《器象显真》述评

《器象显真》述评

清朝的自我完善运动是以传统的科学为导向的，它是在西方列强的影响下发展起来的。《清史稿》言此，具称：“中叶后，海禁大开，泰西艺学诸书，灌输中国，议者以工业为强国根本，于是研格致，营制造者，乘时而起。”自强运动中“卓然成家者”大量涌现。徐寿、徐建寅父子就是其中的佼佼者。他们与“能文善算”的华蘅芳一起制成了我国第1台船用蒸汽机、第1艘机动轮船、第1批兵舰、第1批工作母机、第1代枪炮、火药等等。并和“惟望中国多兴西法，推广格致”的傅兰雅翻译了一批重要的西方科技著作，有关工程图学的专著达10余种之多。培养了一批近代科技人才，为奠定和开拓我国近代科学技术、使中国工程图学迅速走向近代作出了历史性的贡献。1洋务工业发展新风貌：徐寿父子，子德工艺，科学与工艺的互通徐寿（1818～1884）、徐建寅（1845～1901）、徐华封（1858～1928）父子是中国近代科学技术的先驱，其生平业绩见之于《清史稿·徐寿传》，《清史稿》作者赵尔巽自称“授受源流”，将徐寿父子三人载入“艺术传”。同治末，徐寿与傅兰雅（JohnFryer1838～1928）设格致书院于上海，风气渐开，成就甚众，寿名益播。山东、四川仿设机器局，争延聘寿主其事，以译书事尤急，皆谢不往，而使其子建寅、华封代行。大冶煤铁矿、开平煤矿、漠河金矿经始之际，寿皆为擘划规制。购器选匠，资其力焉。无锡产桑宜蚕，西商购茧夺民利，寿考求烘茧法，介设烘灶，及机器缫丝法，育蚕者利骤增。为抵御外侮，以求自强的清代洋务运动中，建船厂、造轮船、兴海军是一项最为重要的内容。曾国藩最先提出“师夷智造炮制船”，以建立中国近代船舶工业的主张，1861年秋冬之交他即着手筹办建造轮船事宜，四处寻觅“覃思之士，智巧之匠”。1862年4月徐寿携子建寅、华衡芳等到安庆内军械所，接受了“自制轮船”的任务。徐寿于1862年7月制成一台船用蒸汽机模型，并试验成功。1864年1月试航成功。曾国藩决定“以次放大，续造多只。”傅兰雅在《江南制造局翻译西书事略》里，记载了徐寿父子，设计“黄鹄”使用图样的情景，“惟此时总督派徐君之事与此不同，乃令创造轮船，以试实效。遂依《博物新编》中略图，制成小样，固甚得法，则预备造一大者。所用之器料，即取诸本国。尝在安庆时见过一小轮船，心中已得梗概，即自绘图而兴工。虽无西人辅理此事，甚难，而徐君父子，乐为不倦，总督亦常慰藉之。”“创议翻译西书，以求制造根本”。徐寿父子及孙三代，在上海江南制造局翻译馆从事翻译西书工作，历时近半个世纪，共译著书102种，约744万字。徐寿译著书37种，其中已出版22种，发表专论10篇，校书1部共290万字，已译未刻4种。“少勤敏，善察隐微”的徐建寅随父入江南制造局翻译馆，译著24部，专著及专论11部，校阅书1部，共计170万字，已译未刻书9部，总计45部。徐寿父子译著内容涉及自然科学、工程技术，社会科学等多方面，其中以科学技术、工艺制造最多，仅有关工程图学的著作就有10余种。据傅兰雅所述，这些译著选最近出版的新书和名著，即“更大更新者始可翻译”，反映了欧美近代先进的科学技术水平，而且实用性强，徐氏父子、译笔严谨，影响极大，对我国科学近代化作出了巨大的贡献。2《器象显真》：以构图为始基徐寿父子在安庆内军械所和南京建成第一艘木质轮船和“黄鹄”号轮船的实践中，深感有学习西方先进的科学技术的必要，认为“翻译系造船之根本”，徐寿提出了设立翻译馆的建议，1868年6月江南制造局翻译馆正式开馆。1871年，由徐建寅与傅兰雅合译的《器象显真》是我国第一部系统、完整地介绍西方机械制图的译著，它的出现标志着中国工程图学已经迈向了新的历史时期。《器象显真》凡4卷，在江南制造局翻译出版，书中附有《器象显真图》不分卷，主要为该书第3卷，第4卷中各机械图样的汇集，见图1。《器象显真》卷首署有英国白力盖辑，英国傅兰雅口译，无锡徐建寅删述，这和明末来华的耶稣会士的译书方法相同，即由西人口述，华人笔录。徐建寅、傅兰雅合译，原著的英文名是《TheEngineerandMachinist’sDrawingBook》，原著者的英文姓名是V.Lebland和JacquerE.Arsoungaud,原著出版的年代是1855年。此书名按字面翻译应是《工程师与机械师制图手册》，徐建寅给它取的一个非常中国化的书名《器象显真》。器：可代表科学技术上的一切创造和制作，当然包括机器，机械之类。象：在这里指的是图和图样之类，是制造器物或机械时必不可少的技术资料，也是制器时必须依据的重要手段。徐建寅在《器象显真》里指出：“制造机器以画图为始基。”故“象”的内涵是言形状，在作名词性词来构成复合词例时，有形象、图象、映象，等等之意。“显真”之意，亦如徐建寅在书中所云：“大小比例，无分毫之或失，方圆正侧，有尺寸之可凭。”即图样要真实反映器物的形状。在工程技术上，要求图样做到：投影正确、视图选择与配置恰当，符合机械制图的标准，尺寸完全，图面整洁，字体工整等等，此皆显真之谓也。《器象显真》的书名，是徐建寅对西方机械制图专著究其辞，通其义之后的再创作。其卷首云“删述”者，正寓此意。即令是书中删节的译文，亦立足意译，用词有准，不仅表达了中国“制器尚象”的科学传统，也表达了徐建寅长期从事机械制造与设计的经验总结。是当时中译西方科技专著中的上乘之作。《器象显真》第1卷“论画图器具”，徐建寅在“用器总论”中论述了制图仪器的重要性，他说：“制造机器，以画图为始基，而画图之要必先知画图诸器之制，以及运用之法。盖机器各图，以真形缩小于纸上，固不能无差，然虽有差，要以极微为贵。若但用笔而不用器，差必甚大，况繁密之图，独恃寻常之器，尚不足用，必能自制精致，灵便者，庶可心手相应。且有各线因常器太小而不能画者，故学者先明常器之理法，熟而生巧，自作新器，而能各适所用焉。”此卷论及绘图工具有：规、单比例尺、分角器、平行尺、钢笔（绘图笔）、针、画图纸、画图用方板（图板）、丁字尺、直界尺（直尺）、三边板（三角板）、曲线板、铅笔、盖钉（图钉）。并对绘图提出了要求，是为“画图总说”。此卷有各种绘图工具图样共22幅。《器象显真》第2卷“论用几何法作单形”，即几何作图，常在工程作图中出现。因此，熟悉各种几何作图方法，是学习工程制图过程的先决条件。徐建寅在“画图总论”中论述到：“造机器者，不但娴熟手工，明晓形体，更须以纸幅之图，视为立体，始可将立体之物，画于纸幅，纸幅画图，乃尚象之先导也。”几何作图应当“大小比例，无分毫之或失，方圆正侧，有尺寸之可凭。”他还认为：“公理、公法、几何必备，学习画图必自几何始。”本卷首先论点线、面、体，并附有图例38幅。然后有几何作图题共63题，其中包括直线、直线与圆相交、直线与平面、比例作图、椭圆、抛物线、各种曲线以及实用图形的作图题，有的作图题一题多解，如第47题，题设“有大小二径，求作椭圆线”甚至列出7种解法，作图题附有插图共122幅。《器象显真》第3卷为“以几何法画机器视图”主要介绍正投影基本原理及其视图画法。“总论”中徐建寅译述了投影法和正投影的特点：“视图者，以真体之形移于平面也。凡体俱以长、阔、厚三面为界。而此三面，又以线为界，故真形之显于平面，必以界线为主也。若论其理，则以原体与人目相距，假设其各点之光线俱平行，直射至目于此相距之间，置以玻璃，使与光线正交，而收实体之像，依像勾勒，即置器具一面之视形，故有三面正交之视形，即可以显器体之真形矣。设将器体挂于正交三面之内，而在此三面之上勾勒正对之视形，则虽取去原体真形，已能全显，因各种机件，多为各面正交，故有三面图已足显其全形，非若动植等物之错综宛转，常成无法之形，虽有三面，尚难曲肖也。”《器象显真》的三视图的形成和投影规律是：“设甲乙丙为各面皆平行正交之长立方体，如第一图，甲乙为平面甲丙、乙丙为两立面，挂于丁戊、丁巳、丁庚方籍之内，使体之三面与籍之三面平行，次将体之三面移于箱之三面，法体之各角作线，引至箱面而正交，即得甲丙在丁巳平面上之视形甲′丙′，乙丙在丁庚平面上之视形乙′丙′，甲乙在丁戊平面上之视形甲′乙′，成为三面视形。甲′丙′为正立视形。乙′丙′为旁之视形。甲′乙′为平视形。丁丑′线名为根线，此三者即甲乙丙长方体移于平面之视形，可以显体之真形。然此体之视形，既有其二，可得其三。如有甲丙′与乙′丙二视形，即得第三形甲′乙′。法作丙′辛乙′壬与甲′子丙′丑各线遇于丁戊面，再自辛壬子丑四点，平行引长至四线相交，即得甲乙′视形，如先有甲′丙′乙′二视形。可自甲乙′视形作辛壬二线，自甲′丙′视形作寅卯二线平行引长相交，亦得乙′丙′视形。”译文中有些名词术语与现今的译文不同，如投影Projection译为视形，主视图frontview译为立视形。又如侧视图《器象显真》中为左视图leftview译为旁立视形，俯视图topview译为平视形。图形符号A,B,C,D…用甲、乙、丙、丁……表示。如图2例所示。从所论述的投影原理来看，被投影的物体，即“器体”在投影面即“平面”与视点即“人目”之间，是为第1角画三视图的画法。三视图的画法是：首先设“丁庚旁面可铺于平面如丁庚′，丁戊面可铺于平面如丁戊，即得三面视形在一个平面”旁面为侧面，平面为水平面。即将旁立视形的侧面和平视形的水平面H面展开，侧面向右旋转90�，水平面向下旋转90�，与立视形的正面重合。“丁丑′丁寅′仍为根线与立线，因欲见其从何面移来也。甲子甲′与丙丑乙′俱连成直线而与根线正交，故欲求平视形内任何点之方位。可将丁字尺对准正立视形之点而引下作线，再由旁立视形，取相配之点，与立线相距之度。自根线度引下之线，即其点之方位，先有正立视形与平视形，同法为之，由此可见，一个平面，可画一器数方向之视形也。”这里“根线”“立线”为轴线axisline，根线即横轴，立线为立轴。第3卷介绍了各种形体正棱锥体，圆锥体如六棱锥体，五棱锥，圆锥等与平面相截、圆柱相交，斜交圆柱与球体相贯，球体与棱柱相贯等画法。此外还有圆环剖面的画法，这些图例以两视图为主。第3卷附有插图5幅，《器象显真图》中有相应作图共23幅。《器象显真》第4卷为“机器视图汇要”，是在论述了投影规律和表达方法的基础上，着重介绍螺纹及螺纹连接件、齿轮，常用机械零件结构及其规定画法、代号和标记、零件连接后的装配画法。如图3所示，《器象显真图》绘出了这些图样，包括各种零件图，即有两视图，又有剖视图、装配图。使用这些图样的规定画法及其标记，可以提高制图效率。第4卷的重要部分在最后一章“观已成之器具作草图”，此书强调实际作图技能和观察能力，很有见地。草图free-handdrawing是指不使用绘图仪器及绘图工具，仅凭手及笔、靠目测来绘制图样的作图技能，徒手绘制图样。此章认为：“器件尺寸，藉图显明，必用规尺等器，界画甚详，毫厘无差，前论各法是也。设有已成之器具在前，而欲记其尺寸，可以不用规尺等器，而但用铅笔作草图，此因器具不能恒在目前，故量准尺和写于草图上，再用以前各法，依其尺寸面画详图。若器可常在者，量一数而画一线，固可径画详图，然亦不及先画草图之便，偶有疑误，易于改准也。”《器象显真》对绘制草图的要求是：(1）作草图时，必先详观器具之式，考其做法与行动之法，始可择定自何处起手。(2）记明尺寸，必俟各面视形画完而后量准器具之尺寸写于各处，不可画一线，即写一尺寸。(3）分图亦与详图之分图同法为之，即将器具各要处画放大之图，记明各尺寸或略书其用法。草图的绘制还要求，“虽为草图，亦必极其周到，详图欲画之事，草图内亦必皆缕悉分画。”《器象显真》并以直立钻床为例，“观器作草图，以后法以最便，绘画之时，工省而成速，形式尺寸，俱能详备，是可由此以作详图。”《器象显真》卷四共有各类机械零件图、部件图、总装配图共218幅，这些图样反映了欧洲19世纪机械制图的技术水平。《器象显真图》绘制形象准确，线条逼肖，理实俱似，体现了徐建寅在工程制图方面学富力深，遂与俱化的能力。3．本书的译书基础徐建寅和傅兰雅初译机械制图教材时，遇到一个很大的困难。这是因为从一种语言的作品翻译成另一种语言作品时，由于语言结构不同，在翻译过程中，近乎再创作的原因。当时，常用绘图仪器和工具的译名、制图理论名词，机械制图术语的译名的定名等，都无典可据，他们只能自己创造，在翻译删述《TheEngineerandMachinist’sDrawingBook》之前，徐建寅虽已译出《PracticalGeometry》一书，但限于工程几何方面的名词，术语可供核察的不多。《运规约指》是英国实用几何学的中译本，英文名称是《PracticalGeometry》，1855年版。1868年5月，徐建寅和傅兰雅合作翻译此书，1870年出版，这是江南制造局最早译出的3本国外科技专著之一。《运规约指》共3卷，插图136幅，约3万字。该书的作者是英国的白起德（WilliamBurchet）主要内容为初等实用几何学，叙述了几何作图和求面积的公式。全书有136道题，每题附图，通俗易懂。《运规约指》是工程制图的基本概念和基本几何知识的基础，实用性很强，这在洋务运19世纪70年代，它是江南制动中学习西方制造机器必须学工程制图的情况下，它是学制图者必须具备的几何学基础。因此在造局出版的译著中，销路甚广的译著之一。曾国藩曾将此书和徐建寅父亲徐寿翻译的《汽机发轫》、《汽机问答》、《泰西采煤图说》称为新译“四种”，并呈清穆宗阅览。1868年10月曾国藩在“奏新造第1号轮船工竣并江南制造局筹办情形折”中指出：“另立学馆以习翻译。盖翻译一事，系制造根本。洋人制器出于算学，其中奥妙，皆有图说可寻。特以彼此文义捍格不通，故虽日习其器，究不明夫用器与制器之所以然。本年局中委员于翻译甚为究心，先后订请英国伟烈亚力，美国傅兰雅、玛高温3名，专择有裨制造书，详细翻出，现已译成《汽机发轫》、《汽机问答》、《运规约指》、《泰西采煤图说》4种。拟俟学馆建成，即选聪颖子弟，随同学习、妥立课程，先从图说入手，切实研究，庶几物理融贯，不必假洋人，亦可引伸，另勒成书。”《运规约指》在1868年9月前已经译毕，初译4种，得到清穆宗和曾国藩的首肯，徐寿父子、华蘅芳“志尚博通，欲明西学”，在他们的努力下，1868年，江南制造局翻译馆宣告成立。日本柳原前光公使购阅徐寿父子译著中第1本书名就是《运规约指》。对于英汉名词术语的翻译，参加翻译，傅兰雅有“论译书之法”，他在《江南制造总局翻译西书事略》中指出译出的原则，“此馆译书之先，中西诸士皆知名目为难，欲设法以定之，议多时后，则略定要事有三：设疑一名目为华文已有者，而字典内无处可察，则有二法：(1)可察中国已有之格致或工艺等书，并前在中国之天主教师，及近来耶稣教师诸人所著格致工艺等书。(2)可访向中国客商，或制造或工艺等应知此名目