参考来源：《清史稿·徐寿传》 《江南制造局记》 《化学鉴原》 《中国近代科学先驱徐寿父子研究》 《格致汇编》
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1866年4月，南京下关码头，一艘从未有人见过的怪船缓缓驶入江面。
它没帆，没桨，没有一个纤夫。
船尾冒着滚滚黑烟，两侧明轮击打水面，发出巨大的轰鸣声，就这么顶着水流，稳稳地逆江而上。
码头上的围观者先是愣住，继而骚动。
有人往后退，有人往前挤，有人索性跪下去，念叨着什么旁人听不清楚的话。
这样的动静，放到今天不值一提，但在那个年代——那个见惯了帆船篙桨的年代——这艘无帆无桨还能自己跑起来的铁家伙，确实像活物一样让人发憷。
当天在场的中外记者在事后报道里写道，这艘船在扬子江上，不到十四小时逆流行驶了二百二十五里，返回时顺流只用了八小时。
船身全长五十五华尺，蒸汽机单式汽缸，锅炉四十九根烟管，除了主轴、锅炉及汽缸配件的铁料购自外洋，其余所有零件——包括雌雄螺旋、螺丝钉、活塞、气压计——无一例外全是中国人自己做的，没有一个洋人参与，没有任何外洋模型可以对照。
这艘船后来被命名为"黄鹄"，是中国人第一次完全依靠自己的力量，造出的蒸汽机轮船。
整件事传到同治皇帝耳中，皇帝给了主持建造这艘船的那个人一个御赐的称号——"天下第一巧匠"。
那个人叫徐寿，字生元，号雪村，江苏无锡人，一介布衣。
可这不过是他一生功业里最容易被人记住的那一笔。
他留给中国的东西，有一样到今天还在你我身边——你背了十几年的元素周期表里，那些钠、钾、钙、镁、铝、锌、锰……是他亲手一个字一个字造出来的。
[一]【连秀才都没考上，却立志要搞懂天下万物的道理】
1818年2月26日，嘉庆二十三年正月二十二日，徐寿出生于江苏无锡县社岗里。
徐家世代务农，到他祖父那一辈靠做小生意把日子过得稍微宽裕些，到他父亲这里，才算出了家族第一个读书人。
可惜父亲徐文标二十六岁就去世了，留下年仅四岁的徐寿，外加一个含辛茹苦的母亲宋氏，还有两个年幼的妹妹。
母亲宋氏把家里所有的希望都押在了徐寿身上，盼着他读书出人头地，将来博个功名，给徐家争一口气。
徐寿少年时确实争气，饱读经史、研习诸子百家，被不少人夸有几分才气。
结果，他去参加童生试，也就是考取秀才资格的那场考试，没过。
用今天的话说，就是连最基础的门槛都没迈过去。
这对一个苦读多年的读书人来说，不可谓不难堪。
但徐寿反思了一通，得出的结论却跟旁人不大一样——他觉得八股文那套东西实在没什么实际用处，与其在这条路上继续耗下去，不如换个方向走。
他转头去研究天文、历法、算学。
母亲在他十七岁那年也去世了，一下子把他推到了一个人撑起这个家的处境里，靠修理农具、乐器等手艺谋生。
生活的重压反倒没能把他压垮，他在劳作之余仍旧钻研不辍，时常就着一支蜡烛翻书到深夜。
无锡自古是手工业重镇，能工巧匠多，这种风气浸染了徐寿的性格。
他从小热衷于"手制器械"，凡是见到奇巧的物件必要拆开来研究一番——指南针、炮用象限仪、甚至是结构极复杂的自鸣钟，都被他一一拆解、重新组装过。
按照他家乡档案记载的说法，他"少好攻金之事，手制器械甚多"，是邻里出了名的"爱捣腾东西的人"。
有人嗤之以鼻，说这是"奇技淫巧"，登不了大雅之堂。
徐寿根本不理。
他后来说过一句话，大意是：万物的道理细微隐晦，不借助实验和器械，就没法真正弄清楚。
他用"格致之理纤且微，非藉制器不克显其用"这句话，概括了自己一生的治学信条——先做，先试，先拆，先装，比任何空谈都管用。
这句话放在那个年代，不可谓不超前。
就是这么一个人，连秀才都没考上，凭着这股子劲儿，凭着一双手和一脑袋停不下来的念头，最终走上了一条在整个中国历史上都极为罕见的路。
清末名臣丁宝桢后来评价他："杜门不出，于欧洲器物讲究最精。"
这说的是一种极致的专注——一个人把所有时间和精力，全压在了一件旁人都觉得不务正业的事情上。
[二]【一本书、一个朋友、一段改变命运的人生转折】
徐寿真正的命运转折，要从一本书说起，还得从一个朋友说起。
1853年，徐寿三十五岁，和比自己小十五岁的同乡华蘅芳相识。
这两人之间有种奇妙的互补——一个长于动手制器，一个精于数学推算，凑在一起恰好合力。
华蘅芳是无锡华家的子弟，其父华翼纶是当地有名的举人，学识渊博，他看中了徐寿的才干，说是要给儿子找个见识广、懂实学的朋友，一起钻研科学技术。
两个人一拍即合，志趣相投，此后相伴数十年，一路走过了中国近代科技史上最艰难也最关键的那段岁月。
1853年，两人结伴去了上海，专程跑到英国传教士麦都思开办的墨海书馆，向正在那里从事翻译工作的数学家李善兰讨教。
李善兰那时已是国内西学翻译领域的一流人物，正着手翻译欧洲近代物理学、动植物学和矿物学等书籍。
徐寿和华蘅芳虚心求教，态度认真，问的问题既细又深，给李善兰留下了好印象，因此得以借阅并购置大量西方近代科技书籍，还带回了一批物理实验仪器。
就在这次上海之行里，徐寿第一次翻到了那本《博物新编》。
《博物新编》是英国传教士合信于1855年编译的西方近代科技普及读物，里面用图文并茂的方式介绍了蒸汽机的基本原理、热学、光学、电学等内容，是当时国内极少数能接触到西方科学知识的渠道之一。
徐寿看到蒸汽机那一章，眼睛就没动过。
他回到无锡后开始自购化学实验器材，反复做实验，研究光学。
买不到三棱镜，他把自己一枚水晶图章硬生生磨成了三角形，拿来观察折射出的七彩色谱。
身边的人觉得他有些魔怔，但他根本无暇理会——他脑子里装的事情太多了，哪有闲工夫在意别人的眼神。
1856年，他再度赴上海，购回一批化学实验仪器，开始系统研究氧气、氢气等物质的性质。
根据《徐寿传》的记述，他这一时期的自学涉猎极广，"化学、物理、机械、数学等学科，穷源究委，皆通其奥"——这句话的意思是，但凡他学的东西，他一定要学到原理层面，不肯停在皮毛。
这时候的中国，洋务运动还没正式兴起，鸦片战争的伤疤也不过才过去十几年。
整个社会对西方科学技术的认知，还停留在"奇技淫巧"的层面，觉得那是一群不务正业的洋人玩的把戏，用不着认真对待。
而徐寿已经在自己的小屋子里，一个人、一张桌、一堆自制仪器，默默实验了将近十年。
没有机构支撑，没有同行交流，没有任何体制上的认可，他全凭着那股子"究察物理，推考格致"的执念撑下来。
[三]【曾国藩幕府里那次至关重要的考核】
1860年，徐寿遭遇了一场无妄之灾。
太平天国军队席卷苏南，两名兵士闯进他家索要银两，没能如愿，拔刀便砍。
徐寿后颈中刀，皮肉绽开，所幸没有性命之忧，但脑后的辫子被生生砍断。
他的儿子徐建寅上前夺刀，右臂被砍，落下了残疾。
这一刀之后，徐寿再也待不住无锡了。
1861年，两江总督曾国藩在安徽安庆筹办安庆内军械所，通过江苏巡抚薛焕的访求，广招"奇才异能"之士。
所内"全用汉人，未雇洋匠"，方针定得很清楚——就是要靠中国人自己的手，造出自己的器械。
徐寿的名声此时已在一定范围内传开，于是和华蘅芳一道被推荐到曾国藩麾下。
曾国藩这个人看人很准，凡是进幕府的人才他都要亲自考察。
徐寿到的那天，他出了一道题，要求徐寿当场推算当日的农历日期，考的是真实的天文历法推演能力，不是死记硬背能蒙混过去的。
徐寿在那个年代研习天文历法多年，这对他来说不算难事，不慌不忙，推算完毕，分毫无差。
曾国藩当即表示满意，拍板留下。
1862年初，徐寿与华蘅芳正式进入安庆内军械所，曾国藩交给他们的第一道任务是：造蒸汽机，造轮船。
这项任务，难度远超所有人的预期。
彼时的中国，不要说蒸汽机，连一根铁钉、一根钢条都不能自主生产。
手头只有《博物新编》里那一张寥寥几笔勾出来的蒸汽机示意图，外加徐寿之前偷偷爬上停靠在岸边的外国轮船，悄悄观察并默记下来的一些构造印象。
就靠这些，全用汉人，不雇一个洋匠，从头开始做。
1862年4月30日，中国第一台蒸汽机试制成功。
曾国藩在同治元年七月初四的日记里，亲眼记下了这台机器运转时的情形，详细描述了蒸汽进入汽缸、推动活塞往复的过程，末了写道："窃喜洋人之智巧，我中国人也能为之，彼不能傲我以其所不知矣。"
短短几个字，字里行间压着多少年的憋屈，又透着多少年未曾释放出来的扬眉吐气。
蒸汽机造出来了，轮船还得接着造。
1862年底，安庆内军械所造出了一艘小火轮雏形，但试航时表现并不理想——曾国藩在日记里如实写道"行驶迟钝，不甚得法"。
徐寿和华蘅芳没有气馁，仔细分析了失败原因，发现是把蒸汽机模型直接放大后锅炉供气量严重不足，于是着手改进，用火管锅炉替换了原来的汽锅，解决了供气问题。
1864年7月，湘军攻克太平天国首都天京，曾国藩幕府随即迁往南京，安庆内军械所并入金陵内军械所，徐寿父子跟着一路迁过来，继续完成那艘轮船的建造。
这一次，他们在小火轮的基础上做了两项关键改进：一是改暗轮为明轮，提升推进效率；二是改低压蒸汽机为高压蒸汽机，大幅提升动力输出。
1866年4月，那艘船终于建成下水。
木质船身，排水量四十五吨，配置高压蒸汽机，明轮驱动，除主轴、锅炉及汽缸部分钢料从海外购置外，其余材料全部国产，全部零件及配套气压计由徐寿父子亲自监制，造价纹银八千两。
首航那天，曾国藩不在南京，由其长子曾纪泽主持仪式，试航完毕，曾纪泽对这艘船的性能甚为满意，亲笔写下"黄鹄"二字，用金字铸镌于明轮两弦座舱上。
"黄鹄"出自《战国策》庄辛之语："黄鹄因是以游乎江海，淹乎大沼。"
命名者选了这个名字，大约也是寄托了某种期望——这条船，往后该游向更广阔的地方去。
这艘船建成后，同治皇帝得报，御赐徐寿称号——"天下第一巧匠"。
这已经是当时体制内对一个布衣技术人才能给出的最高规格认可了。
然而对徐寿来说，真正的工作，才刚刚开始。
[四]【一篇让整个西方学界侧目的论文，正在悄悄酝酿】
1866年秋，徐寿奉调上海，进入李鸿章与曾国藩联合筹办的江南机器制造总局，出任委员，总理局务。
"黄鹄号"的成功已经让他在洋务圈里声名大噪，到了江南制造局之后，第一项大任务仍是造船。
在他的主持下，中国第一艘大型兵舰"恬吉号"建成，后因避光绪皇帝名讳改名"惠吉号"，船长一百八十五尺，宽二十九点二尺，马力三百九十二匹，载重六百吨，船身以坚木制成，汽炉与船壳皆为总局自制。
试航那天，整个上海滩沸腾了，黄浦江两岸观者如堵，上海中外各大报纸次日均在显著位置报道了这个消息。
此后，"操江""测海""威靖""驭远""金瓯"诸舰相继下水，几乎每年一艘，最大者马力达一千九百匹，载重两千八百吨。
李鸿章曾在奏折里骄傲地说，这些船在外国属于二等，但在中国属于头等。
然而徐寿渐渐把越来越多的精力，从船坞转向了翻译馆。
他看到了一个比造船更深的问题：中国可以靠引进机器、雇用洋人来短期推进工业，但如果没有一套系统的科学知识体系，没有能读懂这些知识的中国人，一切都只是无根之木。
他在1867年向曾国藩上呈的《条陈轮船制器四条》里，把"译书"排在了"采煤炼铁""自造枪炮""操练轮船水师"之前，列为头等要务——在那个年代，能想清楚这一层的人，并不多。
他极力建议江南制造局设立专门翻译西方科技书籍的机构，得到局内官员冯俊光、沈葆桢等人的支持，翻译馆于1868年6月正式开馆，成为中国历史上第一个由政府创办的翻译西书机构。
翻译馆聘请了傅兰雅（John Fryer）、伟烈亚力（Alexander Wylie）等外国学者担任口译，徐寿等人负责笔述，将口述内容整理成汉文，再做校订润色。
译书不是轻松活儿。彼时中国既无外文字典，阿拉伯数字也尚未普及，大量西方科学术语在汉字里根本找不到对应词汇——尤其是化学领域，几乎每一个元素名称都需要从头创造。
这个问题，很快成了横亘在所有人面前最大的一道坎。而徐寿为了攻克这道坎，花了不知多少个昼夜。
1871年，《化学鉴原》由江南制造总局刻印出版。
这部由美国化学家韦尔斯（David Ames Wells）所著《化学原理及应用》译来的著作，是中国史上第一部系统引入近代无机化学知识体系的教科书，而让这部书在化学史上留下真正印记的，是徐寿在翻译过程中为五十一个化学元素亲手造出的中文名称，其中三十六个沿用至今。
钠、钾、钙、镁、铝、锌、锰……你认识的那些字，最初都没有。是他造出来的。
与此同时，他在科学实验上的执念从未停下。
1874年，他的儿子徐建寅与傅兰雅合译了英国物理学家约翰·丁铎尔（John Tyndall，1820—1893）所著的《声学》一书，由上海江南制造局刊行。
徐寿随手翻阅，翻到其中一段，眉头慢慢皱了起来。
书中第二百一十四页写道：有底管与无底管发出声音的吹奏振动数，在一定时间内皆与管之长度成正比。
也就是说，不管是弦乐器、开口管乐器还是闭口管乐器，只要管长截去一半，音调就会升高一个八度。
这个结论来源于著名的伯努利定律，是整个西方声学体系的基础判断之一，被奉为圭臬已逾百年，没有人质疑过，也几乎没有人去逐字逐步验证过。
徐寿放下书，走到实验台前，拿起一根铜管，开始吹。
他吹了一遍，又吹了一遍，数据记下来，反复核查。他换了竹管，换了木管，换了不同长度，反复测量，记录下数十组数据，最终得出了一个与伯努利定律明显相悖的结论——
对于开口管乐器而言，相差八度的两支管，其长度之比并非二比一，而是九比四。
徐寿没有急着发表，他继续做实验，一组一组地核验，拿不同材质、不同口径的管子反复印证，直到所有数据都指向同一个方向，才提笔把结果整理成文，写成论文《考证律吕说》，发表在1878年《格致汇编》第七卷上。
三年后，这篇论文的内容出现在了英国科学杂志《Nature》的编辑案头。
而当那封来自上海的信件被《Nature》编辑斯通博士（Dr. W. H. Stone）打开、将徐寿的实验数据一行行读完，再抬起头来时——一个不懂任何外文、没有受过西式教育、完全靠自学和实验的中国布衣学者，用一组铜管和一把尺子，指出了西方顶级物理学家著作里被忽视百年的错误……
斯通博士在文后的按语里，只写了几个字，简短，却字字压着份量——
"这非常出奇。"（extraordinary）
而当斯通博士将傅兰雅那封来自上海的信从头读到尾，缓缓放下纸页的那一刻，他提笔在文末写下的那几个字，让整个《Nature》编辑部的空气仿佛骤然凝住了——没有人想到，一个清朝的布衣学者，用几根铜管和一把尺子，做到了整个西方声学界一百年来无人察觉、也无人去做的事.....
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