(xué)堂中任教習(xí),光緒十八年(1892年)在湖北武昌主講兩湖書院。他的學(xué)生江蘅、楊兆鋆等以及胞弟華世芳(字若溪,1854年~1905年)受到他的影響都成為數(shù)學(xué)家。
華衡芳的治學(xué)精神反對(duì)歷來算家喜“炫其所長(zhǎng)而匿其所短”、只講算法而“秘匿”算理的風(fēng)氣;他注重?cái)?shù)學(xué)教育,曾說“吾果如春蠶,死而足愿矣”,把發(fā)展數(shù)學(xué)的希望寄托于后學(xué);在數(shù)學(xué)評(píng)論中闡明了他的數(shù)學(xué)教學(xué)思想,像“觀書者不可反為書所役”等精辟見解,表明他的方法論中已具有辯證的內(nèi)容;華衡芳的哲學(xué)觀點(diǎn)散見于著述之中,兼有唯心、唯物的成分,尚未形成思想體系。
華衡芳官至四品,但非從政。他不慕榮利,窮約終身,堅(jiān)持了科學(xué)、教育的道路,與李善蘭、徐壽齊名,同為中國(guó)近代科學(xué)事業(yè)的先行者。
華衡芳 - 主要著作
主要論著
1、華衡芳.《行素軒算稿》.匯刻于光緒八年(1882年).其中包括:開方別術(shù)1卷,數(shù)根術(shù)解1卷,開方古義2卷,積較術(shù)3卷,學(xué)算筆談前6卷.1893年再版續(xù)有學(xué)算筆談后6卷,算草叢書前4卷.1897年又續(xù)算草叢書后4卷.
2、華衡芳.《算法須知》.1887年收入傅蘭雅主編的格致須知.
3、華衡芳.《西算初階》.1896年收入馮桂芬等輯的西算新法叢書.
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華衡芳 - 參考資料
1、http://www.gmw.cn/content/node_5425.htm
2、王渝生.華衡芳.《中國(guó)近代科學(xué)的先行者和傳播者》.自然辯證法通訊,1985(2).60—74.
3、王渝生.華衡芳.見:《中國(guó)古代科學(xué)家傳記》,下冊(cè).北京:科學(xué)出版社,1993.1245—1252.
4、夏林根.華衡芳.見:《中國(guó)近代科學(xué)家》.上海:上海人民出版社,1988.151—159.
5、張柏春.《中國(guó)近代機(jī)械簡(jiǎn)史》.北京:北京理工大學(xué)出版社,1992.