卷九十五　格物部一　格致

译卷九十五 格物部一 格致

格物穷理说

古代致力于格物的人，有表里之分，有次序之别。最为紧要的，是仁义礼智这四种本性；其次是君臣、父子这类伦理关系；再次是与人交往、处理事物这类社会活动；再其次是礼乐诗书六艺，以及古今人物事迹、天地高厚、鬼神幽显这类知识。更为次要的，即使是一虫一鱼、一草一木，也应当根据已知的道理进一步穷究，以求达到极致。大到关乎世运变迁，小到系于自身修养。所以圣人治理万物，各自顺应其本性加以引导，获取有时节，使用有节制。在春天万物生长时，不伤害幼鸟，不捣毁鸟巢，不杀害胎孕；等到草木凋零，才让斧头进入山林；水獭陈列鱼祭，才让虞人进入沼泽设网；豺狼陈列兽祭，才进行田猎，以使万物各得其所。推广到伦理常道之间，没有不应当遵循的道理。如果顺应事物本然的性质去实行而不废弃，那么格物致知的功效就成就了。从诚意正心、修身齐家，以至于治国平天下，没有不是这格物致知功效显著所致。秦朝焚书以来，典籍散失，残简断篇，中间夹杂着后世儒者掺入的言论。曾经取《尧典》中四季中星的次序，用历法来验证，尚且属于四千年前的星度，那么这篇文献没有错误就可以知道了。我们人生在天地之间，一切所见所闻，竭尽耳目心思的力量，还不能彻底洞察其底蕴，所以必须接着使用规矩准绳、法则律吕，来弥补耳目心思的不足。那么最晦暗的也变得明亮，极细微的也变得显著。只是世人习以为常而不察觉，认为万物枯荣消长都完全出于自然，知道它应当如此却不知道它为什么如此。造物主为世人创设万物，将至理蕴含其中，默默地向人显示，人怎么能不探求其中的缘故，而辜负造物主的一片苦心呢？这里就人所见所知的来说。比如天的高，地的厚，日月星辰的运行不息，风霜雨露的施行有时，其中一定也有缘故。寒气的到来，暑气的离去，白昼的明亮，黑夜的晦暗，江湖的流动，百物的滋生，其中一定也有缘故。假如日月星辰不运行，就没有四季；风霜雨露不按时降落，万物就会遭受祸殃。夏天长久炎热，动植物就会枯槁；冬天长久寒冷，生物就稀少；白昼长久明亮，人和物就会过度活动而劳累；黑夜长久黑暗，就会过度静止而不舒适。其他如炎热之地多茂密的树林，在烈日下远行可以在此歇息；寒冷之地多苔藓，骆驼绝食时可以把它当作粮食；鱼有气胞所以能游泳，鸟有羽毛翅膀凭借它飞翔。可见造物主因地制宜，为众生创设得宜，并非偶然。抬头仰望，最明亮的是太阳，其次是月亮，再次是行星。行星之外有恒星，天文学家区别星星的大小明暗，分为十三等。恒星之外，又有星云、星气、星团、星林、星丛。实际上都是无数的星光，遥远得无法测量，肉眼无法看清。天河也是众星，看起来像云气，是因为它遥远。用极精密的望远镜窥视，便能看到无数小星，也能一一测量。而且那些星体很大，如同太阳之类，在这里看不见。天道之大，大得没有外在边界啊！从极细微的来说，取一滴脏水，用极精密的显微镜观察，看到有无数动物跳跃。发霉变坏的牛奶饼中生出微虫，不是肉眼所能看到的，用镜子观察，看到有活物，它的身体前小后大，头像老鼠，嘴唇和两只眼睛，八只脚，其中两只脚有爪能屈伸，大腿有六节而且有毛，尾巴像马，长度与身体相等。虫有卵，所以知道有雌雄。这种虫不是最小的。

地面之上，浩浩荡荡，上下二百里之间，无非是气。气中有微虫，随着一切动物的呼吸而出入，而一切动物并不察觉。充满天地之间的都是气，实际上充满天地之间的都是虫。一定有这个理，然后才有这个物。在这里不又可见天道之小，小得没有内在边界吗？至于像炎热的夏天，气温暖，虫子飞舞嗡嗡作响，蜂蝶进入花中，追逐游玩。蝉在树梢鸣叫，时常餐风饮露。推广到老鹰飞翔、鱼儿跳跃，都极其快乐。小狗，小马驹，小牛犊，小羊羔，小猫，小兔，都生来喜欢跳跃。马牛服役，时而奔走，时而休息，意思非常舒适，不是让它们受苦，也是让它们快乐。有格物师考察万物，从未见物体内有一物成为该物的祸害，也未见动物体内有什么胞膜与什么津液损伤其余部分。整体内外，无论大小，概无一根毛一根发那样微小的部分，彼此互相为难。仅由此就可见造物主的仁爱之意，洋溢于万物之中，而人却不知道。其他如鹿呼唤同伴然后进食，羊跪下然后哺乳，鸿雁兄长在前弟弟在后，鸳鸯丈夫唱和妻子跟随。极端到狗的义气，马的忠诚，蚂蚁的公正，大象的仁爱，没有不是造物主用来示人的，使人看见而产生惭愧。人生不学习，不如动物。人对于所见所闻，大概可以忽视吗？然而还不止于此。草木生长，有花。花有雌雄相兼的，也有雌雄相分的。那些分开雌雄的花，雌花得到雄花的花粉才能结籽。雄花有须无心，雌花有心无须。须在内部有粉，就是用来让心结果实的。花开时，风吹动雄花的花粉，飘入雌花的心，凭借它生生不息。欧洲南部，有草生长

译河底的水草，也分雌雄。雄花浮在水面，雌花沉在水底。雄花接受阳光照射，花朵开放，足部的粉囊将要破裂；雌花便生长出花丝，游动扬起在水面，其顶端又生出小花，以便顺势接受雄花的花粉。一旦受孕，便又缩回水底。尤其奇特的是，曾有研究自然科学的学者静心考察，发现有些种类的花常常借助蜜蜂和蝴蝶的力量来繁衍生命。花中有蜜，一半用来滋养花蕊和花须，一半用来供给蜜蜂和蝴蝶采食。蜜蜂和蝴蝶吮吸花蜜时，常常见到它们的脚上带着雄花的花粉，传入雌花的花蕊中。又有花瓣相连如管状，管中的毛全都倒生。蜜蜂和蝴蝶进入时顺畅，出来时受阻。它们脚上所带的花粉触碰到倒毛而脱落，渗入花蕊之中。假如造物主不创造这些蜜蜂和蝴蝶，那么这些花几乎就要因此无法生存。在幽暗深远之中，本来就有明显昭示的道理存在。如果不是有默默主宰者在其中，怎么能达到这种境界呢？所以，道理所在的地方，就是天理所在的地方。远的如日月星辰，浩大深远、幽暗朦胧；近的如一间屋子、一个念头，幽暗细微，也没有不在其中的。因此，知晓天命的人，即使在看不见、听不到的地方，也自然严肃恭敬、敬畏谨慎，对内修养身心，对外践行孝悌忠信，小心谨慎，好像有十只眼睛、十只手在左右指视一样，这就是研究自然之理的功效。

译论格致之学

格物是圣学的根基，这本来是确定的定理。然而自从格物的道理不再明晰，如今甚至似乎流变为西方的学问，所以议论的人怀疑格致这一途径与圣教格格不入，难道不知道“致知在于格物”，圣经中已经反复强调过了吗？只是解释格物致知含义的，在《大学》的第五传中，而那篇传文已经失传，然而朱熹补写的传文中已经说过：“所谓致知在于格物，是说想要扩充我的知识，就要接触事物并穷尽其中的道理。”大概凡是事物都蕴含着一个理，不通过格物就无法知晓造化自然的道理，从造化自然的道理，才能知晓造化之中自有主宰，由此就能知晓敬天，知晓敬天就能自然而然地在诚意、正心、修身、齐家这些功夫上循序渐进，以期望在独处时也不感到愧疚。所以孔子虽然不轻易谈论天道，但他向门人展示致知在于格物，这无异于向他们展示了天道。因为天道如果不以格致为基础，实在无法穷尽它的广博并回归它的简约。圣门对于格物这一途径，只谈论其中的道理而不记载具体的事例，也是因为那些事例过于繁杂，难以全部记录，然而像萍实、商羊之类的事物，也是其显露的端倪。只是自从这条道理在中国不再明晰，并且流传到西方，于是让轻视它的人忘记了它是圣学，反而怀疑它是西学。天文算学，只是格物中的一小部分罢了。西方的天文算学等学问，是得自于亚腊，也就是亚利卑亚国。查考亚利卑亚位于印度的西部边境，在先代的时候，该国不远万里派遣使者来朝拜，或许是因为秦朝焚书坑儒之后，中国关于格物等书籍散失到了那里，后来被西方人翻译出来，越推广越广泛。或者是由中原先流传到印度，再由印度流传到那里，这也难以知晓。几年前中国云南省有一位回人马复初，精通亚腊国的语言文字，已经将天文算学等学问翻译成汉文，可惜此人已经去世。如今中国通过科举文章选拔人才，如果想要从事诚意、正心、修身、齐家这些功夫，不先从格物开始，那就失去了根基，知识就无法获得，意念也就无法真诚。经典说：“知识获得了然后意念才能真诚”，这难道是空话吗？就像煤气灯这一项，人们只知道火寄托在气体中，好像孔明灯一样，却不知道这煤气中其体质共有四十多种，这不是通过格物，从何处能知道呢？其他事物也可以类推。如今中国广泛寻求格致之学，不如多翻译西方书籍，以期望返本溯源，并且派遣优秀的人才去西方考察一切，不如先设立一个条例，凡是国内有人能自己出资，派遣子侄去西方考察天文地理、航海开矿、水火风电等学问，以及律学、兵学、医学、建筑、理财等学问，经过西方当权者的选拔，又能汉文通顺、举止端正的，归入正规途径提拔任用。这个条例一旦确立，那么一条途径讲求格物致知，以准备实用器物；一条途径讲究诚意正心修身齐家，以准备性理修养。时间久了，两条途径兼收并蓄其效用，人才自然就会涌现。保卫国家没有比准备物资更优先的，尤其没有比理财更优先的。如果仅仅空谈诚意正心修身齐家，而对于格致之学一概不从事，那么格物之理以准备物资，尽地利以充裕财富，一概被轻视为次要的事务，保卫国家的大宗旨岂不是趋向支流而忘记了源头吗？从宋朝以来，讲求性理，虽然足以使圣教昌明，然而格物的道理已经失传，所以致知的道理终究不能在天下后世彰显。所以一时之间神佛异端并起，各种宗教盛行，这都是因为格致失传而诚意正心不力，才导致这样的结果。宋朝以后，人才越出现越浅薄，渐渐甚至流变为不堪问津的地步。人才关乎国运，难道不是这样吗？我这些浅陋的建议，希望当权者采纳施行。

格致论

格致的学说，听说是古时候就有的；格致的学问，如今在眼前见到。唉！难道中国只有凭空臆造的言论，而外国反而得到了真实的奥秘吗？木牛流马是诸葛亮制造的，轮船是祖冲之创造的。当西方尚未开化之前，中国拥有许多奇特的技艺，可惜不能推广，崇尚它以便尝试一次后就不再继续了。大概中国从古至今，重视士人，轻视工匠。士人虽然很有才能但不务实求济，工匠则少有才能而不能穷究道理。两条途径既然分开，就格格不入。更可笑的，偶尔有一项技艺令人骇异惊奇，必定私自作为不传的秘密；或者鄙视为奇技淫巧，忌讳而不谈论，动不动就说崇尚实质摒弃浮华，崇尚质朴轻视文采，宁可节俭不要奢侈，崇尚笨拙忌讳灵巧。第一次错误在于汉儒的空谈考据，第二次错误在于宋儒的空谈性理，于是使得圣人关于格物致知的学说，数千年不能显现一次。哪里知道天下之大，没有奇特的东西；万物都具备，没有美好的不达到。如果习惯于日常生活的常规，而不考察其体用；或者惊异于罕见的物品，而不追溯其本源；分类飞鸟潜游动物植物，而不辨别其适宜的性质；区分干燥潮湿刚硬柔软，而不区别其等级。一事不知，是儒者的耻辱，衡量古代的训诫，用什么言辞来解释呢？曾经考察天文、五行、食货等书籍，谈论物性的或许没有穷尽其本源，论述物理的或许没有推究其变化，存疑的不敢强行解释，记载怪异无从寻求解释。学者在这里，怎么能期望玩味探索而有收获呢？总之，格致之学，源于天地开辟，人们知晓天地的化育，山川的孕育，鸟兽鳞介的真实踪迹，昆虫草木的变化机理。极而言之，异宝奇珍，美材巧制，没有不辨别其名目，探究其性情，以开启宇宙的宝藏，掌握天地的秘密钥匙，那么格致之学难道不重要吗？西方

译格致之学的兴起，以格致之学为重，近来尤其推崇崇尚。各国设立学校来考核它，授予显赫爵位来荣耀它，远近搜罗出奇制胜之法，家喻户晓，彼此争奇斗新。于是有水学、火学、电学、力学的分类，又有气学、重学、化学、算学的区分。凡是能够利于国家、方便百姓，足以作为富强策略的，无不专心研究，切实讲求，刻印成书，作为后学的桥梁，公之于众而不据为己有，广泛传播而不秘其传授，真是兴盛啊！自有人类以来，未曾有过。泰西（西方）开化最晚的地区，尚且如此，以中国读书人众多，疆域广阔，聪明智慧的人有这么多，读书明理的人有这么多，如果真能就着事物探究其原理，精心研究其细微之处。士人不以做工为卑贱，工匠必定以士人的身份来充实。革除儒者凭空臆想的习气，体察圣人实用的言论。必定有大大超过常人的成就。如今我国掌握符命，宣扬教化，通过翻译沟通各国，志向在于扩大见闻所未及之处，实现无所不包的宏大规划。已经选取各类书籍，翻译为善本，条理分明，广泛考证，多方搜罗。连年挑选各省幼童，有的前往外洋以资学习，有的在国内设局就近讲求。对内分析事理，对外利用实务，务求实际效益，不遗余力。如果能在各部寺之外，再在京师设立一个衙门，而在诗文策论之外，再设立一科来选拔人才，那么不到几十年后，我知道中国的格致之学，必定超越泰西之上。而对于国家计策和民生福祉的益处，正是不小的。这是德行成就在上位的人，难道必定是技艺成就在下位的人吗？

译探究事物原理的浅说

天地是一个巨大的机械轮盘，人的身体是一个微小的机械轮盘。了解了人身的精巧，就能了解地球的巧妙；了解了地球的巧妙，就能进一步知道虚空无尽世界中轮轴机括的更加精巧。以我们地球上的各颗行星绕日运行来说，太阳居中，其次是水星，再次是金星，接着是地球，然后是火星，再是木星，接着是土星，然后是天王星，最后是海王星，它们轨道的大小、运行的快慢，自古以来从未差错。有人说这是因为有向心力和离心力。希腊人称世界为“高斯马斯”，意思是说其秩序井然；罗马人称世界为“门士士”，意思是说其奇妙可爱。佛家说有三千世界，如今从绕日行星各自构成一个世界来推论，无数恒星所在的轮机轨道应当不止三千。那么地球不过是微尘般的世界，而地球中大小有知觉、有运动的事物，各自在体内具备无数机械轮盘从而构成世界。人是最精巧的，我有身体却不了解自身的精巧，怎么可以呢？

西方人探究事物原理的学问，横绝古今，都是由于默默探寻造物的本源，静静验证天空的道理，研究极其深入，才成就了这绝世的功业。而电学尤其有日新月异、永不停止的功绩，其实电化、声光等学问，只是就近取法于万物皆备的人体，而没有遗漏任何义理。

请说说脑气筋是电学的原理，它的质地不是筋，不是肉，不是骨，而是像管子，柔软如丝，颜色发白，外面包裹着胞膜，里面是精髓，分布于五官四肢，没有一刻停息，它的管中有两种精髓，一种主管知觉，一种主管运动，都通向大脑，所以叫作脑气筋。无论我的身体有什么喜怒，有什么哀乐，有什么痛楚，耳朵听到声音，眼睛看到颜色，知觉的神经传递信息进入大脑，运动的神经承载命令传出，迅速如神，不容许呼吸的时间。假使地球上没有这种脑气筋来负责知觉和运动，那么即使铜丝电杆布满天下，谁来传达呢？所以西方人有所谓的“以太”，它是传递空气至神至妙作用的媒介。西方人用脑筋比喻电，证据很多而且精当。请说说人身是化学的本源，《格物探原》说：人身所制造的基本物质有五种，一叫胶，二叫胶，三叫卵青，四叫丝卵青，五叫奶印青。这五种物质合成为肉，外面也有脂肪，脂肪的基本元素碳、氢、氧三者的大小轻重都有固定的比例。除此之外就是骨头，骨头里面含有胶和丝卵青两种物质，其余如血、如脑气筋、如皮肤、头发，都含有各种物质不等，详见《格物探原》论物质的章节。至于食管中有连环螺丝，喉下有两根管子，一根是气管，一根是食管，食物进入管子必须经过三种消化作用才能进入胃，一是运动均匀转动使其消化，二是分泌津液使其消化，三是本热使其消化。经过这些作用，水先被吸入微细的血管，其余在胃中化为糜状，糜状物进入小肠，又经过胆汁、胰液均匀混合，才分别出消化后的精液和渣滓，然后众多微细的吸液管摄取精液，分别输送到各处，渣滓则经过阑门渗入大肠排出。这样看来，人身所含的基本元素与其分解化合的作用，确实有精巧到无法企及的地方。请说说目光是光学的本源，眼珠是球体，前面有眼睑，后面有眼眶，眼睑内的皮叫罩睛皮，罩睛皮里面有明角罩，用来透光而看见万物。眼珠球共有三层，外层叫白，中层叫血络、黑油衣，内层叫脑筋衣。油衣里面又有叫隔帘的，其中有个孔叫瞳人，前后有清水叫前房水、后房水。隔帘外面又有细微的肉丝三层，内层丝呈圆纹，外层呈直纹。隔帘能自行开大以摄取光线，又能将各种光线收敛在内部而不遗漏。其内部则眼珠像一颗稠结的明胶，有薄薄的明胞衣包裹着，胞衣内有微量的清水，用来收束从外面进入的光线，以通向脑筋衣。那充满眼珠内部，前至眼珠，后至脑筋衣的，叫做大房水。用来夺取眼珠已经收敛的光线，而传达给大脑。格致学家考察眼中如此奇妙的构造，所以凡是外入的光线，大到山河日星，小到毫厘丝忽，无不完整地显现在一粒粟米之中。即使是电光那样快，眼珠也能将其形状留存下来。而且光学家说，光的本源是球形的，又论述眼睛能透光的道理非常详细，见英国田大里所辑的《光学篇》。由此领悟照相机有透光镜，由此领悟筋网即脑筋衣是粗糙的玻璃，由此领悟发光、敛光、回光、射光的开合与眼珠筋网相契合，而神奇莫测，这就叫作天然的光学。

请说说耳力，是声学的本源。耳朵本来就是创造成的机窍，用来通达空气的。所以耳朵外面有耳轮，它的作用在于摄取声音并传达。外耳道外耳道，大约深一寸左右、二分左右，到耳膜为界。耳膜，西方人称之为耳，是外耳道的皮，中耳的衣，相互依靠而成的。它的作用在于受到声音冲击形成波浪，而传送到中耳。中耳有四块相互连接的骨头：一是椎骨，二是砧骨，三是小珠骨，四是马镫骨。再往里就是内耳。内耳岔路很多，大致分为三处：一是三角房，二是半圈骨，骨中有三根管；三是螺纹骨。这就是外耳、中耳、内耳的大概情况。凡是声音进入，由外耳道传至耳膜，耳膜传至椎骨，椎骨传至砧骨，砧骨传至小珠骨，小珠骨传至马镫骨

译马镫骨将振动传入内耳。内耳中的水膜受到触动，进而影响脑气筋，脑气筋接收各种声音，并依次传入大脑，这就是传声的精妙之处。研究物理的人由此领悟到声波震荡的质点特性，详见田大里的声学篇章。空气往来的速度极其细微，而声学的用途也就体现于此了。

译人体所拥有的物质，兼有流质和定质两种。定质如同月亮，凡是筋骨、软骨、牙齿、皮肤、脂肪、脑髓、核、血管、毛发、指甲等都属于这一类。流质则如精液、血液、胆汁、关节液、鼻涕、口水等。西方医学中，外科动刀的技术，不得不处理定质，但必须深入明白流质的道理，才能剖析整体之所以然。至于内科医学，尤其必须仔细参究流质的功用，以及生命本性的根源，轻气与炭气的呼吸，灵魂之所以能感知，运动机器之所以能繁衍生育。内科的理论法则说：“人的全身，就像一个极其灵妙的机器，其功能繁多，超过人造最精巧的机器。身体内部能够自我孕育，自我保护，并且能够繁衍后代，获得相同形态的身体，这才可以说通医学。”然而，这件事虽然细微，难道不是那些精研气化、洞悉天人之道的儒者所应关注的吗？

在人的全身中，水占三分之二，假设体重一百斤，水就有六十多斤，血液占身体的十三分之一，颜色时而紫时而红，味道偏碱，比重比水大，比如水一千两，血液则有一千零五十二两。如果用显微镜观察，又有红细胞和白细胞漂浮在血汁之中，红细胞多而白细胞少，这个人就健壮；红细胞和白细胞混杂，就会患气虚之症。所以人的一身，除了脑神经之外，血液的流转最为重要。然而我在此知道它运行的道理，与地球上的海水没有不同，为什么呢？血液发源于心脏的左下室，流出主动脉，流布全身，滋养整体。等到进入微细血管流入静脉，颜色变为紫色，由微细血管运行到心脏的右上室，转入下室，再转入肺，颜色变为红色，每天往来运行不断，如同圆环，这就是流质的道理。西方人称之为布里尼，或者从体内取出，停放三到七分，就成为稠质，西方人认为这是血液中蛋白质类的两种物质凝结而成，一种叫格路布里，一种叫非爱布里拏，详情见内科理法前篇。又活人体内血管中的血液不能凝结，或者血管受伤及有病就能使血液凝结，所以医生有用放血法，将血块放出，这血液本是流质，有时却成为定质，其理如此。就像海水，每到赤道下被日光晒得极热，其分量重于冷时，所以往南北两极分流，都浮行在冷水之上，等到被冷气所侵，随即下沉，其分量仍重于热时，又向赤道倒流，又被热气所吸，渐渐上浮，如此周而复始，冷热交替，这正是血液运行时时而紫时而红的道理。如果日光较远，严寒凝结成定质成为冰盖，血液离开人身，不受身体的热力，就成为稠质；如果人有暗疾，得到轻气和炭气较少，也能凝结成块，其理也是如此。那么血液在人体内，水在地球上，都是本轮之气与力以及所受日光之气与力相互摩擦激荡、排斥吸引所致，知道这一点，人身即小地球的说法就更为可信了。

问：格致之学，泰西与中国有无异同呢？

格致之学，中国与泰西，有各自不同的地方，有相似的地方，有相同而又有差异、差异而又相同的地方。泰西的格物，不是空谈义理，必定以试验得到真实、有成效者为依据。像轮船、火车、风雨针、寒暑针、电线、电话、天气球、潜水衣以及一切机器制造等物品，无一不是从格物中得来的。他们的格物，列举万物的性质，一一考察其异同，更以调和交感的方法施加于物，分开它而得到其纯一之质，合并它而得到其变化之理。比如论水，知道是由轻气、养气合成；论火，知道是由养气、炭气合成；论木，知道必定有养气、轻气、炭气三种合成。好学之士，悉心讲求，日增月盛，像天文、质学、地学、动物学、金石学（矿物学）、电学、气象学、光学、植物学、医学、算学、几何学、解剖学、生理学、力学、流体力学，无不加密求精，竞相追求有用。如今格致家中精通天文的，能用千里镜看见日月五星的体象及运转的奇妙，以及形成四季昼夜及日食月食的原因，并且知道众行星比太阳小五百倍，太阳比地球大一百三十万倍，地球比水星大十四倍，比火星大三倍，土星比地球大一千倍，木星比地球大一千四百倍，天王星比地球大八十倍。精通质学的，能推论物的性质，论力知道有摄引、黏合、配合的区别，论定质则辨别物动音分，以及因热而幻化为流质、气质的道理，与所以有冷、有热、有光、有 electric 的原因。精通地学的，能用数端证明地体之圆，并知道地球的体积周围八万七千一百九十二里，直径二万

译与土，或与某类强水合成的盐质、土石质、金质等七类。精通电学的人，能辨别电气的产生：有因两物摩擦而产生的，有因两种性质化合而产生的，有加热红铜与倭铅等金属而产生的，有磁石自身产生两极的，有动物体内富含电气、接触物体即发出的。精通化学的人，能详细探究各种物质内部含有多少种原质，以及各原质所占分数的多寡，和各物质与原质的性质如何，以及各原质相互结合与分离的性质如何。精通气象学的人，查明风雨霜露雹雪虹霓，都是气象初成时的形态。气象因寒暑而膨胀收缩、密度及压力增减均匀一致，又测算环绕地球的大气层原有百二十里或百五十里不等，流动即成风，水汽凝结而成云，云随风飞是因热所致。太阳初出与将落时，其形体大而光芒收敛，是因为太阳上下边缘处的光线参差不齐，所遵循的曲线不能平直进入人眼的缘故。等到中午，空气较薄而曲线少，光线直入人眼，所以太阳形体小而明亮。精通光学的人，知道光每分钟行进三千万里，日光下射八分钟即到达地面，且知道白光具备各种颜色，所以不再受其他颜色影响；黑色不具备各种颜色，所以能接受各种颜色。由此辨别彩虹的七色，观察玻璃的三棱镜。精通力学的人，知道任何物体从高处坠落，经过几分到达几多里数，且能用水的轻重来比较物体的分量。精通解剖学的人，能详细观察人物内外的筋骨皮肉脏腑经络，以及脑气筋等形状与呼吸出入、气血周流的真实依据。精通生理学的人，能阐明人身中的道理。精通植物学的人，能辨别花的阴阳类别，且知道花须是由叶转化而成的。其他著作林立，无法详尽叙述。这里大约只列举其中最精妙的方面来说，而其功用尤其奇妙在于显现可见。例如测量经纬而知道所行之地，则度数可信；从赤道北行至赤道南，寒暑各异，则地球每年绕太阳旋转的说法可信；东西两半球电报相传，时刻各异，则地球每天自西向东旋转一周的说法可信。

译向东航行环绕地球一周，又回到原来的地方，登高向远处眺望，来船先看见桅杆的尖端，这就证明大地是圆形的说法可信。将两个铃铛悬挂在柜子里，用器具把空气吸出，使柜内空气完全排空，摇晃柜子使铃铛互相撞击，却寂静无声，这就证明声音依靠空气传播的说法可信。把铜钱放在碗中，后退直到刚好看不见铜钱，往碗里注水，随着水逐渐注入，铜钱也逐渐显现，这就证明光线射入水中照射物体时必然略微折射的说法可信。像这样的事例，确实可以说是格物致知的实际益处。

《大学》中关于格物致知的学说，自汉代儒者郑康成以下，论述者有几十家。《苍颉篇》说：“格，是度量。”黎氏《大学发微》说：“格物，是探究事物有本有末的道理；致知，是推致知道先后次序的知识。”郑氏《礼记》注说：“格，是来；物，就是事。”孔颖达认为格物兼有践行善恶的意思。后来李翱在《复性书》中篇稍微改变其说法说：“物，是万物；格，是来到。”司马光认为郑氏没有完全理解古人的意思，他解释格物说：“格，犹如抵挡、抵御，就像‘格’这个‘格’字一样。”孙锺元说：“格物只有一物，就是修身；致知只有一知，就是知道根本。”魏文靖公说：“明德是根本，新民是枝末；格物，就是探究这个罢了。”又有另辟蹊径，把“格”解释为格律、格式的人。吴兴沈氏认为先儒解释格物为穷尽物理，“格”去万物都未免要用力，如果作一切照破来解释，那么事物自然没有不穷尽的，“格”就像“大人能格君心之非”中的“格”，不待用力，这种说法接近禅学。庐陵胡氏认为“格”就像《尚书》中“格汝舜”的“格”，又说像《缁衣》中“民有格心”的“格”，又说像《尚书》中“惟先格王”的“格”，又训释“格”为端正，像《论语》中“有耻且格”的“格”，有的说心，有的说性，有的说理，有的说良知，千言万语终究没有把握。朱熹采纳程颐的意思来补充，说是在接触事物中穷究其理，他的解释是正确的。可惜后来的儒者不能本着这个意思去推演扩充，而是寻求一个确定的理，以探究其实际效果，所以虽然知道格物是治国平天下的根本，却从未真正格出一物。王阳明先生取庭前的竹子来格物，七天没有所得，以至于生病，从此专门用力于良知这一途径，未免越变越失去本来的意义了。

曾子作《大学》，原本没有明确说明所格的是什么物，所致的是什么知，只是考察曾子以前制作代兴的情况，可知三代以上虽然没有格物致知的学说，却有格物致知的事；三代以下多论述格物致知的理，却未见格物致知的实效。有一物，就有一物的理。格物，应当逐物详细探究其理，不应当脱离事物空谈其理。后来的儒者不察，甚至把物理之说并举而混淆，岂不是很难吗？所谓各家不同的，就是这个原因。

论述者说格物致知的学问，中西同出一源，一切所讲论的方法，都是中国固有的，西方人只是继承并使之精密。比如天文学，中国浑天说的观点，认为天像鸡蛋，地像鸡蛋中的蛋黄，居于天内，天大而地小。仓颉说：“地每天运行一度，风轮扶持着它。”《考灵曜》说：“地恒动不止。”《春秋元命苞》说：“地右转以迎接天。”《河图括地象》说：“地右动起于毕。”西方所述天地之形，不能超出这个大意。论述算学，那么中国《九章算术》、天元术、四元术的书，本来与西方方法同一原理，只是列式稍有不同。历算家用八线弧角计算天文，不过是取其简便，实际上与六宗三要同出于勾股这一源头。论述化学，那么《尚书》称“水润下作咸，火炎上作苦，木曲

译关于见闻的事物，辩论纷繁复杂。虽然用心探究精微奥妙，大多属于猜测。那些认为天地万物由四行构成，即水火气土相合而成的说法，多有缺漏。后来毕达哥拉斯和柏拉图继承前人，将天体运行与人事混杂，又掺杂鬼神之道，后来又混杂数学。有名比罗士的人，从而加以删减，矫枉过正变得拘泥琐碎，都不值得称道。到了明朝万历年间，英国刑部官员培根创立新论，认为探究事理必须追溯天地的本源，崇尚臆测的人往往偏离实际想象。好比大工匠，不用绳墨不能知道曲直，不用丈尺不能度量长短，必须心力与工具互相配合使用，才能称得上是确凿的证据，而大致可以确定。又说格物之学，从事物中谨慎地汇总选择，先融化于智慧之心而包容它，去除渣滓以保留其精华，再试验它所行之事而强力记忆，辨别虚假归于真实。于是设立两种方法，叫心机料量，叫天地阐义。一种用来辅助格致之学，一种用来研究穷尽万物的道理。他的书叫《格致新理》，共分七类：叫天地阐义，共三十七条；叫方寸意像，共二十四条；叫格物诸理，共九条；叫格物差谬，共七条；叫格物谬因，共十五条；叫格物学渐兴之基，共三十三条；叫天地阐义新法，共十五条。都改变了古代的遗传，而更新其义理，探求天地万物的底蕴，而彰显其功用，分条析缕，正反比喻互相使用，不下数万言。当书刚完成时，颇显格格不入，后来屡次试验屡次成功，风象、天气、养生术、星学、医学等都是这样，由此以前的说法全部被驳斥，他的学问才开始精妙。不久，有名牛顿的人出现，而相继增加，测量之法，指出彗星的轨道，而西方好学之士都知道讲求实益。所谓同中有异，就是这个。虽然中西格致，因自有相同的意义，应当依据其最真实的来相提并论，才为确实。其它或是或非，无需纷乱讨论。中国古时燧人氏钻木取火，神农药尝辨性，制作耒耜，兴起陶冶。伏羲氏画八卦，造书契。轩辕氏制作甲胄舟车。金天氏制作弧矢网罟。虞廷的璇玑玉衡，成汤的飞车，周官的铜壶昼漏，周公的指南车，这是最著名的。三代以后，如公输子削木为鸢，用以升天，削木为御，可以驾车。墨子也能削鹊而飞。偃师傀儡，手足运动，与活人无异。孙武的梯冲，用来攻城。诸葛武侯的木牛流马，借以运粮。朱买臣的楼船，祖之的千里船，不依赖风水，施机自运。王彦恢的飞虎轮舰，杨么的轮船，专恃人力行驶水面，其快捷如飞。元顺帝的龙舟宫漏，这是奇技妙构，巧思独绝，与西方人的各出心裁无异。可惜遗制沦亡，都不可考。有人怀疑古书所载，恐怕未必真实，怎么知道它一定不真实呢？至于火器一端，中国虽不及西方之精，但其器确实先有。南宋金元之际，渐已流行。虞允文在采石之战，发射霹雳炮击败敌人。金人守汴城，中有名震天雷的，用铁罐盛药，以火点燃，声音发出如雷。按此即近代用火炮的开始。阿里海牙攻樊城时，元世祖得到回回亦思马因所献的新炮法，命令送到军前，用它攻打樊城，樊城被破，于是移兵攻打襄阳。一炮击中谯楼，声如震雷，世上所谓的襄阳炮。火炮的制度，至此而更加精妙。然而元代仅使用一次，而制造方法不传。西方此时制造火器，尚未有所闻也。

译由此看来，开发万物、成就事业，中国和西方都各自精心钻研，这就说明中国与西方古时并非完全相同。西方与中国古时相似，所谓不同中有相同之处，就是指这个。追溯西方的发明创造，距今不过两千多年，而中国在三千多年前就已经发明创造层出不穷，实际上走在西方的前面。假如这些发明创造一直传承至今，源源不断，那么其中比西方更精妙的，应当不知有多少。只是因为中国致力于大体而不去深入探究细节，把握根本而不急于处理枝节，反而让有用的学问完全失传，导致与西方在精巧与笨拙上判然有别。学问的兴衰消长，实际上关系到国家势力的强弱。最让人感到奇异的是，中国发明创造走向衰落的时候，正是西方格致之学逐渐兴起的日子。编修史书、记载年代，清楚明白，好像造物主唯恐精妙奇特的造诣不留在天地之间，聪明才智不被人心所淹没，因而暗中维持，让西方后来居上。中国自太平天国起义以来，勤奋寻求治国之术，朝廷特别批准重臣的请求，在沿海各省设立机器局、制造船政局、舆图局、水师院、电报局，研究格致之事。近日又批准朝廷大臣的请求，商议兴修铁路，由此蒸蒸日上，每月每天都有新变化，不仅可以与西方相等，而且不难超越六大洲各国之上。又何必夸耀古代制度的留存，与西方争胜呢！潜心研究格致的人，应当以此存心，勤奋追求实用之学，固然不能说中国不如西方聪明，也不必说西方完全窃取了中国遗留下来的绪余。只看后来的发展，不论以前的情况，只奋发有用的精神，不做无益的辩论，这是我对那些取精用宏、利国爱民的君子的期望。

西学以格物为要论

中国大学的道理，始于格物。与现在西方的格致之学，名称相同而实质不同。中学所说的格物，是穷尽事物之理；西学所说的格物，是考察万物的实体。物体本来的性质，大致分为凝固和流动两种。至于化学家的功用，则能使凝固的变为流动，流动的变为凝固。近取之于自身，远取之于外物，大的包含山海，小的剖析毫芒。综合其主要方面，大致有四种：一是性质变化，如铁可以流动变成酒，煤可以流动变成油，米浆可以凝固变成器皿，油炭可以凝固变成肥皂，刚柔燥湿的性质，不妨互相变化。二是颜色变化，硫磺与水银结合，则流动变成红色；铜与硝酸结合，则流动变成蓝色；海蓝与黑铅结合，则流动变成黄色；木炭与硫磺结合，则变化变成清水，青黄赤白的颜色，可以依次变化。三是味道变化，如氧气和氮气凝固时无味，流动变成硝酸则味酸；木炭两种物质凝固时也无味，流动变成红白糖则味甜；海水流动时味淡，凝固成盐则味咸；牛奶流动时味膻，凝固成奶粉则味和，酸甜辛苦的味道，竟然没有一定。四是形状变化，如五金之类，其质地本来沉重，一经气化，则眼睛不能看到其形状；盐气之类，其质地本来轻浮，一经水银，则反而足以坚固其形状；絮布炼制成纸，则厚薄的形状不同；毛羽织制成绸，则美丑的形状不同；虚实轻重之间，可以互相替换。总之天地间形形色色，人可以改变其自然的凝固流动，而另外形成凝固，另外形成流动，主要不外乎硫磺、硝石、盐、醋的力量，烹炼淘汰，各自根据物体的适宜，分别加以转化而已。至于天地自然的忽然凝固忽然流动，则又都是空气造成的。空气，虚浮缥缈，踪迹无法穷尽。其他物体凝固流动的性质，人们都能看见；空气则人们不相信它。不知道云流行而不坠落，是空气托着它；风流动而自生，是空气推动它；雨流动而下注，是空气因压力而承受不住；露流动而飘零，是空气得到阴寒而逐渐收缩。天的自然流动也有这样。雨凝固成雪，露凝固成霜，微雨在半空中突然凝固成霰，大雨在半空中突然凝固成雹，则又是因为空气得到热就膨胀而上，得到寒就收缩而难以融化。天的自然凝固也有这样。雨露雪渗入土石。逐渐积累成多，遇到空隙而涌出，这就是溪涧的流动，江河湖泊的流动，有的汇聚存储，有的互相流通，不等。干支万派，无不归宿于海。它们之所以周流无滞，不都是地势造成的，实际上有空气推行于其间。鱼龙等水族，沉浸其中则生存，养在盆盎中则不生存，是因为空气不足。地的自然流动，又如此。江海为什么没有溪涧？为什么容易改变地方？则空气的往来也很大，寒冷冰冻不能阻挡它。那咫尺之水，其气息不能抵挡。石卵出于浅滩，明珠藏于深渊，它们之所以能凝结，都是空气孕育的。金玉的精华，煤产的丰富，它们之所以能凝实，实际上是空气涵养的。没有土地不凝实，没有地方不是空气。地的自然凝固，又如此。天地之间，物体共分两种性质，一是原质，一是杂质。杂质内必然包含原质，都是由几种物质配合而成。最少的两种，不能判断为两种的，称为原质，共计六十五种，分为两类，一类是金属类，一类是非金属类。原质中，稠密的有五十八种，这是凝固的物质；气态的

译五种；流质者两种。由原质单独构成的物质很少，与其他原质共同构成一种物质的很多。自西历一千八百年以前，只知道二十九种原质，如五金等，都是世间常见的。此后又陆续考证出三十六种，必须准备充足的器具和药品，设法进行分解。开始研究其性质，大体上是将彼物与此物配合，那么凝固的可以化为流动，流动的也可以化为凝固。然而流质中的物质，固然可以用其他物质使其凝固；而凝质则有的成形，有的变色，有的化为气体，各不相同。其中能化为流质的有，不能化为流质的也有。水和火的力量占一半，药水（化学试剂）的力量占一半，关键在于辅以巧妙的思考，参用灵活的方法。如果仅仅依赖书本上的记载进行剽窃，万一各类都只是初步尝试，未能穷究根源，却想要将中西格物之学合而为一，这难道是通晓事理的说法吗？

译瓦雅各布格致志略

瓦雅各布，又名瓦得泰，是西方最早研究蒸汽机的人。他出生于西历一千七百三十六年，即中国乾隆元年。他的祖籍在苏格兰格拉斯哥府的吉诺海岸，祖父是读书人。他的父亲起初也读书，后来弃文从商，专门经营商船各类机器的贸易，家业昌盛，颇有资财。他幼年时身体瘦弱，常有小病，父母疼爱他，不忍心让他出门拜师求学，又不肯让他无所事事、安逸度日。于是母亲教他读书，使他略识文字；父亲教他算术，使他通晓会计。但他性格简朴沉默，安于现状，不爱说话，当时的人多认为他愚蠢。而他的父母却深知他聪慧，格外钟爱。六岁时，曾有父亲的朋友到他家，与他父亲寒暄叙旧，瞥见他趴在地上，用石笔在土上胡乱涂画，以为是在涂鸦。便对他父亲说：“这孩子穿了多少尺布做的衣服啊！”不让他跟随老师读书，却任其轻浮放纵，不仅愧对教育之道，恐怕这孩子将来不成器。他父亲回答说：“您错了，他所画的并非杂乱无章，而是算法和几何学。”客人听后，惊讶地走近观看，果然大为震惊，于是向他的父亲道歉说：“我错了，我错了！这孩子如此聪明，将来的成就正不可限量，我之前的轻率之言，是我的罪过。”此外，他父亲虽然以经商为业，但聪明过人，多才多艺，时常制作玩具，或人、或鸟、或兽、或器物、或宫室等类，制成后给他，让他反复观赏把玩。观赏完毕后，便拆毁再给他，测试他能否重新组装。他竟能触目即通，全都像符节一样契合。他也曾仿照各种工匠加工金属和木材的工具，如斧头、刀锯、锥子等，制作成小型的，让他模仿形象来制造器物。他不仅各种物品都能做成，而且构思独特，所造的小水磨、各种机器等，不沿袭旧制而追求创新。从此年龄越长技艺越精，制造了一种电气装置，电气从装置中产生。邻居家的孩子看到没有不惊异的。一天，他的外祖母到他家，看见他在炉火中放着一个茶壶，旁边放着一把小勺，等到水沸腾就打开壶盖，将壶盖蒸出的气和水排入其他容器，勺子也这样做，如此反复多次。暗自以为这是小孩子玩耍，于是大声责备说：“唉！我没见过谁家孩子像你这样不成器的！我到你家这么久了，见你没有任何正经事，只是忙忙碌碌像小鸭戏水一样，这有什么用呢？书就在这里，为什么不打开来读呢！”他回答说：“我观察这件事，它的用处很大，我将专心致志地深入探究其原理。怎么能禁止我呢？”然而当时，他认为有用，但它的用处不仅外祖母不知道，父母也不知道，即使他说了，他们也不明白。这就是日后轮船蒸汽机的萌芽。他研究格致之学的精深，不仅依靠天资聪敏，也依靠随时随地随物留心观察。比如别人偶尔出门，不过是随意观赏罢了，而他不是这样，见到一块石头、一棵树木、一朵花、一株草，必须探究其原理；见到一只鸟、一头兽、一条鱼、一只虫，无不挖掘其奥秘。眼睛接触到，就用心思考，等到他探索时，所以没有细微之处不被深入探究。不仅如此，而且虚心向地位低的人请教，即使与乡野平民相见，也一定以礼相待，不耻下问。因此凡是民间的风俗、乡村的人情，不必依靠使者去采集，而没有不周知详悉的。有时他身体微恙，不能出门，父亲就给他化学、重学的书籍，让他涉猎；又给他化学、重学的仪器，让他试验。他都是一看就明白，简直不像需要学习才能掌握、思考才能知道的样子。他的聪敏大概就是这样。后来他喜欢医学，不仅学习方药、观察病症而已。凡是遇到一种疾病，必须确切地看到病因。但外科容易看见，内科不容易看见，于是出门寻找死兽、死鸟，剖开来看。对人也是如此，因此医术也达到了极致。不仅如此，鬼神怪异之事，尤其是妇女喜欢谈论的。比如石头说话显灵，神灵降临莘地；熊进入寝门，猪站立像人等事，他也必须深入探究其原委，作为议论的根据。等到回家后，有时告诉家人，有时告知邻里，有时传播给亲戚朋友，作为笑谈。他的一位故旧住在北英的格拉斯哥府，他的母亲曾带他到那家探亲，母亲因别的事先回去，留他在亲戚家，约定日期带他一同返回。母亲走后，他大肆发挥，将他平日所见所闻，加以润色，奇奇怪怪，无所不有。说起来津津有味，听起来娓娓动听，简直让人有顾不上寝食的乐趣。十多天后，母亲想带他一同回去，于是又到亲戚家，寒暄完毕，问说：“我的儿子雅各布在这里好吗？”大家都说：“安倒是安，但久居于此，恐怕我们白天吃不下饭，晚上睡不着觉，万事都让四肢疲惫了。您应当快点带他回去。”母亲问原因，众人说：“这孩子聪明多闻广记，而且善于言辞，平淡的话语一经他口中说出，就光怪陆离，美好无不具备，也意味无穷，让人听而忘倦。夜间闲谈轶事，从古至今，由此及彼，生生不已，真是一波未平一波又起，使人目不暇接，往往直到半夜还不肯停歇。”

译停下。如果这孩子长久地滞留在这里，不仅我们众人会因此荒废许多事务，恐怕精神也会被他耗尽。他的母亲听到这话，大笑起来。

译○又北英风俗有一条惯例，兄弟无论多少，大抵有一人继承父业。雅各布的父亲是商人，如果他没有兄长也没有弟弟，就会让他继承经商的事业。他虽然想改换门庭却做不到，幸好有一个弟弟名叫约翰，能够继承父业，所以他得以远离市井，恣意读书。凡是植物、动物、化学、力学，以及医学等，无不殚精竭虑，而完全探明其原委。等到成年之后，他毅然改变志向，如同班超投笔从戎的故事，认为君子应当制造器物崇尚形象，为百姓提供便利，上可以富国，下可以便民，处处都对国家有益，怎么能长久从事笔墨之间呢？二十二岁时，他决意创造格致机器。但凡事没有无师自通的智慧，于是前往伦敦京城，拜访一位精通格致机器的人并拜其为师。他闻一知十，一见就明白，从事不久就豁然贯通，说：“我已经明白了，不需要再学了。”我也将回家自己制造了。于是前往格拉斯哥府，想要设立机器局。不料当地人素来知道他的名声，了解他的聪明，私下议论说：“如果他住在这里，我们的利益就全没了。”于是想到当地旧例，机器贸易只允许本地人开设，外地人不得擅自进入而争夺利益，众人就用这话拒绝他。他知道不可行，就停止了。当时格拉斯哥府有一所大书院，其中的院长素来认识雅各布，并知道他的品德和技艺都很完美，听说他被当地人倾轧压制，愤恨地说：“他们的势力可以禁止雅各布，却不能禁止我们。院外的事，他们做主；院中的事，我做主。他们能在院外禁止雅各布居住，不能在院中禁止雅各布居住。”于是共同商议在院中腾出几间房子，让雅各布居住，以设立机器局，而当地人也就无可奈何了。自从雅各布在格致院中设立机器局，凡是院中一切缺少的需用器具，都在这里购买；破损的在这里修理。购买的新器具，远远胜过修理的旧器具，简直像新买的一样，买卖双方都得到便利，不需要他人采办，仅靠这一家主顾，局中所造的器具就没有积压的货物，这就是他的事业之所以兴盛的原因。由此院中的掌教者每天与雅各布往来，交易久了情意更加深厚，知道雅各布的智慧远超常人，不但方圆长短都可以做成机器，就连机器的原理也在心中神明领会，不把他看作工人，而是当作同道看待，不以技艺相交，而以道义相切磋。有时格致中难以明白的道理，院中的人万般无法解释，就有的去他的局中，也有的请他到院中商议，揣摹共同商讨，确定无疑。他知道就说知道，不知道就说不知道，不肯强不知以为知。事理容易理解的，一见就领悟，一闻就明白，是对是错，不难当场剖断。那些不易理解的，就说：“容我思考一下，不敢草率地告诉别人。”所以格致院中凡有疑难，都向他请教。他白天经营工作，夜晚寻思物理，几乎连寝食都顾不上。后来格致家精深的义理，奥妙的道理，多依靠他的发明。他因为学问高尚，既与院中的师长相契合，自然与院中的弟子相熟悉。他谦卑地自我修养，谦逊地待人，所以到院中求学的，无论是孩童还是成人，也多向他请教。他有一个擅长弹琴的朋友，一天琴坏了，弹不出声音，请求他改造，他却推辞说：“我素来不弹琴，哪里足以懂得这个？虽然如此，请借来一看也可以。”朋友照他的话做，他就将坏琴反复察核而修理。修好后，试弹，声音清越而悠长，比未坏之前，倍觉幽雅。从此以后，造琴的人不拘泥于旧章，都以瓦雅各布所谈的琴理为宗。又格拉斯哥府的格致院中，旧有一台蒸汽机，不过是用来汲水的，不太流通，吸水不多而费工不少。院中的院长与他相熟，且知道他的能力，请他观看。他答应了，但不敢急于从事，先将蒸汽的原理在心中揣度，又将蒸汽的力量在眼前明试。开始试用煤炭若干，开水若干；接着试开水若干，出蒸汽若干；最后又试蒸汽在其中产生的力量若干。反复多次，试验数次而不怕麻烦。像这样过了三个月有余，一天感慨地说：“得到了，得到了！”于是依法制造，事半功倍，比以前方便。看见的人无不击节称叹。

以前的蒸汽机，形状像天平。底下有水锅，锅上有盖。盖的顶部有一个孔，孔中有管，上接汽筒。锅水沸腾，则气从管中而上入汽筒。汽筒中有挺杆，杆随筒中的气而上下。气热而上升，挺杆随之上升；气冷而下降，挺杆也随之下降。挺杆上有横担的杆，像天平的杆相似，一端置于挺杆之上，一端伸及有水之处，下垂的杆像天平的钩，可以钩汲水。器横担一上一下所以水得以流出。但挺杆非热气不能使之上升，而非冷气也不能使之下降。挺杆不下，则空气无从进入；空气不入，更无以压挺杆而令其下拉蒸汽。所以在蒸汽机旁放置一个凉水壶，高与蒸汽机相等

译壶底有孔，孔中有管，管中的凉水下流至汽器。管底放置一根小横管，使凉水进入汽管中从而散发其热气。热气散尽后，挺杆便自行下降。但是凉水进入管中不能太多，也不能太少，所以此处需要一个人来掌管开关。凉水进入后不能自行从汽管上方排出，又必须有一个门来排放积水，此处又需要一个人来掌管开关。这就是耗费人工多而汲水少的原因。自从瓦雅各布将汽器改良创新，其便利程度远超从前，这固不待言。仅就其进水与排水两处设置铁片，自动开关，已节省了两个人的工费，真是奇想天开。而尤其得力之处，在于凝水柜。有了这个柜子，便无往不利，无需等待人力而自行运转。但柜子的形制与原理，难以用一句话概括。请有志于此的人自行观看汽器等书籍即可。但他虽然精通汽机，小型的可以制作，大型的却耗费巨大。他手头拮据，无法办理，所制作的不过是汲水的器具，如同玩物罢了。即使格致院中的各位山长，也无力资助他。他胸中的抱负，无法施展，简直就像胸有成竹，却没有笔墨资金将其画出来，心中不胜抑郁。于是写信给当权者，当权者看了他的信，反而认为他大言欺人，不但没有资助的意思，还产生疑忌之心，有的嘲笑他，有的贬低驳斥他，完全不予理会。他无奈之下改行从事其他行业八年，但这终究不是他的本心。有怀才不遇之感，忧闷成疾，直到三十八岁才娶妻某氏，她幽静贞洁，一家上下都羡慕她德言容功四者兼备，而且性情开朗，言语幽默，善于博取丈夫欢心。他心情稍为开朗，病情也逐渐减轻。后来妻子出门到襄阳人那里修筑运河三大桥，几年间生了两男两女。此时既有钱财又有人手，心中欣慰。没想到第五胎难产，虽然生下一个男孩，但产后母子双双亡故。那时他正出门在外，为人挑河，一听到噩耗，心肝俱碎，于是迅速回家。到家后，悲痛欲绝，几乎不忍进入妻子的房间。丧葬事宜完毕后，闭门不出，鳏居数年。私下认为儿女满堂，足以娱乐晚年，不需要再娶了。然而儿女渐渐长大，父亲可以抚养他们，却无法像母亲那样照料他们，于是再次娶某氏进门。这位妻子才德不亚于前妻，夫妻恩爱更加和谐，后来也生了两个儿子。此时儿女情长，英雄气短，原本以为年老体衰，无能为力了。而从前所筹划的汽机，已经置之不理，不再议论了。

译振兴格致论

《大学》中论述治理国家、平定天下，却将格物致知置于首位。确实是因为人必须知晓万物的本源，然后扩充并充实它，才能从末节返回到根本。这不仅仅是阅读《山经》、《尔雅》，多认识一些鸟兽草木，就可以自夸为学识宏通淹博的人才。近一百多年来，西方格致之学日益精进，往往剖析细微之处，探究其道理。小到蚊虻虮虱，大到日月山川，没有一样事物不包含道理，也没有一样事物不穷尽道理的究竟。越是推演越广阔，越是阐发越精微。由此探究天文，考察地理，兴办制造，讲求种植，以及枪炮舟车的便利，耕种渔猎纺织畜牧的法则。一旦经过格致学家推本穷源，就能竭尽他们的才力聪明，逐渐收到富国强兵的效果。那么通过格致而接近太平治理，古人的话，难道欺骗我们吗？中国近五十多年，海禁大开，不远数万里而来的西方学者，大都凭借他们的长处，来诱导帮助我国士人百姓。闲暇时更将一切天学、地学、光学、化学、热量学、蒸汽学、力学、电学、声学、医学，依次翻译出来，使那些没有学习过西方文理的学者，也可以简练揣摩。而尤其以英国学者傅兰雅先生的《格致汇编》，能够集其大成，馈赠无尽。可惜先王应当广泛征聘方言人才，笔墨繁杂，以至于《汇编》翻译到第七年就停止了。我私下曾希望说：怎么能有具备大愿力的人继承并推行它，或许格致这一门学问得以日新月异兴盛呢？直到今天才出现《格致新报》来继承其后。这份报纸由青浦朱子尧、荣组兄弟创办，而向来经商的两名西方人士更拿出他们的学识，共同促成成功。报纸体例完全遵循《格致汇编》，其第一卷推论动物的道理以及西方学问的源流，反复详明，有条不紊。其中详细论述铁路的利益，尤为当前急务。如今芦汉铁路已经先期招募工匠准备材料，而福建容纯甫观察更倡议从镇江另修一条路到天津，使南北两千多里之间得以气流流通，往来便利。所有条陈奏章都刊登在上面，前日的奏章得到这份报纸互相印证参考，或许对铁路的成效显著恍然大悟，而入股的人得以更加坚定志向呢？至于互相问答的各条，尤其有教学相长的意义。那些穷乡僻壤有志于学问的人，都可以在此获得老师。又听说，凡是事物都推源于点，目前粗浅的道理，精研它则妙用无穷。这个道理，湘乡曾劼刚侍郎曾经论述过。其大略说：白色，具备各种颜色；黑色，不具备各种颜色。具备各种颜色就不再接受颜色，所以用颜色涂在白纸上，常常推开并拒绝它，显露在纸上。不具备各种颜色就能接受各种颜色，所以用颜色涂在黑纸上，常常吸纳并进入它，隐晦在纸中。画在白纸上显露，画在黑纸上隐晦。这是孩童所知道的，普通百姓和愚妇所不屑于说的。然而西方学士由此证明日光的实质，辨别虹霓的七色，窥探玻璃的三角折射，确定彩绘的彰施，考察影像的宜忌，其学问没有穷尽。金属传热，毛羽不传热。将铁杖的一端投入火中，火外的铁立刻不可手握。焚烧兽皮将尽未尽时，仍然可以手握。这是传热与不传热的证明。狐貉足以抵御寒冷，不是狐貉能产生热量，只是因为它不传热，所以能保护储藏人身本有的热量。将铁杖和兽皮投入火中，可握与不可握的区别，这也是孩童所知道的，普通百姓和愚妇所不屑于说的然而西方学士由此道理来考求地心、太阳的热力，以及一切机器、键辖、火轮、舟车、产生蒸汽力量的大概，稽查化学的源头，观察冷暖涨缩的道理，储存水银，铸造铜鼓，以及制造寒暑表、风雨针，五星、彗星、地球、月亮，凭借引力环绕太阳，地震山空，阳牛遵循定轨运行灾变，推测的精微，通晓神明，其学问也没有穷尽。那么积累小成为高大，由浅近而达到精深，难道不是格致学家所说的万物起于点的明证吗？我年纪未满五十，已经视力模糊头发花白，又因嫁娶劳累而从事西方人考求格致的书籍，虽然曾经涉猎，终究没有窥见其堂奥。其中只有医药一道，稍得一知半解，然而也不敢说心中有得。如今幸得朱君兄弟的努力，果然精心创办这份报纸。将来在书信研读之间，扩大我的见闻，由医学而逐渐涉及化学、电学、光学、声学、天文、地理等学问，正不仅仅使我的愿望在此得到安慰，就是通过它推及制造、种植、枪炮、舟车，难道不会使军队日益强大，国家日益富裕，从而奠定《大学》治国、平天下的基础吗？

读书宜兼格致说

天下如此广大，有什么奇事没有？万物都具备，没有什么美好不达到。然而习惯于日常使用的常规，却不考察其体用；或者惊叹为罕见之物，却不追溯其源流。分类飞潜动植，却不辨别其适宜性；判断刚柔燥湿，却不区别其等级。一事不知，儒者引以为耻。所以经典说修身齐家治国平天下，而推本于格致。从前汉代儒者专攻格致之学，宋代儒者沿袭它，各有专书。而研究汉代学问的人，

译当时人们又推崇宋代而轻视汉代。然而考察其中的天文、五行、食货等志书，那么论述事物本性的，或许未能穷尽其本真；议论事物规律的，或许未能推究其变化。那些流传中存有疑点的，不敢强行解释；那些记载怪异现象的，又无从寻求解答。学者在这方面，未必就能通过玩味探究而有所收获。

格物致知的学问，起源于天地开辟之初。人们知道天地的化育，山川的孕育，鸟兽鳞介的真实情况，昆虫草木的变化机理。至于极其奇异、珍贵美好、材料精巧的制造，无不辨别其名目，探究其性情，以开启宇宙的宝藏，掌握天地的关键。那么格物致知的学问，难道不重要吗？

西方国家的兴起，以格物致知为重要，近来尤其推崇。设立学校来教导它，赐予爵位俸禄来荣耀它。远近广泛搜求，出奇争胜，家喻户晓，互相争先。于是有水学、火学、电学、力学的区分；又有气学、重学、化学、算学的类别。凡是利于国家、方便百姓，足以谋求富强的，无不专心研究，切实讲求，刻印成书，作为后学的桥梁，条理分明，穷究源头，使学者明白透彻，有“大叩大鸣、小叩小鸣”的乐趣。

以中国士人的众多，幅员的广阔，聪明智慧的人有这么多，读书明理的人有这么多，如果真心致力于穷究事理、精通技艺的学问，必定会有大大超过常人的人。国家掌握符瑞、阐扬珍宝，宣扬教化、沟通远方，想要扩大见闻的不足，以扩大无所不包的格局，于是选取这类书籍，翻译为善本，分门别类，广泛考证、多方搜求，只采纳那些容易明白且有实际益处的，讨论揣摩，务求精确审慎。对内分析事理，对外利用事物，这又是学问之道所不应偏废的。

如今英国、法国、美国等国，又在三五年间，开设博物院，网罗五大洲珍奇怪异的物品，时尚服用的器物，天生瑰奇的地产，山海的珍宝，汇聚品评，区分高下，考证出处，选择好的尤其效仿。这些难道不是格物致知的一部分吗？其他国家的人精益求精如此。儒者闭门读书，暗中磨练成为人才，以期被任用，凡是对国家民生有益的，无不讲习研求。对于格物致知的道理，我多次表达心意。有心人应当不吝惜采纳我这樵夫般的浅见吧。

译论中国急宜讲求格致之学

如今谈论时务的人，没有不想仿行西方方法的。无论了解与否，都认为西法精妙，西法便利。然而究其根本，只得到了它应当如此的结果，却没有得到它之所以如此的原因。当初洋货来到中国，人们认为罕见，争相购买，于是导致利权外流。等到我们通商之后，洋货来华更多，利权外流更加严重。有人说，华人既然喜爱洋货，当时苦于不知道如何制造，导致利权外流；而现在了解得比较详细了，难道西方人能做的，华人就不能做吗？如果能够一一仿照实行，那么华人就不必向西方人购买，西方人自然就无法掠夺华人的利权了。于是设立了商局，设立了电报局，设立了铁厂。一时之间睁大眼睛观看的人，认为从此竭尽心力，西方人能做的，华人应当没有不能做的。岂料商局虽然设立，轮船仍然向海外购买；制造局也能自己制造轮船，为什么商局的船不听说向本局定制？而甲各兵舰仍然向海外以高价购买呢？而且在有军务的时候，军装器械从海外购买的不可胜数，所购买的物品甚至有西方人不再使用的旧物。辽东一战，都归咎于器具不精良，这就是原因。即使能够自己制造，而钢铁、铜、铅等原料没有一样不是从海外来的。由此看来，所谓的制造，仍然不过是得其皮毛罢了。至于电报，设立电杆，放置电线，拍发电报，华人没有不能做的，瞬息通灵，如同当面交谈。然而电线、电气不能自己制造，假如一旦西方人不售卖电线，那么电杆不就几乎成了虚设吗？没有电线又从哪里拍发电报呢？即使他们源源不断地来，我们可以源源不断地购买，那么华人仿行的方法越多，西方人获利的地方就越广。如果不竭力整顿，恐怕漏洞最终无法堵塞。中国出口的货物，向来以丝绸、茶叶为大宗。现在西方各国种植茶叶日益兴盛，而其浇灌、培养、采摘、焙炒的方法，反而比中国更精良。所以目前茶商无法起色，恐怕将来更不可问津。至于养蚕、种桑，研究更加精良，而且机器缫出的丝更为均匀洁净。中国的蚕业已经有一半被他们夺去。西方人还在上海设立缫丝厂，就地收购蚕茧，教华人做工。于是华商都知道缫丝的便利，可以节省人工，可以均匀洁净，纷纷建房，购买机器，此倡彼和，上海于是称为极盛。然而所缫的丝不符合华人使用，假如西方人不购买，必然导致滞销，而且仅销往海外，西方人也不无压价之意。这样看来，华人想要夺取利权，而利权仍然未必能得到。大抵西方人每做一件事，必定独运精心，不依赖旁助，这是为了谋利。唯独华人，只知道亦步亦趋，照葫芦画瓢，所以步步吃亏落后。昨天报纸记载西方报纸谈论丝绸的一条，载有《泰晤士报》的话：英国现在已经研究出缫丝的新法，在曼彻斯特地方建厂，花费英金三万磅。厂中缫成的丝，不仅光洁均匀，胜过中国运往伦敦、巴黎、斯德哥尔摩的数倍，而核算其产量，简直将夺回中国利权的一半。查英国进口的丝，往年价值英金一千七百万磅，其中以中国运去的为多。现在既然得到此新法建造此新厂，那么邻厚我薄的道理，显而易见。那么中国缫丝厂商，此时将如何打算呢？有人说，华人虽然不能自己出心裁，也不难因人成事。西方人既然出新法，不妨再购买机器，仿照实行。不知道仿行虽然不难，无论以前建立的厂，以前购买的一切机器，花费巨大，都归于无用。即使想要购买，而西方人正出新法，尚未广泛流行，不是一两年所能购买到的。中国仿行缫丝才几年，而西方人已经改变新法，假如中国跟随而改变，西方人又将改变了。恐怕不但不能夺取其利权，反而开了西方人广泛销售机器的路，而且恐怕西方人将来不但能多缫自用的丝，导致华丝滞销，必然导致缫华人合用的丝运来中国。这样那么丝的利权，不就更不可问津了吗？那么该怎么办呢？回答说：只有广泛设立学堂，研究格致之学，总须自己出心裁，制造机器，先将华人自用的一切能够自己制造。西方人看到华物精美，自然能转而向华人购买，然后仿造海外各种物品，以收取海外的利权。那么日后华人的作为，就是今日西方人的作为了。如果只得其皮毛，以西方人为步趋，不啻为西方人玩弄于股掌之上。希望当权各位，急宜各处设立格致学堂，培植人才，考核录用，富国强民之道，实在基于此。想要仿行西法，须学习西方人的用心，不必追求于形器，而形器就在其中了。

振兴格致以培人才议

治理国家的方法，首先重视人才。人才，是国家的元气，百姓的霖雨。自古以来昌盛的时代，道统一，风俗相同，政治清明，进入朝廷则礼乐完备，有雍容揖让的风气；行走田野则凿井耕田，有康乐和亲的教化。虽然裁成辅相，都依赖帝王的英明，但也因为众多正直的人充满朝廷，人才辈出，共同谋划经营，才得以百废俱兴。

译选拔人才的功效，成就了各项事业兴旺发达的效果。那么，人才的重要性难道不极其重大吗？古代培养人才的方法，不外乎依靠学校。有乡学，有国学。二十五户人家为一闾，闾设有塾；五百户人家为一党，党设有庠；一万二千五百户人家为一州，州设有序。用来磨炼才能、陶冶性情的制度，用意极其美好，方法极其优良。现在的书院，就是古代学校遗留下来的意旨。然而古代的教育，六艺并重，射箭驾车虽然是小事，也被深入研究；现在教育，只重视八股文，诗词歌赋，真正的实用学问反而被抛弃不顾。不知道摘取词句、推敲章句的方法，用来猎取功名是可以的，用来治理天下则不行。试问有靠文章安定民生的吗？没有。有靠文章安抚远方人的吗？没有。而且八股文这一道，不仅对人才没有益处，反而对人才有害。自从王安石开创先例，后世就用来选拔士人。几百年来，不知道埋没了多少英雄。读书人从小读书，就专心致力于此，嘴里不谈八股不说，眼里不看八股不观。即使有经史子集，大都放在高阁上，整年没有一次翻阅。甚至谈论文章则口若悬河，津津有味；谈论时政则呆若木鸡，默默无言。像这样的人，幸好终老山林就算了，不幸成为百姓的上级，问起钱粮事务则不知道，询问刑法名例则不熟悉，像木偶一样，很少不被胥吏玩弄，最终必然导致败坏国事，危害民生。唉！这样培养人才，难怪培养越勤奋，人才越少。当今时势极其艰难，人才最为急缺。与其培养千万平庸之辈，不如培养一两个有用之才。如果想要精练水师，纵横海上，使敌国觊觎之心全部消除，那么武备方面的人才应当培养。想要洞察大势，熟悉外国情况，遇到外交事务，处理从容不迫，那么洋务方面的人才应当培植。想要开发天地的利益，兴办制造工业，下以利民，上以富国，那么格致（科学）方面的人才应当储备。现在京城有同文馆，上海有广方言馆，天津有武备学堂，金陵有水师学堂，洋武两途已知略讲，而格致尚且缺乏。只有上海有格致书院，每年分四季，由江苏、浙江、天津、海宁、东海、海州各关道考试。季课外，又有春秋特别课程，由南北洋大臣主持，规模尚未扩大。而几年来风声所树立，远近听闻，中间多有超拔出众的人才，这是成效显著。奇怪的是，交卷都有期限，公布成绩却从未定期。就像去年秋季课程试卷，由傅兰雅先生代考，到现在将近一年，才经过审阅评定。今年春季共出四道题，执笔的人颇难下手，听说只有二三十卷。自四月底交卷，现在已半年多。即使交卷的人每天只审阅一本，一个多月就可以公布成绩，为什么拖延至今？这都是培养人才未能实事求是。现在想要振兴格致，造就人才，就应当变通章程，并由董事公、南北洋大臣筹集利息以充经费，然后扩大其教育功能，扩展其规模。没有不能振兴的，其振兴的方法都有四个方面：一是应当专门。人的材力聪明，不宜泛用纷杂，必须专务才能精通，精通就可以登堂入室，杂乱就会浅尝辄止。现在格致书院地基并非不宽敞，应当在院中分设十二斋：叫天算学，叫地舆学，叫光学，叫化学，叫声学，叫汽学，叫电学，叫制造学，叫商务学，叫时务学，叫动植物学，叫文字方言学。每斋聘请名师教导，各随性之所近，使专攻一门，不得泛泛追求；不精通不得半途而废。二是应当定额。开办之初，每斋定额若干，考取聪慧子弟入院学习，给予膏火，使他们安心就学。而考试之初，应当区分优劣以确定去留，不得照顾情面。此后正额学堂如有空缺，立即招考充补，总须秉持至公，才不至于有名无实。三是应当考试。每月一次小课，每季一次大课，小课由山长评阅，大课由官员主试。出题之日刊登日报，宣告远近，各省士子有愿意参加的，都可以自备试卷誊写寄到，与内课一体评阅，放宽期限，厚加奖赏。其试卷都须弥封，以杜绝弊端而显示慎重。公布成绩的期限最多不过两个月，不得故意迟延以致诸生观望。四是应当保送。正额生徒学业有成，选择优秀者，由山长咨报南北洋大臣，上奏请求以资鼓励。其额外诸生与考者，如果连续三次考中冠军，定期面试，果真是真才，一体奖赏，这样才可以人才辈出，实学昌明。管窥之见，请向留意人才的人请教，以为如何？

译详细考察物理之说

自古代圣人删定《诗经》、赞颂《易经》以来，《诗经》中的《关雎》《鸱鸮》，《易经》中的“羸豕”“羝羊”，有的因观察鸟飞而制造船只，有的因模仿螺壳闭合而发明门闩，这些都是洞察鸟兽草木的性情，并善于模拟推测的人。然而物理极其繁杂，很难全部列举，因此详细记载下来，以备博学之士考证。例如：淮北多兽，江南多禽，广阔湖泊多鱼，云南多花，广西多树，四川多药，山东无虎，浙江无狼，广东无免，四川无兔鸽，滇州有珠寺，荆州李姥浦无蚊蚋，朱以以南无鸠鹊，江南无野狐，江北无�鹧鸪，环庆无麦，秋季大梁无萤火虫无寒蝉，貉不越过汶水，狐不渡过长江，鹦鹆不越过济水，这是事物因地理环境不同而有所差异。猪刚鬣而喜欢雨，羊柔毛而害怕露水，蛤蜊候风云，能凭借壳飞行，乌鲫遇风波，能凭借须（感知），乌龙喜雪，犬也文人喜月，兔子是风兽，兆示风，门豸〇之兽出现则天下大风，火兽兆示火，移即之兽出现则邑有火灾，水兽兆示水，轸轸之兽出现则天下大水，龙不见石，人不见风，鱼不见水，兔子不见地，羊不见雨，狗不见星，蚕不知道寒冷，火鼠不知道炎热，蓼虫不知道苦味，粪蛆不知道臭味，吴牛望月而喘，蜀犬见日而吠，鹳知道天象，蚂蚁知道地气，雾浓而蟹螯枯，露降而蚊喙折，将雨而鸟翅沉重，盛雪而蝗子沉没，龙吐气成云，蜃吐气成楼台，蝘蜓喷水为雹，海�鳅喷沫为雾，这是事物本性各不相同。兽类以吐息而生的是兔子，鸟类以吐息而生的是鸬〇，虫类以吐息而生的是蟾蜍，逐月有子的是鸽子，四时有子的是麻雀，胎生的老鼠一月而生，猫二月而生，狗三月，猪四月，猿兔五月，鹿六月，虎七月，马十二个月，象三岁而一生，牛羊一岁而三生，人类顺生，草木倒生，禽兽横生，胎生的嚼咽而九窍，卵生的龁食而八窍，水居的腥，肉食的臊，草食的愚，这是事物生产方式各不相同。蚯蚓类却行，蟹类横行，鱼类连行，蛇类纡行，象行走先以鼻拄地，鹦鹉行走先以口啄地，鸟鸣春，虫鸣秋猵鸣晓，驴鸣夜，蟪�蛄鸣于朝，寒螀鸣于夕鹳仰鸣晴，俯鸣阴，鸠雄性晴鸣，雌性阴鸣，鸡啼早则晴，啼晏则雨鸟左顾则怒作，右�盻则喜生。飞而起，则俯左�翼；飞而下，则仰右�翼。鸷鸟下击，翅先左侧蜘蛛布网，丝从右绕。�鵙鸣在上，蛇盘不动鹊鸣在上，猬缩不行。这是事物行动飞鸣各不相同。鸟翼右掩左为雄，左掩右�为雌蜂尾有歧者雌，锐者雄鸠雄性斑，雌性褐猿牡性黑，牝性黄鸟雄性赤为翡，雌性青为翠。食物的长喙，食谷的短�咮山禽尾长�咮锐而善啄，水禽尾短�咮圆而善唼鸷鸟雄性小而雌性大，普通鸟类雄性大而雌性小。鸟的雄性比雌性凶猛，兽的雌性比雄性猛烈。胎生的眼胞自上而瞑，卵生的眼胞自下而瞑湿生的眼无胞而不寐，化生的眼无窍而有光。食水的耐寒而善浮，食土的无心而不慧食木的多力而蠢，食石的肥泽而不老食草的善走而愚，食叶的有绪而蛾食肉的勇敢而悍，食气的�神明而寿，食谷的智慧而夭，不食的不死而神。这是形状性情各不相同。木樨嫁接石榴，开花必红苦�楝上嫁接梅花，则成墨梅柿树嫁接桃枝，则为金桃桃树嫁接李枝，则红而甘。将莲藕投入靛缸中，经年移种，生�碧花桑上嫁接梅子，则梅不酸桑上嫁接梨，则脆而甘。黄白二菊各批去一边，用麻皮扎合，其�花半黄半白梨树嫁接桑，其�叶脆美柿子嫁接及三次，则全无核。这是草木因人事而变异。如今讲求格致的人，何不在此多加留意呢？

物理考

《大学》亡佚了格致一篇，朱子补�之曰：“所谓致知在格物者，是说想要致我的知，就在即物而穷其理。号称万物之数有万，如果必须一一穷尽，非学究天人者未易达到此境。然而姑且就耳之所闻，目之所见，略举一二�，也未尝不足以资谈前报于物性相制物性相反，或与气候相感，或与人事�相通，各条也已详细论述了。”兹经粤友博览旁搜，考求�物性之极异者，又得若干�种，特�拉杂书之，以待博物君子一印证焉。如�有猿臂通肩，龟�肠首，龙骨舌，而粘�蚺胆，随击而应，浮�水而走鼠�〇在首，杀之则有，自�死则无，皮�渡水则紧蜃�灰沃水则燃狼�驼之粪，直�龟鹤之溺透�石兔望月孕子，而�口出蝌蚪闻雷脱尾，而�足生鲛鱼之子惊�入母腹鸦�鶄之子，飞

译蝉含着母亲的翅膀；螗螂有冠，蟹有匡，范蠡有緌，吐绶鸟有肉角；秦吉了鸟有黄色的肉冠；牛有黄犬，有龙，有尺木板；虎有威骨；狐有媚珠；兔有竖起的毛；鸟雀尾翼上有肉穴，名叫脂瓶，每次伸嘴取脂，涂抹翅膀，毛羽光泽，雨露不能沾湿；孔雀尾端一寸，名叫珠尾；象鼻有爪，可以拾起针；龙换骨，蛇换皮，易虫换敖；象退齿，蝉退壳，犀牛退鱼，麝退香；鹦鹉摩擦背部就会哑，鹆剪掉舌头就会说话；毒虺断头还能听声音咬人；鳄鱼砍头去掉牙齿后还能再生；神蛇能断开又接续；马蚿身体内外分开而首尾各自行动；火龟在火焰中游动，飞鼯吃风；生在积薪中却不燃烧；鸮鸟啄树而火出来；祸牛像狗一样吃火而遗留毁坏；火如雀处在火中而散开火焰；厌火像狝猴而颜色黑；火从它口中出来；倭蚌的泪作画，白天隐藏而夜晚可见；乌鲫的墨写契约，暂时明亮而长久消失；蜃脂和腊做成蜡烛，上面形成楼台；雷兽骨敲击鼍鼓，声音传到五百里；鼍肉具备十二生肖；象肉配合十二时辰；短狐含沙射影，使人患牛疮；鸣蜩遗溺中影，使人患牛疾；虎到夜晚一看，放光一目看物；马夜间行走目光所照三丈；象用斤斧砍它，它的金疮见到星月就愈合；它的牙生花，必定因为雷声；鹧鸪虽然东西飞翔，开翅之时必定先向南飞；子规寄巢生子，百鸟喂养它的雏鸟；燕厌恶艾雀，想要夺取它的巢衔艾放在其中，燕就离开。蟾蜍掷粪，从它口中出来。凡是蛤开口，听到雷声，不能再闭合。蜂采集百花，必定放在翅膀间，只有兰花则背着回来，献给它的王。蟹到八月，就折断稻茎，向东到海，输送到蟹王的地方，未输送不敢吃。纶组，是海中的草。珊瑚，是海中的木。原羊的角，重于肉。啄木鸟的舌，长于喙。犀身体兼五种，象肉有百兽肉。枭吃它的母亲，破镜吃它的父亲，干吉的鸟吃它的儿子。山凤杀它的雌性，蛰熊吃它的口，蛰蛇颐它的黄。东海的鲽，比目而后到达。北方的〇娄，更食更视而后饱。西方的蹶，得到蛩蛩距虚而后行走。南方的鹣，比翼而后举起。柏性指向西，苦榴适宜东，竹引向东南，葡萄引向西南。江南的麦，夜间开花；江北的麦，白天开花。橘越过江北就变成枳，芜青移到南土就变成菘。水松越过岭北就香。瞿塘的南边有猿，迁徙到北岸就不再啼叫。东流有麦鱼，越过濑就化为蜻蜓。鹦鹉，人的舌头而语清；吉了人的耳朵而语浊。燕魟的毒在尾，河豚的毒在肝，人面鱼的味在目，它的毒在身。山中夜间见到火光，是枯木朽竹所造成的。海中夜间见到万炬，是咸精夜间动风雨所造成的。战败的野外夜间见到火光，是人马积血所造成的。黄金千年化为水银，积艾三年焚烧它，它的液体流动而成为铅锡。蜂薮焚烧它而成为琥珀，蜻蜓的眼睛埋葬而成为青珠。悬挂铅在酒瓮中，封闭四十九日，化而为胡粉。那些不莹白的，煨而为黄丹。黄丹的渣为蜜陀僧。凡是这些物性极其奇异。

译物体凝流二质论

有天地，就有万物。有万物，就有万物的形体。万物的形体，不是凝固就是流动，不是流动就是凝固。这是它们本来的性质。凝固的，让它流动旋转，让它再次凝固；流动的，让它凝固旋转，让它再次流动。这是改变物质性质的功效。中国将改变物质性质应用于人，作为身心修养的学问。〇因为人是万物之灵，所以理学家曾经全心全意致力于此。至于物质的变化，大体遵循其常规法则。像金银铜铁铅锡之类，它们的形体本来既可凝固又可流动；像瓦罐瓶罍盎之类，它们的形体并非凝固，但其用途在于凝固；像朱砂丹漆色彩之类，它们的形体并非流动，但其用途在于流动。这是中国与西方没有区别的，所谓的常规法则。西方深入研究物理，专门设立化学一门，于是变化物质，几乎没有什么不可以的。近处检验人体，远处观察万类，大的探究山海深处的奥秘，小的剖析毫芒细微之处，无论是凝固还是流动，看见的人简直会忘记它们的本质了。综合比较其要点，大体有四种：一是性质变化，〇水可以流动而变成酒，煤可以流动而变成油，米浆可以凝固而成为器皿，油炭可以凝固而成为肥皂，刚柔燥湿的性质，可以互相改变其凝固与流动。二是颜色变化。因为硫磺与水银混合，就流动而变成红色；铜与硝酸混合，就流动而变成蓝色；海蓝石与黑铅混合，就流动而变成黄色；木炭与硫磺混合，就流动而变成清水色。青黄赤白的颜色，又改变了它们的凝固与流动。三是味道变化。因为硝石二气凝固时无味，流动成为硝酸则味酸；木炭二质凝固时也无味，流动成为红白糖则味甜；海水流动时味淡，凝固成盐则味咸；牛乳流动时味膻，凝固成奶粉则味和。甜酸苦辣的味道，又依次改变了它们的凝固与流动。四是形状变化。因为五金之类，其本质原本相同，经过气化则眼睛不能看清其形状；盐气之类，其本质原本轻浮，一经水银则反而足以坚固其形状；絮布练制成纸，则厚薄的形状不同；毛羽织成绸缎，则美丑的形状不同；虚实轻重的形状，而且屡次改变了它们的凝固与流动。总之天地之间，形形色色，人可以改变其自然的凝固与流动，而另外形成其为凝固，另外形成其为流动，不外乎硫磺、硝石、盐、醋的力量，烹炼淘汰，各自根据体质所适宜，分别加以转化罢了。至于天地自然的忽然凝固忽然流动，则又都是空气造成的。空气，虚浮缥缈，踪迹无法穷尽，凝固、流动的物质，人们都看得见。空气则人们不相信它。不知道云流行而不坠落，是空气托举着它。风流动而自然产生，是空气助长着它。雨流动而下降，是空气因压力而承受不住。露流动滋润而飘零，是空气得到阴寒而逐渐收缩。天自然的流动，也有这样的。雨凝固而成为雪，露凝固而成为霜。微雨在半空中骤然凝固成为霰，大雨在半空中骤然凝固成为雹。则又是空气得到热气则膨胀而上，融化得到寒气则收缩而难以融化。天自然的凝固，也有这样的。雨露雪渗入土石，积累逐渐增多，得到缝隙而涌出，这就是溪涧的流动，江湖河泊的流动。有的出自溪涧，有的互相流通，不等而干支万派，没有不归宿于海的。它们之所以周流而没有停滞，不都是地势造成的，有空气在中间推行。鱼龙等水族，沉没浸泡在其中就生存；养在盆盎中就不生存，是因为空气不足。地自然的流动，也又如此。江海，为什么没有溪涧？为什么容易改变地方？大的空气往来也大，寒冷不足以阻挡它。那咫尺之水，其气势不敌。石卵出于浅滩，明珠藏于深渊。它们之所以能够凝结，都是空气孕育它们。金玉的精华，煤产的富饶，它们之所以能够凝实，也在空气涵养它们。没有土不凝实，没有地不是空气。地自然的凝固，也又如此。变化的凝固与流动，像那样；自然的凝固与流动，像这样。道理可以穷尽，而事物不可穷尽，而凝固与流动也与之无穷无尽。有志于观察事物的人，本着理学家的改变气质之功，从而推衍其绪余，不误导于炉火的异术，不迷惑于丹汞的旁门。衡量其物体，考察其分化，研究已然的成效，辨别目前的各种物质，又有什么难窥见其堂奥，达到精纯，渐渐超越西方之上呢。

论物体有三质

统观天下看得见的有形，听得见的有声，拿得着的有物者，计算起来像风云，像雨露，像山川，像草木，以及飞潜动植之类，形形色色，几乎不知道有几万万。它们的品类既不可以屈指计算，它们的名目又不可以写尽竹简。然而它们作为物体的形体与作为物体的性质，总之不离乎三种：叫凝固，叫流动，叫散逸。什么叫凝固？永远不变，屡次变迁不改，任凭人的取携搬运，或其他物体的摩荡磕碰，如果不是足以相克，虽然历久也不损害其常态的，就是凝固。什么叫流动？随处可以通达，无孔不入，形状没有一定的形状，看盛放它的容器以为形状；位置没有一定的位置，看容纳它的位置以为位置。有间隙可以相乘，或分寸不得其平，就趋向而夺取奔赴的，就是流动。什么叫散逸？

译看它时似乎存在，拿它时却不存在，飘浮在虚空之中而不受约束，即使被禁锢限制使其无法逃脱，但久而久之终究归于虚无，说的就是这种情形。这三种形态，各自模拟其形状，各自形成其实体，各自保存其本质，似乎不可以互相替代，也不可以互相贯通了。却不知道有时它们恰好足以互相成就，而且足以互相克制，只是它们不能自己互相成就、互相克制，必须借助冷热两种气来成就它们、克制它们罢了。为什么说呢？大凡有实质的物体，遇到冷气就会收缩而变得坚硬，遇到热气就会舒展而变得松软。比如蒸汽，是散质，经过冷却就化为水；水，是流质，经过冷却就化为冰，这就是物质由散质变为流质再变为凝质的过程。再说冰，是凝质，经过加热就化为水；水，是流质，经过加热就化为蒸汽，这就是物质由凝质变为流质再变为散质的过程。所以说它们恰好互相成就，也互相克制。然而这只是说变化是由于冷热罢了。如果不借助这两种气的力量，那么凝质将永远凝固，流质将永远流动，散质将永远分散吗？不是的。我曾听西方学者说过：“抬头仰望那苍茫的太空，都是气。万物赖以生存的东西。动物得到其中的清气，植物得到其中的浊气。得到浊气，经过千百年就变成大树；变成大树，千百年后必然有被摧折的一天。被摧折后埋在泥土之下，再经过千百年就变成煤；变成煤，一经开采，仍然必然被取来焚烧，从而变成气散布在空气中，被各种植物吸收。大概它由散质变为凝质，由凝质变为散质，都是确定不变的道理。”这是一种说法。又说：“把一盆水放在风中，不必取用而每天看见它减少，它减少的部分到哪里去了？是被空气卷走的。既被空气卷走，就升腾进入云中。升腾进入云中，就再次变为雨。变为雨，就增加江湖的水量，灌溉田地。而盆中水所减少的部分，也仍然回到盆中增加水量。大概它由流质变为散质，由散质变为流质，有不可思议的规律。这又是另一种说法。”于是我恍然大悟于造化循环的说法并不欺骗我。佛家有句话：“不生不灭。”这句话可以与造化的说法互相阐发。既然有创造，就一定有变化。想要它不变化，不如不创造。那些看似被创造出来的，都是看似被变化出来的。所以无论什么东西，正在创造的时候，就可以当作已经变化来看；已经变化之后，仍然可以当作正在创造来看。创造者，即是造化者，也就是变化。看作未曾创造、未曾变化，也未尝不可。并不是说西方人的说法可以与佛家的宗旨互相印证。循环的说法，本来就是这样。而我因此有所感慨。人世间偷安苟活的人有多少？争名夺利的人有多少？损人利己的人又有多少？人在从少年到壮年，从壮年到老年，如果不惜在数十年间做这些种种机械、种种非恶的事情，也是倚仗有这个血肉之身罢了。却不知道一旦气绝，起初身体僵硬，接着腐烂，最终枯朽。时间再久一些，仍然回归为泥土，从而停止其创造。不知道这身体从何而来，它变化时，也不知道这身体往何处去。简直与凝质、流质、散质三种物质交替变幻没有什么不同。却还欣喜地认为此时是大可作为的，而忘记这身体不能常在，不也太愚蠢了吗？有人说：“当今崇尚西学，那些有志效法的人，正以凝质、流质、散质作为格致、化学、制造的法度。”而自从您说了这番话，似乎有无穷的悲戚，不将类似于清净绝灭者的所作所为，而大大违背“民可使由，不可使知”的训诫吗？我希望您从今以后，只自己陈述所领悟的，不要告诉别人。可以吗？

译论寒暑表对格物之学的贡献

西方人对于万事万物，无不希望用数理来将其显明，因此丝毫不失分寸，精切恰当，不像中国人那样苟且模糊，主观臆断的事情不胜枚举。就拿寒暑来说，有极寒极暑的时候，有大寒大暑的时候，有小寒小暑的时候，又有微寒微暑的时候，还有不寒不暑的时候。寒就是冷，暑就是热，这是相对的概念，其中等级很多，本来就不能用“大”“小”两个字来概括。西方人知道寒暑不能粗略计算，所以设立数字来明确它。数字不能凭空而言，所以借助器具来求得。求取寒暑数字的器具，名叫寒暑表。虽然它们的形制不同，但数字相同；它们的用途也不同，但原理相同。近来各国通行寒暑表，固然已将其视为日常寻常之物，却不知道前人创造此表，是经过格致学家精心考察才完成的，它对格物之学的功劳非常大。它创造的源流，可以说一说。

中国汉武帝元光年间，有一位名叫亚历山大的人，姓希鲁，制造了一种测量空气冷热的表，管中的水能白天上涨、夜晚下降，是因为冷热的原因。这种器具历经多年，人们都认为是奇异之物，却没有考察过它之所以然的道理。到了明朝万历年间，意大利国医家桑克托里，将希鲁所造的器具进一步探究其原理，制作了一具空气寒暑表。以人体发热为依据，几年之后，有荷兰国人托里切利，也制作了一种寒暑表，用空气来显示，并传布了制造器具的原理和用法。到了英国伦敦，只有这种空气寒暑表，都借助玻璃泡中的空气，因冷热而收缩膨胀，或者因管外空气压力的大小来确定其数值。所以这种器具只能指出空气冷热与密度的总和，而不能单独显示空气冷热的数值。如果当时有人详细探究其原理，就能分别制成风雨表和寒暑表。可惜当时没有人知道，而且都认为这种器具不可信，弃置多年，没有过问的人。

意大利国佛罗伦萨书院中，有人用醇酒代替空气，制作了一具寒暑表。之所以用酒，是取它不太因空气压力而产生胀缩。又在管的外面加上一把分度的尺，冷热胀缩的差值有数字可以记录。只是它所定的分数，是任意设定的，还没有一定的方法。自从有了这种表之后，就有人仿造以获利，欧洲各国都使用它。然而因为仿造不精良，往往不准确。这是因为寒暑表的度数，必须使各地所造的没有不同，才能合用。只是定度的方法，究竟从哪里开始计算才是正确的？起初有人试验得知地窟深处的热度，认为那一定是地球原本的热度，可以永久不变。后来知道这个说法不正确，因为各地的热度依据距离赤道的远近，以及距离海面的高低而有区别。接着有格里高利的人，知道水结冰时的热度各地都相同。于是有人以水结冰的时候作为寒暑表起度的地方，只是分度的方法尚未确定。当时如阿蒙顿斯测知，空气寒气表泡中的空气，在雪融化的热度处能抵住水银柱五十四寸高，又在水沸腾的热度处能抵住水银柱七十八寸高，所以将这两个数字的中间，每一寸或半寸作为一度。这固然是非常粗糙的方法，然而已经被认为精审了。

等到我朝康熙年间，西方人士牛顿考察冷热之理，得到一种更简单更好的分度法。只是他的寒暑表中的液体用胡麻油，而将全泡的体积分为一万份，那么从化雪的热度到人体血液的热度，油总共胀大两万零五百六十份；到水沸腾的热度，油胀大七千零二十五份。牛顿看到这些数字太大，不便于使用，就缩减二十多倍，而以十二与三十四作为表度的比例数。只是因为胡麻油是有黏性的液体，常黏附在管的内面，虽然它的分度方法确实有至理，但得到的数字不真实，所以未能各地通行。丹麦国天文学家名叫吕默的人，最初用水银制作寒暑表，又有哈雷与哈曼顿斯两人考察得知，水银的体积受热胀大，在水沸腾的热度内都是均匀胀大。雍正十一年，俄罗斯国人德利尔用水银制作寒暑表，测知从水结冰到水沸腾的时候，水银体积胀大一万零一百五十三份。

又有意大利国数学家在此时之前设立了更巧妙而繁复的方法，在水与水沸腾之间的一段平分为十二份，由此考察得知水银受热胀大的比率非常平均，而醇酒体积的胀大比率有递增的级数。又有法伦海的人，素来精通制造化学之事，以制造寒暑表为业，用水银代替醇酒制作表，将表的容积分为一万份，取其中的六十四份作为从零度到人体血液热度的界限，也作为从零度到雪盐冷度的界限，那么零度为三十二，雪盐冷度为负三十二度，而血液热度为九十六度。那六十四或三十二这两个数字都可以屡次折半而至一度，这样分度的方法就很容易。法伦海又考察得知水的沸腾度能因空气压力的大小而改变，所以定沸腾度的中数为自零度以上一百八十度，因此沸腾度为二百十二度，这

译这是英国普遍使用的方法。寒暑表（温度计）的法则既然能够逐步测定之后，就有人测知水银从冰点到沸点的体积增大五十四分之一，即摄氏表每加热一度水银的体积增加五千四百十二分之一，华氏表每加热一度水银的体积增加九千七百四十二分之一。因此风雨表（气压计）中的水银因天气冷热而体积有差异的，其数值可以予以校正。华伦海特又知道水的沸点可以测量山的高度，而当时的人并未留意，只有德国的德罗斯特和撒苏尔两人在几处高山试验此法，又有恰鲁也试验此法。只是因为水沸腾的时候将寒暑表置于沸水之中，水银受热骤升其高度不准确，后来想到最好的方法，将寒暑表挂在蒸汽之中，所得的沸点才开始准确。这是因为水的沸点随空气压力的大小而增减，所以压力如果减小，沸点也减小。沸点减小的数值如果是均匀减少，那么压力减小恒为几何级数。因此空气的压力如果减小一半，那么水沸腾的热度减去摄氏表的十度。此比例与空气密度与高度相比的道理略相似，即任意两处水的沸点之差必与两处离海面的高度差有比例。所以只需求得一个常数乘数，那么此法使用起来就非常容易。求取常数乘数的方法，或者用抽气筒逐渐抽去罩内的空气试验，或者在山顶与平地试验。就像撒苏尔特制作了一只最精确的寒暑表，在布兰格山顶试验得摄氏表的沸点为八十六度又百分之二十四，此时风雨表的水银柱为十七寸又千分寸之一百三十六。又在山下试验，摄氏表的沸点为一百零一度又百分之六十二，此时风雨表的水银柱为三十寸又千分寸之五百三十四。所以两处沸点之差为十五度又百分之三十八，必定与一万五千零五十尺的高度差相匹配。如此则求得每度与九百七十八尺半相匹配，这是空气在特定温度时的常数乘数。只是以此作为常数乘数尚嫌稍繁，最方便的莫过于以一千为常数乘数，即与五度半热度相匹配的高度。用此法来测高，其表管必须细而制造方法必须精良，总长六寸至八寸。热度须比沸点多十余度，每度可分为二十分或五十分，这些分数刻在管上。其泡的直径须大半寸，泡上约二寸处，有一个铜圈包裹，铜圈上有螺丝与一个小铜瓶口相配。其铜瓶旁有小孔，可以使瓶内水沸腾时的蒸汽从小孔而出。铜瓶的底部可用酒精灯烧之。如果试验得两处的沸点，将其差数以一千乘之，即得依据五度半空气热度所计算的高度，此高度可依实际温度数值加以校正。如果想要得到更准确的倍数，可以仍然用一千为乘数，而用其他热度与之相匹配。近年又有人将两个寒暑表并列而制作成干湿表，由此测知空中凝结露水的温度，又可以与风雨表相辅而行。西方人在格物之学（物理学）上有数据可查考，有仪器可验证，绝不进行游移不定的空谈。其精密如此，那么他们的国家富裕而军队强大，并非侥幸，而是理所当然。

译论化学

上海设立的制造局所翻译的西方书籍，无不有益于人类事务；而在这些书籍中，尤其没有比化学更重要的了。中国古代学者论述物理等事的书籍并不少，其立意也很深远；然而一旦见到西方所谓化学的高深造诣，才恍然明白中国关于物理的书籍，仅仅知晓万物的外在形态，而对于万物内在的蕴藏，尚未能深知其奥妙。至于西方的化学，对于造化的道理，已经被西方人深深了解，万物变化成就的原理，本来已经显露；其中一两点经过西方人阐发其精微之处，所取得的成就更是不少。万物自有天地生成时的原始物质，将这些原质各自分为颗粒，这些颗粒有固定的形状；而各种物体既然各自有相互结合的性质，才能以确定的比例相调和而成为各种物体。现在因为颗粒极其细微，即使是最精密的显微镜，也无法确定其大小的真实形状；然而有专心窥测的人，假设将一寸分为二百八十八兆，从兆所分的部分中取出一分，则大致能得知每个颗粒的大小，由此也足以知道其细微了。原质既然分为几十类，想要用几种原质构成一种物体，乃是靠各种原质调和而成的。各种物体如火、石、铁、空气等，有的由两种原质构成，有的由三种原质构成；而所构成的物体，其所包含的原质，都有固定的比例，丝毫未曾有细微的差错。最奇特的是，由两三种原质构成各种物体的比例，都有相互增加的规律，才开始相对符合固定的法则。现在的化学家，都能将各种物体分解，还原成其原质，也能用原质相调和而构成多种物体。化学对人类事务的益处实在无法尽数言说：在制作物料方面，则珍惜材料、精炼质地，而且方法另有超出常规方法不及之处；在耕种土地方面，因为知道某地缺乏什么、某物崇尚什么，于是引导栽培灌溉；在医术方面，能够考察各种药物的实质，根据病症适宜补益或祛除而照此用药。各种工匠的行业，实在无不依赖化学，这就是化学之所以能供给人类事务的原因，而西方学者倾心于这门学问，又有什么奇怪呢？我所期望于中国的是，各位学者既然想要继承这门学问，果真能使中西互相竞争其宏大举措，或许几代之后，后人既蒙受其大利益，也可以追忆说：“这项功业虽然由西方首创，也是我国前人接续勤劳才大大奏效的。”如果再能在功业上加倍努力，不就更美好吗？追溯西方化学得以兴盛的原因，进步是由于过去有狂人被术士迷惑，梦想长生不老之丹，炼金之术，只在于熬煮调和熔铸的方法，认为能得到其精华，自然就可以成功。于是日夜劳累练习，不停止直到最终，有的厌世，有的生病才放手。然而他们熬铸的辛劳，虽然在所图谋的事情上失败而未得，但也有不同的见解。有见识的人看到这种方法，历年竭力穷尽思考，于是兴起化学，所以化学才开始兴盛。后来的化学家果能推广并增益它，或许不辜负狂人的梦想，更能超越有见识者的方法，岂不是化学的大幸吗？

化学当学论

现在聚集谈论实学的人，不是说是格物算法，就是说是天文地理；效法西方方法的人，不是说是洋枪洋炮，就是说是英文英语。哪里知道这些仅仅是西方学问的皮毛，而不是其精义呢？西方有化学，与格物算法互为表里，与天文地理不相上下，文字语言由此而开启，精妙的蕴藏、行军布阵凭借它而通畅。灵机运行于朝廷，固然可以强兵富国；守持于个人，也可以益寿卫生。于是愚钝的人苦于它精深，聪明的人又轻视它琐碎，这是可惜的。请略述化学的道理，化学，就是化合与化分的含义。充满天地之间的物体，不知道有多少亿兆京垓秭壤沟涧正载那么多，而考察其原质，不过六十六种。如果不是化分与化合，那么只有这六十六种而已，怎么能产生亿兆京垓秭壤沟涧正载那么多的物体呢？然而想要考察它如何化分，如何化合，用什么方法化分，用什么方法化合，什么原质与什么原质化分，什么原质与什么原质化合，化分之后变成什么形状，化合之后成为什么物体？其中有深奥的道理，有艰苦的功夫，不是三言两语可以说明，不是三个月或一年可以理解的。不得已，姑且就富国强兵、卫生益寿几个大方面，略述化学的功效。富国的急需，是开矿，这是人人都能说的。以五金矿为例，难道随意挖掘土地凿开山石吗？必定是在开采之前依法化分，知道含金的贵贱；开采之后依法化分，知道出金的盈亏。方法越精，得到的金子越多，人工反而节省。其他如工艺制造，无非是化学所发扬光大的；照相镀金，无非是化学所流露出来的。有人说：这些都是平民的事，起初不是君子所应该做的。哪里知道工力固然属于平民，而理法必定出自君子呢？所以我说道，化学可以富国。中国的枪药子弹大多从西方国家购买，虽然常设局制造，也归西方人掌管。唉，那些华工，无非像奴仆一样供人使唤罢了。现在既然想要与西方国家相抗衡，而军器必定依赖强大的敌人，谁胜谁败，显而易见。难道不想想西方人也还是人，华人的心思甚至有胜过西方人的地方，而遇事却都落在后面，这没有别的原因，化

译学问的明达、精深与深远，确实不如西方人。假如我们中国人在化学上也像西方人那样专心致志，什么样的枪炮不能制造？什么样的药物、弹药不能制成呢？所以我说道：化学可以强兵。至于治疗疾病的药材，中国虽然有炮制、煎炒等方法，西方人则依据化学原理去除渣滓，提取精华。同样的药，中药用几两，西药只用几钱。同样的病，中药服半杯，西药只服几滴。吞咽既非常容易，去病又显得特别迅速，事半功倍，说的就是这个吧？况且用化学分解与化合的原理来考察药材，就知道某某药具有相同的性质。所以中国外科有用珍珠粉的，西方人则知道珍珠与石灰石性质相同，于是舍弃昂贵的而采用廉价的。中国又有用磠砂的，西方人则用淡轻四绿来代替。又如蛋白与轻粉混合，就会凝结成固定物质。由此推论，遇到服用轻粉中毒的人，用蛋白来解毒，毒性自然无法扩散，难道会没有效果吗？人们常说西医技艺超群，却不知道他们得力于药材，实际上得力于化学。西方医生必定从化学入门，西方人的寿命如今比过去长，纵观中西，都有明显的证据。所以我说道：化学可以益寿。卫生需要这三方面，但论述得不详细。想要阅读完整的书籍，已有译本，而它对国家有益，对个人有利，这种说法确实无可替代。有志之士，怎么能舍弃化学而不学呢？

译论炭气、炭质、体用各别

考察炭气，地壳中所容纳的极多。如动植物的腐烂、酿造的发酵、各种物品的焚烧、动物的呼出，都含有它。而在石灰与白石粉中，此气尤其多。获取它的方法，是将洁净的木炭在养气抑空气中燃烧，即可得到。然而这样得到的尚不纯，须用含炭的杂质，如白石粉、石灰之类，盛在瓶中，加入淡硫强水或盐强水，就能得到纯净的炭气。此气是各种气体中最重的，可以在此容器中注入，在彼容器中，它比一般气体还重一半以上。它的性质非常奇特，既能致死，也能生养万物。如将点燃的蜡烛放入杯中，将炭气倒入，蜡烛立即熄灭；或将燃烧旺盛的木炭置于气中，也立即熄灭。因为它最能灭火，所以在煤井发生事故时，有人会用此物来救援。它更能杀伤人和动物，如人偶然吸入，就会喉头迅速闭合而不让气进入，不久即死。牲畜遇到它，立即毙命。凡是人们聚居在狭小的屋中，火炉四处摆放，室内不通风，便会感到困倦而导致头昏脑闷，就是因此缘故。常有人在冬日将窗户紧闭，在面前烧旺炭火，熟睡不让此气外泄，吸入越多，遂致长卧不醒。更有的人进入枯井、阴沟、煤矿、酒池之中，因不知预防而误死的日渐增多，这都是不明化学原理的人。如果知道此理，应在进入之前，先用新煅烧的炽旺木炭，或新石灰，或冷水来吸收灭除此气，然后进入，也就没有什么妨害了。〇倘若有人被此气触死而需救援，应迅速将死者置于空气通畅处，用冷水浇遍全身，用力擦拭其四肢，渐渐即可复苏。这就是炭气对人和动物的危害。它能生养万物，是因为植物的生长，也依赖呼吸，与人没有不同。它们吸入的是炭气，呼出的是养气。而人和动物吸入的是养气，呼出的是炭气。如果没有炭气，那么各种植物必定死亡。植物死亡就不能呼出养气，而让人类长期积聚吸入，人将天地间所有的养气吸尽，也就束手待毙了。这也可见大自然创造生物，各得其所用，使炭气与养气时时变换，人和万物才得以生生不息。世上有人因炭气而一并责怪炭质，这也是思考得太不周到了。炭质燃烧后发出的炭气，能害人固然如此，难道不知道炭若不使之变成气体，就能对人有益吗？世间常用的炭，是由木材制成的，取炭的方法不一，将植物加热而散去其气质，但加热时不使其焚烧，剩下的就是炭。或将木材浸泡在硫强水中，越变越黑，也是炭。也有用陶法取炭的，陶炭之法，是将地面掘坑，放入柴料，然后加火密封，即成炭。或将柴料堆积后，用湿泥烂草封固，不让空气泄露，焙煅一月，也成炭。时日越久，得到的炭越多。这几种方法都可以取炭，只是制造火药所用的炭，须用最好的。方法是用一个铁箱将柴料装满，上面留一个孔，下面加火，经过长时间即成。若用骨头与象牙及一切动物，也能制成炭，只是十一两骨头，仅得一两炭罢了。炭的用途不只可以炊煮饮食，如将盛放流质物的各桶内壁煅烧成炭，即使存放数百年也不损坏，而且与养气有很大的亲和力。所以分解金矿中的养气以提取黄金，多用炭煅烧熔化，炭吸收其养气而成纯金。它最大的用途，能灭除一切恶气，其灭气之力，动物炭更胜于植物炭。无论何物，极腐烂极臭，人不堪闻，如用新炭研磨为细粉，铺在臭物上面，虽然仍然腐烂但不臭。西方人因此制造一种口罩，用铁丝布两层，中间夹入炭屑，罩在口鼻上，空气透过炭屑，所有秽恶之气都被吸收殆尽，从而不受其害。医院诊视时疫，剖视死人以及在船舱、阴沟积污处所，使用此器可免受病症，且能作为滤器。水若污浊，取炭澄清，自然能清洁。水若臭恶，加入新炭粉摇动，自然能甘甜芳香。人或误食植物毒药，如鸦片、莫非、亚马前等，用炭粉和水立即饮用，就能消除其毒而不害人，并能灭除各种物品的颜色，想要提炼糖使其纯净也是如此。将粗黄色糖消融于水，用动物炭过滤，一煮干即成白糖。西方人的墨水以及红酒、黑酒，用动物炭过滤，则色、香、味三者俱无了。炭对人的益处有如此之多，同一物质，得其用则养生，不得其用则戕害生命，也唯有神明通达，取决于人罢了。

论木炭

凡是木材经过火烧化，必定变成灰烬。〇木材的其他原质，也有炭。其炭质乃是轻养二气与天气中的养气合成者，一经火烧则变为炭。强气和水随之火散化了。如不在空气中燃烧，不能与天气相合，反而不变成灰而成为炭，仍等同于木材的本形。因为与木材原质合成的只有热，而没有天气再与其他物质相合的缘故。这种改变，观察起来最容易。须用一口玻璃筒，装满木材烧热至通红，则与烧炭的原理方法相似。而制作炭的方法，乃是

译将木材放置在土坑的内外，用土覆盖，留出孔洞以流通空气。孔内进入的空气不足以支持燃烧。经过十多天后，打开查看里面的木材，发现全部变成了炭而没有灰烬。虽然火烧的力量猛烈，但木材的形状完全没有改变，就连树皮和树皮上生长的菌类也如同未经火烧的样子，只是木材颜色深黑且质地脆弱，形状干枯，直径略微缩小罢了。之所以变黑变脆，正表明其体质发生了改变。如果计算木材变成炭的数量，还要根据木材的老嫩、干湿来论定。而综合计算，一百斤木材烧成炭不过二十二斤。在截断劈开木材时，容易受到空气的影响，导致炭的产量减少。因此，必须用水浸湿木材，然后再将其放入土坑中。○炭的体质内部有很多微小的孔隙，这是因为经过火烧后，物质散逸留下的空隙，所以它具有极大的吸附能力。用显微镜观察炭体的孔隙，其形状笔直、坚硬且密集均匀。不论炭的长短，都能通气。用显微镜观察短炭的这一端，也可以透过另一端看到。大约直径一寸的炭，其孔隙多达五百七十二万四千个。如果用炭系着重物放入水中，上面覆盖容器提出后，容器内的气体，其孔隙则会重新产生气体。这就表明了其内部所含气体的多少。每立方寸的炭能吸附一百立方寸的氨气，五十立方寸的硫化氢气体。这两种气体是由腐败物质产生的，气味极难闻。因为有这种吸附力，所以又可以吸附食物即将变质时的恶味。凡是准备存放食物，担心时间久了变质，在食物中放置炭就没有这种弊病。只是硬木炭吸附臭味的能力更强。西方有一种红硬木炭，比其他炭多吸附一百一十一倍的氨气。还有一种由槟榔壳硬皮制成的炭，其体内的孔隙虽然肉眼看不见，但吸附力尤其大。或者将炭体中的孔隙注满空气中的氧气，放置在硫化氢气体中，炭孔所吸附的硫磺与氧气结合，变成硫酸，再与氢气、氧气结合，就变成了水。○那些腐败物质产生的气体，都含有毒性，所以炭能吸附腐败物质产生的臭味，这一功用更为重要。将炭末撒在即将变质的物品上，是极佳的方法。如今又新制了许多药水、药气，即氯气与金〇灰、金〇（无名异）等类。从前没有这些水和气体时，凡是治病医院等处，都将炭末撒在盘中，排列在病人的房间内，作为预防传染的方法。但这种方法仍不及药水、药气的方法好，因为炭末不能将房间中的恶臭全部消除，只能避免有炭处的地方。虽然如此，这种方法也很妙。然而西方国家的窗户都留有透气的孔，上面有玻璃转动以流通内外的空气，兼有纱线装入炭末，以使外来的不洁空气经过炭的吸附力，必须先被消除，人就不会受到伤害。即使进入热病和各种传染病的房间，也用纱棉蓄炭遮掩口鼻，以避开传染之气。而各处街道的排水沟眼上，覆盖一层炭末，以使过往的人不受其中产生的秽浊之气。又有新出的方法，将沟边支撑煤气灯的竿子做成外实内空，以引导沟内的秽污之气由此上升，经过煤灯火烧即可消除。每天汲取饮用的水，也必须经过炭的过滤，才能将水中所含的秽物以及产生的硫化氢、氢气都被炭质吸附去除。即使是收藏食物的木桶里面，也适宜烧成一层炭状，这样就没有变质食物的弊病。或者病人口干想喝水，也适宜用经火烤成炭状的馒头一片，倒水浸泡在下面，则水中所含的不洁之物尽被改变，味道也甘甜美好。如果炭放置时间长久，必然会有湿气吸入体内，使用时宜先烘干，其吸附消除恶臭的能力才会变大。

译○以上所说的炭的吸附力，只是论述它对于各种气体的吸附作用。却不知道木炭的性质，还能将溶解在水中的液体，以及坚固的固体，其内含的物质都可以吸附侵蚀。比如将红色葡萄酒与炭末调和过滤，红色便消失了，变得像清水一样，这是因为色素被吸入炭内，所以导致如此。如果再兑入稀的酸性水，那么炭内吸入的红色仍能显现出来。即使对于极浑浊的水，用炭过滤的方法，也能吸去污秽，变得洁净，而且饮用也适口。只是木炭吸附色素的能力，不及动物炭，即火烧后的骨灰，其力量更大。西方国家白糖颜色的洁白，都是使用炭过滤所致。而烧酒中含有谷精，所谓谷精，是一种不洁净的油状物质，所以饮酒必然导致皮肤和眼色变红，就是这种物质。将炭放入酒中，吸去谷精，就没有这种弊病了。○炭用于制作火药，这里不再详细论述。○烧炭产生的热量，比烧木产生的热量多出一倍。○烧木产生的热气中，有许多水气和其他气体，而纯炭没有这些。然而炭的好处虽然很多，但炭的弊端也很重要。比如在密闭不通风的房间内，燃烧炭火盆，炭气（一氧化碳）不能向外散发，往往导致人熏死。而将烧红的炭经过水气，则产生炭养气（二氧化碳）与煤气所产生的炭轻气（氢气）的道理相似，大约都是有毒的气体。如果将一斤炭养气散于百斤空气内，立刻变成人不能呼吸的气体，吸入必死。数年前在巴黎地方，想要用这种气体代替煤气灯使用，人们都不肯听从，因为担心熄灭之后，炭气蓄积在室内，导致人受熏毒的缘故。○用炭磨擦铜器，格外光亮。画工绘制大幅图画，必须先撒上炭粉作成轮廓，然后再用笔点染，炭与铁结合可成纯钢。现在人多用炭与铜结合，也很好。画工描写云形气韵的样式，也必须用炭。食物内也多用炭。而且炭不过热，所以置于盛物的器皿内，能够生凉。火轮船内的水气锅，用炭覆盖的方法，其产生的热气不易向外散发，又可以作其他用途。只是炭极妙的地方，能运行空气。然而论及内外使用炭的地方，固然很多，而医生治病使用炭的地方，也不少，但以柳木炭为佳。如用于热病，为了避免传染，且有生力，也可用于膨闷、痢疾、消化不良、嗝逆、呕酸等症。使用炭的方式，不论是做成饼状、片状、散末、丸剂等形状都可以。如果与馒头、胡麻等物相合，则成为治疗疮疡的药物。或者用炭作刷牙散，能去除牙垢，又不损伤牙皮，而且去除口臭和牙根变坏的味道。上文已经论述过，炭有去除色素的能力，也可用于解毒，比如红信石、绿信石、鸦片、马前子等类就是。○奇怪的是，炭这种物质，其木质体的坚固、永久不能改变，而且无法熔化，也无法升华消散。天下所有的事物，没有一种能化掉炭的，由此可以知道它本体的坚固。古代的时候，有用炭埋在地下作为界限的，到现在已经数千年之久，仍然没有改变形状，而在古墓旧处，也常能见到有炭在里面。曾见过二千年以前用五谷烧制的炭，现在的人尚能分辨出这炭是用何种谷物烧制的。即使金刚石这一种东西，也是由纯炭精合成的，然而不是极大的压力不能制造出来。

论吸铁之理

关于吸铁这件事，看来在空气与地体方面并没有很大的发明，其广大的功用在于空气与地体。现在来说，因为它所认识的现象与其他力量相关联，在万物中才得以显现。凡是与宇宙相连，且阻碍怀疑之意有天地之例的，实际上没有其用处。造化之中，或许有处其例之用，至为暗昧，正是所知例子更少的地方。当我揣度情理，吸铁之事大用于人，以供其至贵之器，即水手的指南车。众人没有另外的凭据来证明这种性质引于万物中，实在有堪当之意。但在此书一向除工艺之用，现在也不可言及行舟之事，只当指出与此事有关之意。吸铁气，现在已查明接近湿电，可以说是同一使者的不同现象。凡是以吸铁器可成的现象，也以湿电铁线可效仿。湿电实气多在地内，不必见证电气见于湿电之流。大如流物在静与流物在动，乃见仅为湿电相定的势，居此地内甚盛。有格物学家刚显示金脉居在地内，有湿电彼此相感，由由此可推有湿电之流行于地。向来或许为此等之故，即成指南针的方向，在此即不能定必然感之北。知晓或许为电气之象，有时惊动指南针，所以若电气在空中任大功，则吸铁之力必居在地内，实在不奇怪。依我所见，地内吸铁的性质可为电气所行同，因此果即在草木之生有大功行之事。如此铁关乎其获益之图谋，乃电气已归而行之。但在此事我见甚昧而有限。铁气必有功，他不可疑矣。

译电学考

译西方人士研究邮政，殚精竭虑以来，使得传递书信极为便捷。五六十年前，才得到用电传递书信的方法。古人看见云中电光闪烁，常用来比喻事情遥远，从未有人知道取来利用。到现在能够将雷电收集在器具中，让它为我们所用，可以说是探寻了千古未发的秘密。然而格致学家考察电气，也已经不是朝夕之事了。古人起初摩擦琥珀使其发热，能够吸引轻小物体；后人用玻璃、火漆等物摩擦发热，也能吸引轻小物体。如果物体大且气足，就会看见火星迸出。随即知道金属都能善于引导它。又用瓶子内外粘贴锡箔，积蓄它的气，释放时就有光像电，发出声音像雷，能震击人物。乾隆三十年，美国人富兰克林试验，遇到雷雨时，把纸鸢放到空中，起初看见绳上的丝线蓬松下垂；接着气顺着绳子下来，收集充满瓶子。用一把匙稍微靠近瓶口，就火星跃出，发出迸裂的声音。这才知道以前用玻璃、琥珀等物产生的气，实际上与雷电没有区别。电学从此逐渐兴起。这种电气都是由摩擦产生的，叫做干电。到现在电报所用的气，由意大利人伽伐尼和伏打两人研究得到一种方法，是靠酸液与金属相互作用产生的，叫做湿电。它的方法是用红铜、白铅薄片数对重叠，每对之间隔着被酸液浸透的厚纸，再用两条铜丝连接，就能产生电。伏打随即因为容易干燥导致机器无力，就用玻璃杯作为电池。后来又有人制造长箱，里面的磁盘分为数十格，箱底下安置铜铅薄片数十对，用铜条连接，每对放入一格，箱内储存酸液。使用时只要在箱上加盖，两种金属自然相互作用产生电，最为旺盛。于是湿电之学大兴，有的用来辅助化学，有的用来辅助医药，然而还没有得到寄信的方法。嘉庆二十五年，丹麦人奥斯特开始著书论述电气与磁石之气没有区别的方法，在南北方向设置一根铜丝以固定指南针，靠近时，针与铜丝都保持水平，没有吸引移动。等到电路闭合而电气在铜丝中运行，就看见针改变方向指向东西，杂乱无章。电气南北运行，使这根针横在东西方向，就知道地球本来有电气东西运行，所以让针横在南北方向。指南针之所以指向南北，就是这个道理。奥斯特既然创立磁电二气合一的说法，国内有阿拉戈和安培两人，又用铜丝绕成螺丝形状，让电气通过，每绕一圈力量就增加一倍，认为中心沾染电力而能吸引物体，与磁石没有区别，这叫做磁电学。由此更加精进，道光十八年，英国人惠斯通在伦敦架设电线，二十四年，法国人在巴黎架设电线，这一年，美国人莫尔斯在华盛顿架设电线，它的方法是靠电驱动笔来写字，从此妙法百出，有靠电驱动针来指示字的，有靠电变色来传递字形的，甚至有靠电驱动印刷机，立刻将所传的文字印出来的，近来更有靠电传声作为电话的，而传递书信都使用号码，来审查其字，尤为明显且统一。到现在西方各国郡邑村镇，电线密如蛛网，即使在一座城中，相距二三里，如果有重要书信，就发送一电。近来大东公司新得到保护海底电线的办法，尤为精密审慎，于是能够铺设海底电线，东到中国日本，南到新金山，西到美国，虽然相距数万里，传递重要书信，快如影随形，近如户庭之内，奇妙到这种地步，真是神奇的技术啊。

论电气

天空中有电气，风在地面，气大半的趋势不可推疑。只是我不大知道它之所以如此的原因，更不知道它在空中的功用。为此，现在格致学不帮助我看出它的原因是否合适，它的用途就能查出在事情中有其规律，及其用途更为明确。只有我可以轻易看见，有电气大行在云中，在其平常形势及变化中。云或者充满阳气，或者充满阴气，而其下雨也指示电气，或者这种或者那种在其中。有风及云行的变化，大概与其电气的指示同行。各人知道雷云充满电气，而电光的霹雳是电的释放。现在通过试行看见有电归于草木与空气之间，仍然经常为草木生长时，我不能细追其真实的踪迹。遇到在空中，就依赖于电的规律所感应的，但我可以明白以上的话。如果这个规律没有，或者与现有的大大不同，那么云风的运行与草木的功用，也与现在所有的将不一样。为此可以思考，电气有确立而紧要的原因于空中的功用。按此可见有用于雷中的暴风及电的霹雳，这种猛力的事情导致于空中的电，如同风导致于湿热一般。它们又相互确定在搅乱的地方，又带着它的流由地所有太多至地所有太少。按我的本性，这种极为的事情让人有畏惧之意。有雷云的非常幽暗，其击开惊吓的暴声，其闪即使至热意的且惊怕，其电光不能阻住的箭，乃世间无物能拒，都说于事情甚为可惧，也不关乎附耳于人身之害。它们所论的意思胜过凡有其他现象，乃有至上全能者显怒而警罚。研究此言非格物者可见，这种可惧的痕迹只为

译行善的方法，或是行善的体系。所有雷霆霹雳与旋风所承担的功效，在人性之中，如今无法论述。但若有人假称他学习这些事，其恶大于善，那就是揣测谋划超过了限度，与学问和虔诚之道相距甚远了。天地之间，这些看似是毁灭的使者，看似空中一切行动及气象之事，都是宏大计谋的决断，其所查出的一切故意，都显现出仁爱恩惠普遍施予的痕迹。

译论正负电能化分水气

天地的造化，之所以能够流行不息，全凭有电气罢了。以人体来说，双手互相搓擦，掌心间就会发热；快速奔跑，头部就会出汗，且在冬天热气腾腾，如同锅上的蒸汽，这都是电的发动和显现。下至昆虫、鳞甲、飞禽、走兽、蠕虫，没有不依靠电的机制才能生存的。生命力旺盛的，电就强；生命力微弱的，电就少。木头钻木取火，石头敲击取火，也就是电所潜伏藏匿的地方。矿产中的金银铜铁，山岳孕育的圭璧璆琳，水中产出的钻石珠玑，海里出现的琅玕锦贝，它们的质地虽然多种多样，但其道理只是这一元气的鼓荡而已。

然而自从西方学问流传开来，中国人都知道电报、电灯、燃火炮、镀金器，它们的火力没有比得上电那样敏捷的，却不知道推究《易经》的含义，离卦代表电。外面虽然是两个阳爻夹辅，似乎像火气郁结升腾，中间含着一个阴爻，所以正负电能化分水分和气，这其中的妙用有转移乾坤的功效。水，是由轻气（氢气）和养气（氧气）两种气构成的。怎么辨别呢？请就电气化分来辨别。我曾考究西学的化学方法，说先将玻璃杯盛满水，再将两条铜丝从杯底通入，铜丝的顶端各连着一块铂片，铂片上面覆盖着装满水的玻璃管，然后用电气紧紧连接在杯底的铜丝上，自然有一股气传上来，由此递到彼，水就渐渐化分成为轻气和养气，而养气聚集在正电的玻璃管中，轻气聚集在负电的玻璃管中，其气体量必定多于养气。这是电气能化水以成为原质的确凿证据。

乾坤是大父母，而权柄则归于坎离，即中男和中女。中女掌管火，仍然借助巽长女（风）的力量以产生威力，所以火得到风就加倍炽烈，金属被炙烤就熔化。阳极则产生阴，这与医学相互表里。谈论的人说精通电学，能有益于国家，能利于百姓，能用于兵船，能用于救火，能用于车水，能用于铁路，而鱼雷炸炮、照相、留声则是人们常见而不稀罕的了。确实因为雷性有二十多种之多，专心研究格致之学实在无穷无尽。无论中国没有窥见其深奥旨意，即使欧洲西方也只得到其中的二三，便足以称雄于五大洲，电学难道可以忽视吗？

它的用途足以弥补水镬（蒸汽机）、煤炉所不及的地方。精通此道的人，制造成大机器，举重磨坚，可以代替人力以成功，不使用水镬，永远没有炸裂的担忧，好处在于避免祸害，不从事烧煤，可以节省伙工的費用，事件简单很少有破坏的担忧，启发敏捷，指顾之间即可开行，不必像轮船燃炭需要数刻钟的时间，而且性质最和平，不知道伤害阻碍。

从前徐花农太史担任学政时，区君金铎曾上书陈述他从美国老师那里学习得不传之秘：凡是兵船开战，没有烟囱可以击打，船虽然受到炮击，不用担心机器受伤。用来缉盗缉私，海面穿梭不担心贼匪望见；用作官舫，没有煤火熏蒸；作为商船，少占机器地方，行驶远处不担心煤炭不继。这是用电行船的好处。

如果用来救火，城市人烟稠密，房屋像梳齿和鱼鳞一样排列，火灾是市井时常有的。宋璟设置太平补置水，固然不济事。即使现在设置水车，仍然依靠人力牵挽取水，困难则施功有限；街道狭窄则安置艰难。新法有机器水龙，喷射距离较远，胜过旧法零星啧扑不足以遏制祝融之怒的情况。然而听到警报才开始发煤，水沸腾才能运动，终究迟钝。难道不思考燎原之势旺盛，弹指之间，蔓延几条街，数十家店铺了吗。倘若能用电法则立刻开机，洪涛随即注入，快如电闪，而力量不亚于倒壁之威。这是利于救火的至巧至新之处。

淫涝亢旱，最成为民间饥馑的祸害。近来各直省决堤蛟龙发作，田地浸泡成灾，灾民野外或久不降雨，禾麦枯槁，蝗虫、地震、瘟疫迭出。以祸黎救时的策略，不如各村落都设置车水的器具。各处常苦于雨水潦水冲毁基围，颗粒无收，庐舍居民常遭倾溺，有全家抛掷给波臣，载小儿以木桶听人拾取抚养，延续一线宗祧的，其惨痛极了。巩固金堤，需要官帑，而淋铃音苦，晴天难以祈求，外涨与内溪并溢，宣泄无路，即使种植无期，农民束手无策。问有什么方法以拯救阻饥呢？只有这电机可抵桔槔的百倍，天旱则戽江河水入田，水满则戽污潢水出田，一举而二美具焉。这是利于农政的说法。

况且我们中国患积弱久矣，眼下掌钧衡、任封圻的大臣，纷纷筹度自强之术，而以兴造铁路为最大的工程。但路需费动辄数百万，等到建成，则干路非数千万白镪不能筑成，民力竭尽了，国债沉重了。有心的人代为筹划，恐怕所得不能补偿所失。前既创始于开平，逐渐推广于关外，近来由天津达京师，由芦沟桥达汉口，南北干线已经经营过半，但不知道收回的利益有多少？果真足以抵补借息而有盈余吗？如果用电法行车，则光掣风驰，比起水汽煤炉，行驶更快，费用更廉，兼无失火的担忧，更免煤机的重滞，这是利于铁路彰明较著的了。其余用

译制造电灯，到处都可以听到它的声响，方便用来开矿，即使是崇山峻岭，巨大的力量也能挖掘到百尺之深；或许还能特别施展匠心，制造出鱼雷和水底行船，以及无声炮、无烟炮，在敌人来不及防备时烧毁敌舰，在敌人无法到达的地方拦截飞弹，这其中另含神妙之机，不是笔墨所能完全描述的。各国凭借海战称雄，所依赖的不过是铁甲的坚固罢了，而在铁甲之中，又以鱼雷最为可畏。现在所制造的鱼雷，依靠船只发射，不能使鱼雷自行前进或停止，那么敌人可以预先躲避，而我们的攻击都落空了，每发射一次耗费数百金，被西方人暗中嘲笑。只有用电的方法，可以从数里之外潜入水底，倘若遇到敌船，或者拦截攻击其前方，或者尾随攻击其后部，让敌人看不见，自然防不胜防，即使炮利船坚，没有不攻破的。这真是保卫河山的良策。我生平不喜欢拾取陈旧的言论，也不愿剽窃他人的美名，偶尔因时局艰难而触动心弦，于是就借区君振南呈给花农学宪的书信，来阐发其中未尽的学说。然而说话并不困难，实行才真正艰难。花农生性最爱惜人才，已经将区振南的奏疏上呈朝廷，请求录用。经过广东大吏面试机器并复核称许，认为可以供军机参谋之用。却因不慎失火，自己烧毁了工厂，人们正嘲笑他如同号称良医却饮用自己的药，反而丧命。以成败来评判人，哪里能验证卓越的眼光呢？

译电灯详考

西方人做事，往往精益求精，穷尽思虑，不遗余力，必定要取得成功并出人头地，才觉得没有遗憾。不像中国人，稍微了解一点皮毛，就自鸣得意，夸夸其谈，自以为满足。就像电灯的发明，在上海是从今天开始的。然而西方人详细考察其原理，已经不止一朝一夕了。二十一日，我陪同西方朋友——电灯公司的人，仔细玩赏他们的机器。房间中楼上楼下各有一盏灯，楼下就是机器房，有两架机器，极为轻便。一架是转轮，一架是激发电气的器具，用皮带连接。另一间是炉房，炉房后面和旁边有两个水池，池水注入锅内，热气从管道中曲折而出，注入转轮。一启动机器，转轮自动转动而电机激发，火光从机器中射出。机器末端连接两根铜线，这些线比电报线略粗，电气通过线路四通八达，分别注入各盏灯，于是各盏灯顷刻间都点燃了。在点燃之前，先测试各处电线是否有损坏，用一个像指南针的东西，旁边用两个玻璃瓶盛放药水，用两根细铜线，一头接在指南针上，一头接在机器上，指南针就会不停地摆动。某处线路损坏，指针就不动，就像地火标一样。测试完毕后启动机器，一盏灯就在机器的上方。只见机器中的火光激射而出，如同蛇吐信，灯上霍霍闪烁几下后光芒就稳定下来，灿烂明亮了。机器中虽然看到有火光向外射出，但把手放在火上，起初并不觉得热。那盏灯有两横两竖，上横有两根铜管，中间空心可以通电气，管中塞入两条灯芯。电灯本来无所谓灯芯，“曰灯芯”这个词，是我根据意思揣度的说法。所谓的灯芯，是将烧过的煤渣捶碎，用煤中的油脂黏合成条，粗如手指，长一英尺，尖端削尖像西方人用的铅笔那样，计算可以燃烧十六个小时。下横也有两根管子，也插入两条灯芯，长度只有上面的半截。下管是固定的，而上管是可以活动的。电气注入铜管，上下两根灯芯忽然相互排斥，上管被吸上去几分，与下管不连接，上下之间的火光就从这里射出。大概上下两根灯芯一动一静，趁着电气的到来而彼此相互激发，因而火光激射。负责此事的是西方人飞伯司先生，详细讲述其创始的缘由，以及将来扩充的各种事情，谈得娓娓不倦。据他说，电气的创始在两千四百八十二年之前，距离西历耶稣降生的年份还早六百年。有个西方人名叫戴立司，因为看到琥珀摩擦至极热，就有热气，有热就有火，并且能吸起灯草、芥子之类，才开始领悟琥珀中有电气。然而那时西方人蒙昧未开，尚不专心研究格致之学，所以仅仅存有电气这一说法，而不知道它的用途。到了西历二百八十二年之前，才有西方人机立伯精研格物，考察得知各种物体中有电气的很多，不止琥珀一种。所谓的电气，就是相互吸引的气。接着有英国贵人名叫大维，更加精深研究，看到两根铜线相对，一遇到相互吸引的气，就相互激发而稍微分离，不分离就没有火，分离太远也没有火，有火就有光，于是知道电气可以做成灯。铜管中也用煤渣条作为灯芯。但大业所制的灯，两根铜管平面对接，不像现在这样上下相对。到了赫忒接着制作，改用直管，然而仍然不适于使用。现在所制的电灯，其方法出自伯拉西。但伯拉西的灯用单管，这里用双管，稍有不同而已。外国之所以不用电灯，而仍然用煤气灯，是因为以前的电灯制度不够精密详尽，直到今天其方法才大体完备。现在这台机器还小，力量不足，只能照亮十二里远的地方。目前打算另外制造一台稍大的机器，大约三周就可以完成。这台机器完成后，可以增加四十盏灯。将来从外国订购的机器，有一百匹马力。这台机器一到，上海就可以家家户户使用电灯了。我之前听朋友说起，现在的灯不过百分之一的光亮，充其量可以达到二万五千分光，那么上海一个区域只用一盏灯，就可以普遍照亮。起初我不相信，听了飞伯司先生的话，才知道这话不是没有根据的。飞伯司先生既指手画脚，曲折详尽地讲述其源流如此，又把我引到楼上，拿出他预先制作的小灯给我看，长只有三寸左右，粗仅一手可握，末端用玻璃制成，大小如小酒杯，上面没有出气孔，中有铜线灵巧无比。想要用电灯的地方，将电线接入此管，就光照一室，无异白昼，不禁为之拍节赞叹不止。当机器将要启动时，飞伯司先生问身边有没有表？有的话就放在外面，不要靠近机器，电气所激，表会停止，所以应当先做好准备。我和西方朋友六点钟去，到七点钟启动机器点燃灯，与飞伯司先生谈了很久，详细询问仔细玩赏，虽然不能完全知道其中的奥秘，但也能够略知梗概，于是告辞出来。出来后详细记录如下。

电车小试论

电的用途非常广泛，西方各国借以利用的不胜枚举，而尤其便于行车，功效既快，又没有煤气熏蒸，因此利用它的人已经

译这已经过了好些年了。只有中华地区还没有亲眼见过。昨天有天津的朋友提到电报局总办余澄夫观察和电报学堂总办张鸿卿观察，特意从海外购买了一辆小型电车模型，规模完备，机械装置齐全，在七月中旬会同外国教习送到总督衙门，李鸿章相国批准了他们的请求，当即下令通电试验运行一周，果然转动自如，可以与火车并行而不冲突，但后来却没有下文。他们的意思是由小扩大吗？还是仅仅为了娱乐耳目呢？

外国的器物每天都有新发明，中国如果见到外国新出的东西，就一定要跟在后面模仿，那么不仅耗费国库无数，而且未免轻率举动，被外人嘲笑。只有那些不可缺少的东西，才不得不模仿实行。比如中国近来所有西方拥有的东西，轮船招商局、船政制造局、机器织布、纺纱、造纸、炮台扼守要害的方法、各种铁甲兵轮、海军水师的制度、各处设立学堂教习、各种新式巨炮、快枪以及水雷、鱼雷等器具，应该有的几乎全都有了。唯独铁路这一项，虽然已经有定议，但此时不过小试开端，如开平的路到达大沽，基隆的车行驶在台北，山海关通往东三省的铁道，至今还没有听说完工。而实行得最广而且最快的，莫过于电报这一项。中国实行电报，屈指算来能有多少时间？如今已经处处都有。那些大城市不必说了，即使是偏僻的小州县以及扼守要害的市镇中，也无不有电杆矗立，电线环绕，信息传递神速，水陆之间没有间隔。这是中国模仿西方方法中最快的。虽然像湖南一省，民情不合，不能通行电报，至今成为阻碍，但一隅之见，终究不足以对抗天下大势，将来必定有通达时务的人出来，作为创始，力排众议，完成它，有什么困难呢？

有人说铁路与电报两者相互依赖使用，假如办理荒政，也有电报来报告灾情，这样可以迅速救援，但如果没有铁路来运输米粮，那么即使得到消息早，仍然对饥饿无济于事。治理军队，也有电报来报告军营，这样可以迅速准备，但如果没有铁路来运输士兵以及器械粮饷，那么即使知道准备，仍然手足无措，所以有电报而没有铁路，简直与没有电报一样。两者缺其一都不行，但中国在铁路这件事上，迟迟不行动。以至于历时已久，没有可观的成效，而唯独电报却到处遍布，那么他们学习西方，还只得到一半而没有得到全部。

但我认为铁路的功效巨大，费用也大，不如电报功效小费用省。电报举办起来容易，不同于功效小费用省轻而易举的事情就先做，让看见的人都知道这件事大有利益，又让人知道仅这一件事利益还小，必须与铁路相辅而行，然后人心豁然明白中国利益所在而趋向它，用来谋求富强图谋振兴，就不难了。况且电报实行得如此广而且快，那么中国人已经知道电气的用途，如果由电报旁通其他，那么用电来燃灯，用电来放炮，用电来行车，想必也不难举一反三。

电灯的用途，中国也已经有了，各洋兵船中曾经试用，都称其美好。以往兵轮出洋会哨的时候，在涛声波影之中相互欢宴，而点燃电火来代替张灯，大大足以壮观瞻。至于电火放炮，那么此前制造局所试放的八百磅弹的巨炮，就是用电气来触发的。杨君伯景说六角水雷一触即发，灵捷非常，敌船靠近没有不糜烂的。先前听说总办试验后很赞赏其心思巧妙，大概将来还需要增添多雷以作备用。用电的用途，中国人知道的并不少，唯独对于电气行车则确实没有听说过。先前听说泰西各国实行已久，中国还没有得到，传闻则目前又有几人呢！如今得到余张两位总办在李相国面前小试，而后人人都知道电气行车的妙处，只是不知道这种方法中国是否可以自制，还是非西方人不能成功，而且其费用与使用煤火相比高低如何？想必制造电气仍用煤，用煤火制造电而用电行车，恐怕不免于重复花费。此时中国对于火轮车一事，不是不迫切想要成就，而之所以没有实行，是限于经费不足。如果通盘核算，电气可以节省于煤火，那么这种方法可行。如果电气更费于煤火，那么这种方法必不可行。李相国智谋在握，成竹在胸，自然早已确定实行与否的标准，肯定不仅仅是浪费其新奇而已。

译论声

地气大规模地运行，其功用在气象以及草木的变化上，而更有重大且重要的，乃是声音的法则。声音借由地气所达到的传播方式，完全不同于我此前所说的，它是通过极其微小的摆动进行传递，从发出声音的物体此处传到彼处，而中间的介质并没有发生整体的移动。现在我所说的结果，可以与有移动的现象相比较：风吹拂黍稷田地时形成波涛的形状，可以看到波浪向着风吹的方向游动。但这种波动的现象只是表象上的运动，实际上是谷粒上下摆动，像茎秆一样低下后又恢复原状，这种运动相继感应，使得同一时刻的谷粒向着风吹的方向摆动，同时也使得其他谷粒高低起伏，形成可见的波涛。然而这种高低的传递始终朝着一个方向，而田地里的谷粒仅仅是在摆动而已。声音在地气中的传播也是如此。地气中的微粒来回经过极小的空间，而这种摆动在空气中由发声物体传至耳内，并非以高低起伏的形式，而是以凝结和稀疏的形式传递，声音就是耳内所感知到的现象。

再比如，在平静的水面上扩散的圆形波纹，是由小物体触碰水面产生的，如同雨点落下。雨点刚落下时，其落点清晰可见，每个落点产生圆圈，由两三个圆圈汇聚而成的波纹随即变长并扩散，留在圆圈内的水面恢复平静，并逐渐波及更远的水面。其原理在于，并非水分随之流动，而是搅动使得水面上下起伏形成环形的波涛，这种波涛在越来越大的圆圈中传播，从而将波动从产生处传向各个方向，在水面上形成环形。这种环形波涛从中心扩散，类似于声音从产生处传至听闻处，所传递的摆动以相同的速度向各方传播，因此所传的波涛呈圆形。但它不同于水面的圆形，因为声音的传播上下左右以及横向各个方向都有，由此声音的波涛呈球形，产生处位于球的中心。这种在球形范围内传播的摆动，是相继的凝结与稀疏，即将容易看出不同于地气本身的运动。如同风也不依赖水面圆圈的扩散，在河流中只有当水流平静时，其波涛才能单独传播而几乎无搅动，因为水流本身的运动也有各种波涛可以同时传播，在水流中皆无相互搅动。这一点显而易见，当几点雨滴落下相近时，所形成的圆圈交叉，没有任何一个消失，而它们的环形轨迹不同。仍可追踪，更有几件事非常奇特，意见认为地气符合其缘故，意为声音传播的方法，现在将指示几点。

二、声音的高低，是便于平常使用的原因。言语的器官在地气中，现今有的元质，即无疲倦，形成可闻的声音，清明而和慰。如果电气发生大变，即使不可见，人也会感到听力困难，也有声音或高或低不同于平常，甚不合宜。声音的高低被认为依赖于地气的微小摆动大小，即由发声物体的摆动而定。

三、声音有尖利及低沉之别，也是重要的性质，合成其重大作用的原因。有不同的韵音共同聚集，即成和音相合的整体，这在音乐之事以及声音的平仄调匀，以及言语的轻重合韵吐嘱及气力中体现。鸟鸣乃其通达为首的方法，大大依赖于尖利与低沉相合的声音，以成其所分之别及所指之意。这种分别由地气的微小摆动而成，至低沉的声音约有三十次摆动，在一秒内；至尖利的声音约有一千次摆动。在这两个极限之间，每种声音有乐性，且在一秒内，有各种摆动的差异，即产生凡有作乐的度数与声音和谐及不和谐的区别。

四、声音的清浊，是更为其别的区别。此名赋予韵音高低相同之别，乃同韵致于尖利与低沉被不同乐器所成之，若有横笛与洋四弦相合，其韵音仍发异声。这种区别即分二人之声音，故为大要者，因为以声音联系与一定之人，也几乎必然使言语可为众人相谈间立之法。

五、有声音讲正之品气，乃为紧要所成之事物，在世间因以此有声音为思念心志知觉的翻绎，乃人可知其欲其训其允及其实行之法，亦以此一人可治他人之行为而感其言论。因为我为地气可变为言，故人所成不觉的摆动在空中，即为其至要之事物，变为其至合理交属之基及其上进而获益之机会。有声音讲正之别，生由凹中之异形通过此，其声所出即成之后，在人的声音，其声成于喉咙，而以口之凹形反复数官环绕之调匀有例所成。这种讲正的声音未全发出，惟见渐所为之声音而已。言语的性质，乃高低清浊，讲正被认为必以使声音可合其故意，于牲畜以及人的生命。请问地气何以使能运？亦四别与器官同时，亦使能成之乎？果然以致精巧之合宜，有全统宗之故意，而适用之六。且岂以偶然有地气及耳同在而有的吗？地气岂成耳之整理吗？或耳独在整理，预望空中的允气吗？或岂非独可明之道，乃彼为此所作，有至智者所识其二物之惟性质，即使成合宜于其中，乃齐整彼此。

译正如我所见，使鸟鸣可相通，人言亦可听闻，言语亦能发挥其极奇妙的功效，这难道在于人的心思与行为等方面吗？有流动之物的摆动摇晃，如地气及其性质，依据行动的规律，或许此规律与现今有所不同，即显现为万物皆相连通，且必然如此，正如我随物在宇宙中所思所行。因此，那摆动摇晃的传播与其性质，现今可被认定为空中元气必然的一部分。但究竟是何物使其摆动成为声音呢？它如何在我的感官中形成力量，进而作用于我的心呢？地气的摆动看似单独存在，并不结合而成声，如同不结合而成气味；我知道此摆动并非完全形成声音，仅在特定限度之内，当其摆动在一秒内少于三十次时，便显现为不连续的惊动，而非通常的声音；其速度也有定限，超过此限，其摆动便成为听不见的，这界限因人而异，而我确实知道，有摆动进入一人的耳内，却未进入他人的耳内。为何人耳恰好适宜所闻的摆动成为声音，将落在其限度之内呢？那落在限度内的摆动，是否关乎我能听到譬如人声的摆动呢？我身体的感官是否恰如其分地齐整，以至于元气运行至细微工艺的运作呢？

译传声像声器图说

西方国家的电音传输，惟妙惟肖，技艺真是神妙啊。有客人询问制造这种器具的缘由，回答说：“程端甫先生有一篇《传声器像声器图说》，叙述了制造这种器具的缘由，清晰明白，可以查考。”其大略内容是：“英国苏格兰人，名叫培勒，向来精通声学和电学。西历一千八百七十二年，他跟随父亲客居在美国的安化里亚邦。他的父亲怜悯聋哑之人无法沟通，也曾设法教导他们说话。培勒跟随父亲学习，精益求精，对于天生哑巴的人，教他们说话，过了两个月，口音就能清晰可辨。培勒曾说：‘哑巴本来具有说话的能力，但因为哑必然伴随聋，听而不闻，没有途径模仿，所以最终成为哑巴。比如不聋不哑的人，从小听不到人声，也会变成哑巴。如果有好的方法教导他们，那么不管他是否哑巴，只要看他的舌头还在，就没有不能说话的。不只是人如此，物体也有这种情况。现在敲击铁，就会发出铮铮的声音；通电就显现出吸引和排斥的力量。铁的体质灵妙，长久以来想帮助人获得说话的巧技，但人们没有察觉。认为铁是冥顽不灵的，难道是这样吗！’于是培勒专心致志，创造传声的器具。起初使用发电瓶，与平常电报所用的一样，后来删繁就简，只使用摄铁条、熟铁片和铜线圈罢了。如图第八，是传声器的外壳，用木头制成。如图第九，是传声器的剖面形状。甲是摄铁条的后端，用螺丝旋紧。乙是丝线包裹的细铜线，绕在摄铁条的前端，就形成了附电气具。细铜线的两端连接粗铜线，通向木壳外相连的螺丝钉。从此线传输电流到远方，声音也随之而行。摄铁条极点前的熟铁片，遇到声音就颤动，每颤动一次，电气就显现一次，无论声音的高低快慢，空气中的声波也是如此，都能感动熟铁片，而附电气就把声音传到那边的器具上了。这种器具制成后，先在家里试验，后来逐渐推广，几乎没有什么地方不能到达，即使道路遥远，也没有山河阻隔。于是仿造的人接踵而至。士人在朝廷庆贺说：‘这可以颁布国家政令。’商人在市场祝贺说：‘这可以商议物价高低。’即使是妇女儿童侧耳倾听的，也没有不欣喜地说：‘现在听到了从未听过的声音。这不是某人的声音吗？为什么听到他的声音却见不到他的人呢？将会看到这边呼叫那边应答，那边说话这边通达。即使两人相距百里传递言语，不亚于面对面。〇那个人虽然很远，他的话却很近。不仅如此，如果有知音的人喜欢听琴，不必登门请奏，只要把铜线通到弹琴的房间，就可以聆听音乐识别曲调，洋洋盈耳，何止是仙乐在空中演奏？如果有授课读书的，恰好先生有事暂时回家，那么弟子有独自嬉戏而荒废诵读的，以为先生不知道。谁想到先生已经知道勤勉和懒惰，不亚于亲眼看见，因为有电来传递。不久先生到了，招来弟子对他们说：‘某人勤勉，就奖赏他笔墨纸砚；某人懒惰，就不奖赏他笔墨纸砚。奖赏与不奖赏，总不会差错。’此后即使先生出游，弟子也不敢懒惰了，庆幸奖赏而畏惧电。而且这种器具的用途，还有更大的：比如入地开矿，地下的言语可以通达；入水做工，水下的词意可以传达。难道不是对国家富裕、百姓便利的一种帮助吗？

德律风源流考

德律风制成于西历一千八百七十七年，即我圣清光绪十三年，有美国人倍尔，运用他的巧思，独自创造了新的制度。电报虽然足以弥补耳朵所不及的地方，但仍然依靠眼睛来谋划。现在当面别开生面，使耳朵可以直接通达遥远的地方，于是利用电气收录人声，通过通到那边的电器，再次发出人声。这种方法一出，百年来格致之用的便利，更为显著。先是一千八百七十六年，美国举办赛百年大会，倍尔制造德律风，已经粗略具备了规模，于是拿来陈列在会场中，任由人们聚集观看。各国派遣的大员和格物学家聚集测试，果然灵便异常。比赛结束后，经事者品评各国的珍奇，有英国格物学家党生，笔记了这种器具的形状、质地和用法，说电气的用途到此而超前绝后，真是极其奇妙。只是这种器具起初恐怕尚未尽善尽美，希望倍尔再加研究，更上一层，务必使不到片刻言语可以传到千百里以外，才算毫无遗憾。倍尔于是再次运用精思，悉心更改。到了第二年，五月在暴斯敦大堂，聚集众人，又在十五里外聚集众人也是如此，用德律风传递言语，互相问答。先问十五里外的人说：‘你们那里准备好了吗？’回声说：‘准备好了。’说：‘既然准备好了，请唱一曲。’回声说：‘好。’各位请仔细听，不久音调铿锵，宫商互奏，唱完，又唱了一支葡萄牙曲子，呖呖莺声如在耳际。那时倍尔已经请人将线路接到几处，有一处通到一百二十九里，分拨到老费围子地方。倍尔启动机括，问话如前，众人回答也如前。倍尔说：‘听说今天百里拏利在那里，能

译“只要发出一声娇美的声音，就能洗去尘俗之耳的浊气吗？”百里拏利欣然答应，过了一会儿，歌声从仪器中传出，志和音雅，恍如聆听钧天广乐。有人说，倍尔在试用时，为何一定要让人唱歌？因为歌曲的高低节奏、清浊音色各不相同，通过歌唱可以知道该仪器不论何种声音都能传达。又有一人在仪器前吹喇叭，传声也非常清楚。瑟麦肥地方有三人引吭齐唱，倍尔起初用小电传输他们的声音，声音不够嘹亮，等到接入大电后，才开始音节清妙，众人这才知道德律风有如此奇妙的用途。然而当时尚未在全国风行，倍尔便在纽海纹大书院中建立装置，聚集众人测试。当时有著名的格物学家在座，他让学徒分别前往东西两屋，各放置一个仪器，用电线连接至院中然后中断，让十六人用手相连，第一个人手握西边的电线，随后东边屋内发出声音，电流通过十六人的身体传导并与电线相通，各人也不觉得有电流飞速传递，这也太奇妙了。然而这也不过是用来嬉戏玩赏罢了。用它来传递事务，则始于某书信局与伯司斯，随后市集店铺及煤矿也都使用。后来格物学家党生管理矿政，使用一千八百尺长的线路从总局通至矿底，矿内装有测量空气的仪表并与德律风相接，发出的声音如同报时钟一样，用来报告空气的多寡。党生曾高兴地说：“我在美国百年博览会上曾见过这种仪器，如今看来，其方法更为精熟。”然而倍尔认为这还如同人的初生，存在不足，此后若能继长增高，应当不可限量。因为倍尔向来精通格致之学，认为万物本无声，击动空气才能形成声音。试着用极薄的铁皮做成一个空心圆泡，对着它的口呼吸，铁皮就会因振动而产生凹凸形状，如果在泡外放置一个小笔头，用纸条移过，笔就会因泡的振动而作出点画，如同电报一般。因此领悟到声音是由击动空气而得，于是用电线传声，制成了这德律风。其听音的方法，是用木头制作一个筒状物如同人耳，筒上有孔，孔中用极薄的钢皮制成耳膜，筒中放置电磁铁，缠绕细铜丝以接通电流。传语时，语音击动筒内的耳膜，电磁铁便接收其声音，通过电流传至彼处聆听，绝不模糊。后来有统兵的大员说这可用于战阵，只是担心电线杆容易被敌人毁坏，于是另想一法，不使用电线杆，将电线埋入地下，使得发声时敌人无法知晓其所在。这是在倍尔创制之后，推广以尽其微妙的做法。到了近年，有位名叫爱迭生的美国人，制成了纳音器，打开其机械装置，装上蜡筒，一人对着皮带说话，声音便留在蜡筒上，可以邮寄到其他地方供人听闻，即使相距数万里，远隔数十年，也如同面对面交谈、耳提面命一般。这也同样出自电学，而尤为变化出奇，其概要已见于《格致汇编》，容待日后探究其由来，书写下来以请教格物界的君子。

译滊学通于医学说

朋友说：“您也知道蒸汽锅炉的构造与人体脏腑肢体的道理是相同的吗？”我说：“不知道，希望能听听您的见解。”朋友说：“人体之内，胃是水谷汇聚的海洋，与中焦及命门雷龙之火相交，以此化生精气，向上通达于肺，由此鼓动开合而形成往来的呼吸。这些精气又灌注到脏腑，敷布到经络，用来运动五官和百骸。脾在胃的旁边，整日牵引带动人体，如果疲倦躺卧，脾就不动，脾不动则五官百骸就无异于虚设。胃的上口通向喉咙，其系带连接于舌根，因此脾胃的寒热可以从这里得知。现在观察机器中的锅炉，就像人体中的脾与命门。锅炉一沸腾，蒸汽就向上腾升，就像胃化生精气以通达于肺。引擎的高下起伏，就像肺的鼓动开合。机轮的旋转有一定的次数，就像呼吸一天一夜必定一万三千五百次。轮子转动则所有机器都随之转动，就像五官百骸发挥其灵妙作用。如果撤去皮带，各轮就会停止转动，就像脾一旦停歇人就会疲倦躺卧。温度计可以测量水沸腾的温度，就像舌头可以感知胃中的寒热。锅炉中的水上下轮流更换，就像精气的灌注旁达。温度达到一定程度，马力就充足，就像脾胃健旺则气力壮盛。只是人的命门系着雷龙之火，这是阴中的真阳，能够化生万物，实在是先天生气的根本。机器锅炉所用的是煤炭柴薪之火，能够销铄五金的精气，因此锅炉容易损坏，最妙的莫过于用电气来代替火力。电气发热产生动力，用之不竭，而且可以避免煤炭柴薪的烦扰和耗费。天地间的电气，就是人体中的雷龙之火。西方研究格致学的人也曾经说过。与其让机器锅炉使用煤炭柴薪，不如直接使用电气。”我说：“是的。”用电来驱动机器的方法，目前西方制造家已经在使用了，只是您说锅炉的构造类似人体脏腑，那么为什么西方人能制造蒸汽锅炉，而西医在内科方面反而不够讲究，这是什么原因呢？朋友笑着说：“西方人务实不务虚，重视有形的事物而忽视无形的事物。《易经》说：‘形而上者谓之道，形而下者谓之器。’器是有形的，道是无形的。所以通晓医学的人称为通医道，制造器物的人称为制机器。西方人只知道有形之器的有用，却不知道无形之道的更为有用。机器中有锅炉，这是有形之器；人体中……脏腑肢体内外相互维系的原因，这是无形之道。中国医家长于论述道，所以在攻补、汗下的方法，升降、寒热的适宜上，都审察五行、六气、七情的盛衰消长，并用相胜、相感、相应、相反的道理来治疗。医生如果通晓无形之道，就能洞见本源，治愈疾病易如反掌。那些西医只知道以有形之器为重，人体中有形的东西不过血肉、毛发、筋骨、肌肤之类罢了，所以西医精于外科，而对于内科，如气虚、阴亏导致患痈疡，在外科宜用温里温中的方法治疗的，遇到西医都不能奏效，甚至性命都丧在他们手中，这是因为他们不通晓无形之道的有用啊。孙真人说：‘分阴未尽则不仙，分阳未尽则不死。阳气就是气，是无形的。’西方人如果知道医生应当体悟无形之道，用观察锅炉的方法来观察人体的脏腑肢体，而不只是以血肉、毛发、筋骨、肌肤等一切有形的事物为重，那么思考就超过一半了。我听了他的论述非常叹服，大概这位朋友对于医道，确实经验丰富，所以他的言论能如此精微透彻，这不能不记录下来，用笔保存下来。

气球说

西方战阵，常常崇尚气球。这次北方的战役，法国人从欧洲特意运送气球前往越南，传闻获益很多。现在已经绘制成一幅图，略述大概，但说得不够详细。现在特意考证西方人所著的格致学各种原理，关于其制造的缘起，以及发射运用的妙用，来作此说。按气球是用轻气制成的，所以又名轻气球。在它最初的时候，利用火气上升，就像中国的孔明灯一样。但是火气的道理不过是升散，球内缺乏气体，借助外部的气体来扬托它，它的力量有限，而且它的势头有穷尽的时候。后来博物学家据此推测，顿悟用重气升轻气，必定像水力浮木一样，于是专心研究气体，果然得到了制取轻气的方法。试着与地气相比，觉得轻气比地气轻数倍。于是利用气体制造球，将轻气纳入其中，放飞让它上升，竟然飘然向上举起。从此越思考越精妙，初次试验用禽鸟，再次试验用野兽，都能按照方法升降。然后试验用人。其中最大的球，直径大约三丈五尺，以四周上下均匀计算，共得二万二千尺。如果装满生气，重量一千六百磅；装满轻气，重量只有二百磅。以一千六百磅的力量，必定能升浮二百磅的轻物，所以能另外装载器具什物。至于球的制造，内部用绸缎制成，大如房屋，装饰以胶漆，用大绳结网罩在外面。球的下面悬挂一个大伞，伞的下面悬挂一个藤篮，像筐一样。大的可以容纳两三人，小的容纳一人。篮中备有风雨针、寒暑针、时辰表、千里镜、指南针、沙

译袋中装有石子、饼食等杂物。气球的顶部有窗，底部有门，都是精巧的活动机关，专门用来排放气体。临使用的时候，将轻气放入球中，务必以球体将要充满为限度。先将巨缆系住气球，试验可行后，才斩断缆绳使其升空，渐渐升高，一直升到浮云之上，俯视山川城郭，辽阔得看不见人，驾驭风力横行，顷刻间就能飞行百里。英国从前有一位习惯乘坐气球的人，名叫琪连，胆量意志最为壮烈，常把天空当作门户，上升的高度能达到离地十三里，在空中停留的时间能长达五个时辰。他曾经在夜间放飞气球上升，在藤床下悬挂数百盏灯，地面上观看的人如同看见群星环绕在空中。在气球上向东望去，半夜就能看见日出，而向下俯视尘世却漆黑一片，深邃莫测。他又曾乘着疾风横行，云游三国，从英国越海向南，经过法兰西，进入日耳曼，历经五千里路程，也不过几个时辰罢了。以平时的风势来论，大约一个时辰飞行一百里，或者一百二十里，大风吹送时，有一个时辰飞行二百五十里到三百里的，也有顺着风吹去，忽然风向转变，被风吹回来的，所以中间又携带风雨。针以气候，固所以防暴，亦所以测高下也。凡是乘坐气球的人，胆量要大而心思要灵敏，又精通算法，深明气体性质，才不会有差错。因为地面的气势重而力量厚，离地渐渐远去，那么它的力量就渐渐变薄，不能压托球体，而球中的轻气渐渐舒展，越舒展越厉害，必定会破裂，所以这时必须急忙开窗，稍微泄出球中的轻气，才可以没有忧患。大概气球在天空中，想要上升，就撒去袋中的沙或石子；想要下降，就泄出球中的气体。或升或降，都可以任意操作，但不能从原处起飞而又降落在原处。然而下降到地面时，必须抛下铁锚放下碇石，以制止它的势头，因为气球还有余力，恐怕在地面上纵横飘转，被树木、墙壁、石头所触碰。西方人因此，有的用它来观测风云雷雨，有的用它来窥探军营寨堡，有的用它来勘察地形绘制地图，然而用于行军的最多。从前有一位副将，与敌军对阵扎营，不知道敌军势力的虚实，于是乘坐气球去探望，约定以舞动旗帜为信号，等到到达敌营，敌军向空中开枪，高度不能触及，副将在空中指挥军队，望旗进击，大败敌军。从此西方各国，没有不仿效实行的。普法战争时，两军都备有气球，如今法国人不远数万里，把它运往越南，用来窥探情形，难怪我们的天险在早晨就失守了。中国军事装备仿效西方方法的，枪炮之外，如水雷、电气、电灯，也已经制备，唯独对于气球却没有听说采购办理，所以详细考证它的制造方法，来告诉经营四方边疆的大人。

译论气球

气球，是借助轻气而上升的器具。查考《山海经》所载，古代有周饶、奇肱等国，擅长制造飞车，在半空中游行，一天能行万里。西方人士也说，在中国唐代时，有人想寻求妙法，欲在空中飞行，将想法绘画成图，藏在秘府中，这大概就是气球的起源。但其制作尚不完善，细节也不详。到了我朝乾隆年间，法国有孟氏兄弟，开始用布缝制成球，高三丈多，大如房屋，下面有口，就地燃烧柴火，使火焰从口进入，球充满气后便向上腾飞。然而制作尚不精良，过了十分之一的时间就飘落下来。随后又有人用胶漆涂抹球体，使其不渗漏，用大绳结网罩在球外，球下悬挂一把巨伞，伞下放置藤床，人坐在中间，大的能容纳两三人，小的能容纳一人，中间备有风雨表、寒暑表、千里镜、罗盘、沙袋等物。球的顶部开一扇窗，球的底部有一扇门，以便临时放气。将要放飞时，将轻气注入球体，球便能在空中游动。客人问：“轻气是什么？”回答说：“轻气产生于水中，也叫水母气。这种物质，没有颜色和味道，不能供养人，物质最轻，比生气轻十四倍，每见方百一寸只重三厘，所以能载物御风飞行。”在气球未放飞时，用巨缆系住，使其不能转动。等到轻气注入适量，斩断缆绳，逐渐升高，直出浮云之上，俯视山川城郭，遥远得看不见人。英国有位叫琪达的人，最为勇壮，惯常乘坐气球，把云霄当作熟路，能凌空升至二十三里，在空中停留达十点钟之久，又曾横行五千里，从英国越海向南，经过法国，进入日耳曼境内。以寻常风势而论，大约一许可行百里，或百二十里，有时遇到大风吹送，则一许可行二百五十里至三百里，偶尔顺风而去，忽然回转，所以必须用风雨表来测度。有时球中空气胀逼，常有破裂的危险，就略微打开顶上的窗，使气得以泄出。想要球升高，就撒去沙袋；想要下降，就用针刺破球体，略微泄出球中的气。这事虽是游戏，也足以见其巧妙，不足为奇了。随后美国人又别出心裁，师法其意而不拘泥其法，球下悬挂一个篓，中间坐若干人，周围系着四十七个小气球，每个球都注入轻气，初放时不能落下，球中人非常恐惧，用刀刺破球，放出轻气，才开始下坠。下坠后，聘请英国格物学家悉心研究，才知道空中高下的气分浓淡。下方的气浓，升至十五里以上就逐渐变淡，淡得过度就不足以用了。然而这时球的制作虽然精良，仍不能行驶自如，只是随风颠倒。过了很久，又有巧匠出现，制成一种操纵装置，一转动它，就能随心所欲，东西南北前往都适宜。于是两国交战，有用它来侦探敌营虚实的。昔年英国有一位将领，与敌国交战，乘坐气球瞭望敌人，约定以舞旗为号。等到被敌人看见，向空中发射枪弹不能击中，将领便在空中指挥军士，望旗进击，大败敌人我国同治十年，法国巴黎被德兵围困，内外不能通消息，于是将各处文书缩印成小纸，系在鸽子颈上，雇人乘坐气球。鸽子从球中上升，放飞鸽子各自投其所往，都能送达。俄土交战时，俄国人想测度土耳其山川形势，也在气球中绘制完成。由此看来，气球初创时虽是游戏之具，如今两军相见，实以此物为重要。然而如果没有舵以便折返旋转，一旦堕入敌人营垒中，必致被敌人所害。近年天津武备学堂内，也制成了气球，多具令诸生早晚研习，春秋佳日必到郊外试放，以考核其技艺的优劣。而在与日本人战斗时，未闻有用它来料敌情者，难道是其技艺尚习之未精吗？考核详明，是所望于整军经武者的。又查考，西国气球最大的，直径约英尺三丈五尺许，四周上下均算约二万二千尺，实以生气积聚重至一千六百磅。若轻气则只重二百磅，以二百磅的轻气浮于一千六百磅生气之上，自然能轻如败叶飘泊天空。然而这球，初看颇为奇特，一经格致家推阐原由，也是物理之常罢了，有什么奇特的呢？至于昔年上海所试演的，仍是游戏生涯，无关实用，存而不论可也。

马力解

现在定造汽机的人，都以马力的多少为衡量标准，而价值的低昂，大半依此而定。然而其命名的意思，习以为常而忘记，所以从前有人以为用马力为名，而有实马力、号马力的区别，这是强行判断以扰乱人意。实则无所谓实与号，二者是一回事。这种说法，人多怀疑，若不考究其由来，何以释疑而彰显实事？于是从西书中采译，以识于篇。识者鉴之。查考马力命名的意思，是一匹马行平路，能在若干时间内举起若干重高若干尺。曾试用多马而得到中数，定一匹马能起重一百

译六十磅，每一点钟高二英里半，即每一分钟高两百二十英尺。假如有煤井一口，深两百二十英尺，底有煤一桶重一百六十磅，在井口有辘轳绕着绳子，让马在平路上拉那绳子，那么拉一分钟，那煤桶就升到井口。设立蒸汽机的时候，必须用法定的蒸汽机能力，而因为马力最为方便，所以用马力来规定。以一匹马在一分钟内能提起三万三千磅高出一尺为一马力，即等于一分钟内提起三千三百磅高出十尺，或三百三十磅高出一百尺。迄今仍然用此法来规定蒸汽机的马力。但要想求出一台蒸汽机的马力，必须先查它所受压力的磅数，将这个数乘以每分钟所行的尺数，再用三万三千去除，就得到它的马力。但压力都以每平方英寸所受的压力来计算，所以必须推算面积的平方英寸数。方法是将直径自乘，再用单位下的小数0.7854乘之，就得到了。假如有某艘兵轮，其直径八十二英寸半，冲程六英尺，每一分钟转数十六转半，压力平均数每平方英寸十六磅又小数0.35。直径自乘得六千八百零六英寸，又小数0.25，再用小数0.7854乘之，得五千三百四十五又小数0.62875。以个数即2乘之，得两个总面积一万零六百九十一平方英寸，又小数0.2575。再用每平方英寸的压力乘之，得总压力十七万四千八百零二磅，又小数0.06。再用速度的尺数乘之，即冲程六英尺乘转数十六转半乘数2，得一百九十八，以此数乘前数得三千四百六十一万零八百零八又小数0.88，再以一马力的数，即三万三千去除，得马力一千零四十八又小数0.8，为某兵轮蒸汽机的实马力。如想节省推算的工夫，可另外设立简便的表以备用。以上为实马力，但定制蒸汽机或买卖蒸汽机，则必须另外设立一个法定其能力。如往复式蒸汽机合同内言明其速度而压力以七磅为限，蒸汽机家瓦特的方法，以汽缸内每平方英寸的均力为七磅，此所设的数因以为马能在一分钟内起重三万三千磅高出一尺为度，所以定制蒸汽机者，如言明二十马力蒸汽机照此数制作，则用蒸汽机者不能说不足二十马力。反过来说，定制二十马力的蒸汽机必定常得到多于二十马力的便宜。如今蒸汽机与锅炉更属坚固而速率增大，所以实马力常为标称马力的数倍。总之，实马力为推算蒸汽机能力的数，而标称马力为度量汽缸容积的数，两事本不相涉，所以虽先知其标称马力不能算得其实马力，犹之先知其实马力也不能算得其标称马力。此事须知标称马力为造机时的量数，同于度量之法，买卖蒸汽机都用此数，不能以实测之法考究，须由有权者定之。如定度量相同，实马力乃是实测之数，如重学之理，以若干重量致若干距离须若干时间，故必先知均力之数与速率的实数始可推算。既得实马力，即可考察蒸汽机的功率。功率者，用限定之煤所得功效的成数，即用煤若干而得实马力几何。所以陆地蒸汽机的功率以实马力数为实，将用煤数去除为准。用煤而得实马力，若行海蒸汽机则倒用其法，以用煤数为实，将至实马力数去除为准，实马力而得用煤。两法各适其所用也。但功率又与能力不同，能力依时而定，功率依煤炭而定，所以蒸汽机运动或一时或一日或一月，功率恒同而能力及与时有比例也。或者谓实马力与标称马力如此不同则为大弊，因其数易于相混，所以要其分别愈大愈妙。因一说蒸汽机的马力，依此数的大小，能知其为实马力或为标称马力。如前案中，以七磅代十六磅又小数0.35，又依其标称速度二百二十二尺代其实速度一百九十八尺，则依同法推算，得五百三又小数0.46048为标称马力数。

译论光

充满天地之间，贯穿古今之际，人们习以为常而不加察觉，终身依循它却不知其道理，这就是光。大凡物质的性质，可分为四类：有发光的，有透光的，有反射光的，有吸收光的。什么叫透光？像空气、玻璃、清水等类就是。什么叫反射光？像水银一类，以及金、银、铜、铁、锡等类，凡是化学上所说的金属类都是。什么叫吸收光？像树叶、黑绒等类就是。容易发光的，没有比磷质更简单的了，但磷质是因为与空气化合才发光，如果不与空气化合，仍然不能发光。宇宙中的原始物质，没有一种是原本就能发光的，只有与其他物质发生分解或化合时才会发光。显而易见的火，是柴薪受热与空气中的氧气相化合，于是发光。太阳之所以发光，根据天文学家的说法，空中的小物体如流星之类，都飞到太阳表面与太阳物质相化合而产生光，计算起来，一小时内飞到太阳表面的物质，环绕太阳约有五寸厚，就像炉灶里添加柴炭一样，这个比喻可谓恰当。中国的光学记载见于《墨子·经上》篇，《淮南子》中“火与日外景，金与水内景”的说法，本源于沈存中的《梦溪笔谈》，也曾对此加以引申。张载《正蒙·参两篇》说：“火与日直而施，金与水辟而受”，难道不是取意于此吗？火与日，都是物质分解与化合的地方。分解与化合，则物质的变动迅速，所以光辉向外发散。金属类都反射光，反射光就是反光，反光就是不接受光。金属不接受光，所以能将其光反射进入人的眼睛。水与火透光，透光就是不阻挡光，也不反射光。人能从水中照见影像，是因为水不够纯净，底部有土石，就像玻璃底部有水银一样，因此可以照见影像。所谓“辟而受”，是阴阳内外的说法，这种说法由来已久。哥白尼在三百多年前提倡地球绕太阳运行的学说，第谷反对它，过了百余年，牛顿用万有引力证明了它，于是哥白尼的学说成为天文学家最新最确切的定论。嘉庆、道光年间，扬州阮氏编纂《畴人传》，拘泥于经典中上下天地定位的说法，断定哥白尼的学说是离经叛道，却不知道这是重蹈西方愚昧者的老路。雍正、乾隆年间，西方人蒋友仁已经将哥白尼的学说阐发出来，把本轮均轮的笨拙方法，改为椭圆地动的巧妙历法，但中国的天算学家仍然认为这只是辅助计算的假象，不敢相信天地的真实面貌真是这样。到了咸丰年间，英国人伟烈亚力在上海翻译《谈天》一书，然后中国的天算学家才开始相信椭圆地动是真实的现象，而不是辅助计算的假象。如果阮氏多活几十年，他的忏悔之心，难道不像汪衡斋对待杜德美的《割圆捷术》那样吗？南海邹征君伯奇知道阮氏说法的错误，而宇宙间如此确凿的定论，竟然被西方人先发现，中国因此失色，心中非常不甘。于是翻阅古书，发现《尚书·考灵曜》早就有“四游人居地上，不知地转，犹如居舟中，只觉岸移”的意思，而且东汉时张衡曾制作地动仪，可以为中国挽回体面。然而地球究竟因为什么而转动？自从数千年前有文字以来，地球上的人没有说过。我听说傅兰雅先生所编《第四年格致汇编·量光力器图说》中，私下认为地球的转动，实际上是太阳球的光力推动的。太阳球向左旋转，那么它的光也向左旋转，于是推动地球向右旋转，由西向东。有人说：月球总是以一面朝向地球，而不被日光所转动，这是为什么？日光能转动地球，为什么不能转动月球呢？回答说：月球离地球近，离太阳远，受到地球的引力大于受到太阳的光力，所以总是以一面朝向地球，这是一种说法。凡是光力不如引力大，月球受到太阳光力的，只是面积的一半；而受到地球引力的，则是体积的全部，所以总是以一面朝向地球，这又有一种说法。而且地球有反射光反照在月球上，太阳球向左旋转，则想推动月球向右旋转；地球向右旋转，则又想推动月球向左旋转。虽然反射光的力量大大不如直射光，但也有相互抵消的作用，这又有一种说法。有人问：你说日光力能使地球转动，我悬挂一个小铁球在空中，为什么日光力不能转动它呢？难道力量能转动沉重的地球，反而不能转动轻的小铁球吗？回答说：上文“光力不如引力大”等语，已经解释清楚了，现在可以再设一个比喻来阐明：月球能吸引大洋的水形成潮汐，而不能吸引池塘的水形成潮汐，其道理大致与此类似，是这样吗？不是这样吗？敢以此请教天文学家、光学家、重学家。

论光学植物

美国人佚名附

近来有人研究光学的原理，说太阳光原本由红、黄、蓝三色合成，用三棱镜分解，则各自显现其颜色。这三种颜色可以相互配合得到各种杂色，与动植物的生长、化学的分解与化合大有关系。红光带热，有补益的力量；蓝光带寒，有分解的力量；黄光明亮，有显扬的力量。照相底片见到光，银药立即分解，

译只有遇到红色和黄色两种光时，植物才没有害处。眼睛感染热病忌讳看见红光，所以要戴绿眼镜，因为绿色是黄色和蓝色的混合色。人体虚弱适宜穿红色内衣，而植物的生长完全依靠红光，却畏惧蓝光。植物依靠光而生存，这是人人都知道的，但完全依靠红光而畏惧蓝光这一点，却是前人不知道的。最近有一位法国博士，名叫琴美罗付蓝马伦，在沼委市埠的耕稼学舍读书，发现了这一原理，并发现了其极大的用途。他用四个花盆放在同一个地方，每个花盆里种一株花树，温度始终相同，水土也没有任何差异，只有接受的光线不同。一盆接受红光，一盆接受绿光，一盆接受白光，一盆接受蓝光。他获取光线的方法，是用有色玻璃来过滤日光。从播种到两个月期间，接受红光的花树长到一尺六寸高，接受绿光的只有五寸高，接受太阳全光的长到四寸高，而接受蓝光的仅仅长高一寸。接受红光的花树仅仅五周就开花了，它的枝叶都青绿柔嫩可爱，生长得异常壮大。接受蓝光的花树则不开花，而且枯黄浑浊令人厌恶。接受红光的花树枝叶极其灵动，用手拨弄它，它立刻舒展又卷曲。接受绿光和蓝光的花树完全没有灵性，而接受白光的花树虽然稍有灵性，但极其粗硬，枝节太多。两个月的时间虽然有了花苞却没有开放。这个人又用这种方法试验其他植物，如蛇母子之类，得到的结果也相同。接受红光的植物长得早且大，接受蓝光的植物完全没有花。这种方法一经传开，人们争相试验，发现植物世界呈现出新的景象。我曾感叹世人因为粮食艰难，以至于战乱不止，常常想要研究农学，将中国的双季稻改为三季稻，将单季稻改为双季稻。现在有了这种方法，将不止是三季或双季而已，而且收成必定更加成倍增加。我们为什么不稍微改变一下方法呢？

译植物新法

英国无名氏附

有一位名叫靴利遮路的人，研究植物卫生的道理，发现豆类作物的根须之间有一种微生物，能够帮助根部，增强其活力并吸收空气中的氮气。自从明白这个道理之后，植物化学家们听说此事，都认为这一新原理能够开启种植的新法门，从而鼓舞农民的积极性。由此新原理推论，凡是肥沃的田地，其中含有多种生物，豆类根须内的微生物就依赖这些生物而生成。我们又考察得知，豆类作物的丰歉，取决于其根瘤的多少；而根瘤的多少，又取决于田地中这类生物的多少。因为根须中的微生物常常含有这种生物，所以知道根须中的微生物就是各类生物所孕育的。又考察得知，这类生物虽然外表看似同类，实际上分为多种，而各类有各类的作用。因此，有的能滋养红丁香树，有的能滋养白丁香树，各不相同。其他如滋养大豆的、滋养小豆的、滋养红豆和绿豆的，也各不相同。又考察得知，凡是豆类作物在田地中得不到相应的生物，就不能获得丰收。过去曾见过两块田地，土壤肥沃程度、天气、水利条件都相同，所种的豆类也相同，种植的时间以及所用的方法也没有不同，但收获的豆类却相差极大，人们都不明白其中的缘故。现在明白了这个道理，疑团就冰释了。因此又尝试将这类生物迁移到没有这类生物的田地中，结果看到那些田地原本生长不佳，如今竟然蓬勃兴起。这就是今天植物学家所领悟到的，使用尼他践作为肥料的原因。尼他践，就是能够吸收空气中氮气的意思。这一领悟的道理极为新奇。如果想要透彻理解这个道理，首先应当知道璧打利亚能够吸收空气中的氮气以生长豆实。璧打利亚，就是这类生物的名称。又应当知道，璧打利亚一旦迁移到田地中，自然能够繁殖生育。用璧打利亚治理田地，是农民的重要任务。璧打利亚的功效，就像酿酒用的酒曲，用量很少，却能让整缸酒发酵变化，这是人所共知的。以此相互印证，那么璧打利亚加入泥土之中，就能生生不息，又有什么可怀疑的呢？曾经通过多次试验得知，这种东西一旦进入田地，繁殖非常快，自然能够寻找适合它的豆根并聚集在那里，帮助豆类生长。现在市场上出售的尼他践，无非就是这种东西。它的作用之大也不过如此。如果把璧打利亚分类再分类后出售，使农民想要种植哪种豆类而土壤条件不合适的，可以根据类别购买回来，按照配方施用，应该会立竿见影。只是这个道理还处于初级阶段，所以今年有人在获班地方设立机构研究这个道理，由乌路架的医生主持。这个新方法的功效虽然已有明显的验证，但其应用的广泛性恐怕还不止于此。有人说，根据这个道理，或许能将空气中的氮气转化为肥料，以辅助植物生长。至于上文所论述的将尼他践施于田地以吸收氮气的方法，非常廉价且容易，凡是稍有见识的人都能做到，也没有不愿意尝试的。皇家农务会争相试验，另有私人农民团体也进行试验考察。在一千八百九十六年皇家农务会报告第二册中，即见此法在德国的试验情况。其所拟定的方法有两种，极其简单。第一种方法，用真正的尼他践开水淋湿相应的豆种，搅拌均匀，然后像往常一样播种到田里。种子发芽后，璧打利亚就会附着在根部进行滋养。这种方法不仅简单，而且使豆种更容易发芽。第二种方法则是将尼他践水淋在田地中，翻土搅拌均匀。这个新方法和新原理的功能有益于农业。如果借此方法能将空气中的氮气加以利用，那么其功效之大就无与伦比了。这个道理极为自然，凡是豆类生长的地方，就能看到这件事的证据。凡是有璧打利亚的地方，无须添加尼他践，即使添加了也没有多大益处。如果有哪里不结豆，使用这个方法或许能巧夺天工。新闻报刊常常有讹传，所以农民想要知道确切的消息，不如查考皇家农务会的报告，并访问有名望且可靠的人。现在流传的方法难以称为完备，本报特意提前告知大家，确实是寄希望于将来。如果我们真的能免除昂贵肥料的费用，而依靠璧打利亚的微小收获，从空气中获取无穷无尽的氮气，利益没有比这更大的了。因此，研究这个方法是最为有用的事情。

记压气行车

美国人哈浦附

前两年，许多人论述利用压缩空气致用的事情，但他们的论述没有阐明科学的大道，所以不能将这种新方法与电力、蒸汽动力、缆绳动力等各种街车进行清晰的比较，现在请论述一下。而且利用压缩空气的动力来驱动机器，法国已有这种方法数年，如今美国人研究这种方法的人也很多。纽约州的罗马市以及纽约城曾试验这种方法两年，无论风雨寒暑，各种情形无不试验，即使寒冷到了极点，也没有不可用的时候。曾经用几台气机运载车辆行驶在纽约第一百二十五街，连续行驶数月之久，完全没有发生事故，港口上的游客无不称心满意。我请求追溯十八年前曾经使用压缩空气的缘故，当时纽约二号车路大街有用压缩空气行车的情况，请我判断其是否适用，我得知事事

译美备，但当时无人乐意使用，竟有非路爹化埠某车路公司敢于妄言，说即使此法能完全节省马力，他们公司也不轻易采用，大概是担心街上马车往来，遇到这种无马快车，必然惊吓那些马匹而导致事故，于是导致马车主人不断诉讼。他们坚持这种说法，[虽]（谁）与他们辩论，最终也不能使他们听从，于是放弃而不使用。后来有人用铁缆拖车，并没有惊马的事情，我再次举出这件事告诉人们，想要阐明为什么压气法优于其他方法，特意写了一本书，记载一种方法所需的条件，各种方法的优缺点，以此进行比较。后来又多次论述，才有一位富绅集资设立压气公司，又聘请立罢乞地君担任机器总办，随即绘制其车辆样式，定由罗马火车头公司按照制造，各地的机器师都来考察，无不称赞方法得当且没有弊端。只有几件事尚需讲求：一、压气时所用的力，恐怕会散失消耗；二、压气后再膨胀，恐怕会在贮气柜内遗留白霜；三、防止破坏的危险；四、在干湿气中加热；五、布置管理的费用；[六]（亦）补充新气的事；七、最远能行驶多少距离；八、将气输送到远处有什么泄漏损耗；九、其他各种零碎事件关系到压气之事活机。以上九件事，很多人不明白，所以请求解释。回答说：压气的活机能够发挥作用且有余力，但必须先弄清楚空气的性质，以及其膨胀收缩流动的道理，还有与此事有关的水汽。一、凡是空气在科伦表三十二度热的情况下，需要十二立方英尺又千分立方尺的四百三十三，重一磅；而在普通温度下，大约需要十三立方英尺。二、滚水气在二百一十二度热的情况下，需要二十六又十分之四立方英尺，重一磅，或者粗略计算为二十六立方尺。三、凡是物体都有本身的热，又有容纳热的量，水容纳热的量最大，即每一磅能吸收无数量的热力。所以用水作为衡量热的标准。如果据此推算，空气的本身热为0.2377，或者取作0.24；又滚水汽的本身热为0.475，或者取作0.48，或者是空气本身热的两倍。也可以说，滚水汽的重量仅为空气重量的一半，而其容纳热的量则是两倍。四、如果突然用力压缩空气使其缩小，其温度就会上升一百一十六度；如果让它突然膨胀到两倍之多，则温度又必然下降一百一十六度。又将受压力多的空气与受压力少的空气各自增加相同重量的压力，则受压力多的空气所增加的温度不及受压力少的空气所增加温度的多。譬如有空气以千斤之力压缩为一半，如果增加其热一百一十六度；如果再加千斤之力压缩它，则温度虽然增加，但不及一百一十六度之多。五、凡是热的强度与热的总量有别，如有铁一斤，热到三百度之高；又有水百斤，热到一百度，两者相比，其热可以说铁的热为大，水的热为小；只是铁的热为少，而水的热为多。

译又比如有一斤净水，含有三两食盐；又有十斤水，含有四两食盐，那么前者的水咸，后者的水淡。实际上，前者含盐的量并不比后者多。因此，热的强度（大小），就比作盐的浓淡；而热的总量（多少），就比作盐的多少。想要知道热的强度，用寒暑表的度数来辨别；想要衡量热的总量，也应当用度数来明确。只担心与热的强度混淆，所以另外命名以作区别。凡是后来称为“热尺”的，就是这个意思。

六、如果有水一磅，想要使其温度升高一度，必须加热一尺；再升高一度，须再加热一尺。又一尺的热，可以使七百七十二磅的重物升高一尺。一马力，能在长达一分钟的时间里，使三万三千磅的重物升高一尺。

空气的膨胀与收缩有两种情况：遇到热就膨胀，散发热就收缩，这是第一种；被外力压迫就收缩，撤去外力就恢复膨胀，这是第二种。通过第二种方法，用多少力去压迫它，如果撤去压迫，空气恢复膨胀，所发出的力仍然等于之前所用的力。通过第一种方法，在压缩空气的时候设法从外部加冷，以散发空气的热，那么就能节省很多力气。曾经有人声称，能节省百分之八十的力气，旧法浪费的力气超过百分之五十。

八、空气能容纳多少湿气，关系到热的强度，也关系到体积的多少，而不关系到空气的疏密。假如温度相等，一立方尺的密气所能容纳的湿气，也不过与一立方尺的疏气所能容纳的湿气相等。气体受到压力就变密，不受压力就变疏。由此看来，将一百三十三立方尺含有湿气的疏气，压缩成一立方尺的密气，那么湿气必然凝结成水沉在底部，用方法放出其中的水，那么里面剩余的湿气不过是原来水气的百分之一百三十三分之一。如果撤去压力，气体恢复膨胀，虽然吸收了很多热，但不能使水气凝结，因为空气太干燥而所含的水气太微弱。只有压力小、气体不太密的时候，反而有凝结水气的毛病，而且这种毛病也有办法避免。

九、空气遇到冷就收缩，有人推算得出，冷到华氏表零下四百六十一度，空气就收缩到极限，再增加冷度反而膨胀。所以把华氏表零下四百六十一度作为冷的极限。从冷的极限到热的极限，空气的体积也就由极小膨胀到极大。所以空气的疏密与热度互相消长，这就是后文再次施加外热的要领。

十、潜热，就是物质的变化，而热随之增减。比如把冰化成水，又把水化成气，热必然随之消耗；等到物体恢复原状，热必然再次释放，这就是潜热的道理。通过测量得知，每磅冰化成水，需要消耗热一百四十二尺半；又将这水化成蒸汽，需要消耗热九百六十六尺。所以从冰到水的潜热为一百四十二尺，从水到气的潜热为九百六十六尺。又查到冰的比热为0.5，所以从冷的极限直到一百一十二度热，即沸水的温度。每磅蒸汽的潜热为一千五百三十五尺。因为把冷的极限度数四百六十一与冰的度数三十二相加，得到四百九十三；又与冰的比热0.5相乘，得到二百四十六点五，作为第一个数。又把沸水的度数二百一十二与冰的度数三十二相减，得到一百八十度；又与水的比热1相乘，仍然得到一百八十，作为第二个数。又把化水的潜热一百四十二点五作为第三个数，又把冰化气的潜热九百六十六作为第四个数。于是将四个数相加，就得到一千五百三十五。以上十个例子必须明白，才能理解以下各事。因为有人著书立说，创造机器，想要对气柜外部加热，以加倍柜内密气的膨胀力。只是他们的加热方法，只用干热气来做，绝对不可能成功。后文自会看到绝对不成功的缘故，并且更改方法，用湿热气代替，就能成功了。

用压缩空气来钻石的人很多，所以压缩空气的器具也层出不穷，精益求精，已经极其巧妙，因此有很多公司承接制造压缩空气的器具，价格便宜而且耐用。压缩空气最巧妙的方法，是设置多个小型压缩机，有一个需要修理，可以避免牵制，其余所用器具的数量多少，须视资本的大小而定，也可以。而在压缩空气的时候，适宜在柜外加冷，就能节省力气，上文已经详细说明了。

数年以来，各家研究压缩空气的方法，已经极其精密。如果建造压缩空气公司，肯包造何种型号的压缩机，每分钟能得到多少尺压缩空气，并承受多少压力，所需燃料消耗多少，那么获取压缩空气的费用是多少，一望便知。因为压缩空气制造得越来越精密，而密气的用途也推广得越来越广。起初的方法，只能节省百分之五十的力气，现在却能节省百分之八十的力气。又能将密气流送到远处而没有损失，所以用一个大储气柜储存它，就能引到远处，可以任意取用多少。这就是为什么有很多地方的大瀑布水力，可以用于压缩空气，压缩成密气用管道连接到其他地方加以利用。除此之外，那些大瀑布的水力实在没有其他用途。如前所说，如果对空气突然加力压缩，就必然产生热，压缩到一半体积的时候，就产生热

译高度增加一百一十六度。但幸运的是，浮气的体积缩小，有一件可贵的事，即稠气在加倍空气压力的作用下所产生的热量，与所消耗的力量相比，压缩浮松之气反而更小。例如，在每分钟的时间内，想要获得三千六百尺的稠气，承受五百磅的压力，需要一千零六十匹马力；如果承受一千磅的压力，则需要一千二百一十九匹马力，相差一百五十九匹；如果压力增加到一千五百磅，则需要一千二百八十八匹马力，相差减少为六十九匹；如果压力增加到二千磅，则需要一千三百三十九匹马力，相差减少为五十一匹。可见这五十一匹马力所获得的效益，与最初一千零六十匹马力所获得的相等。由此推算，在每分钟的时间内，想要获得一立方尺的稠气，所需的马力如下：承受五百磅压力的，马力为零点三一六；承受一千磅压力的，马力为零点三六四；承受一千五百磅压力的，马力为零点三八五；承受二千磅压力的，马力为零点四○○。这些数字应另外增加百分之十作为损耗。有那位获得铁矿的总办喜路先生曾说：承受二千磅压力的一尺稠气，只需零点三一六马力即可获得。如果用常用的方法，所需的马力也不过零点三七八。但我认为零点三四八匹马力可以用于偶然的情况，而零点四五匹马力可以用于常用的情况。

译稠密气体的物质有一种奇特的性质，即从外部加热，能够增加它的功效。这件事并非凭空臆测，而是经过欧美人士考察研究后得出的结论。如果将压缩后的稠密气体释放出来加以利用，使其通过热水柜，就能获得加倍的动力，这似乎与气体的本性相悖。精通格致学（自然科学）的人大多不以为然，却不知道确实存在这种情况，而且所需的燃料消耗仅为压缩气体时所需燃料的八分之一。曾有美国的一位汽机师在罗马城试验他的第一百号压气活机，用它来驱动车辆，每英里需要复热气体三百零八立方尺。如果热水柜内没有水，则需要气体六百六十九立方尺才足以行驶每英里的路程。多次试验，得到的数据相同。这位汽机师名叫斐璧架，现在是威斯康星汽机学校的教习。这个奇特的原理将在后面阐明，现在请先将加热的方法分为两种，一种是兼用水，一种是不兼用水，并将这两种方法进行比较，看看哪种方法更适用。假设使用的空气为三百立方尺，温度为六十度，用力将其压入气柜，使其每平方英寸的面积承受一百五十磅的压力，这相当于承受十倍空气的压力。又让气体保持六十度的温度，经过热水柜，并使水承受十倍空气的压力而加热至三百六十度。试计算所需热量的多少，从绝对零度到六十度的温差为五百二十一度，从绝对零度到三百六十度的温差为八百二十一度。因为如上文所解释，绝对零度在寒暑表上为负四百六十一度。可见空气升至三百六十度的热度，其体积必然增加，否则必须有压力来制约它。所以可以说，如果体积不增加，那么压力必然增加，而增加的压力应为百分之六十三。又三百立方尺的空气重二十三磅，与空气的比热零点零二四相乘得到数值，再乘以三百，即得一千六百五十六热单位，这是二十三磅空气升高三百度所需的热量。但这只是空气增加的压力为百分之六十三，尚未达到加倍，必须从热水中产生一百一十一立方尺的蒸汽来补充，才能加倍。也就是说，三百立方尺的空气在常温下吸收一千六百五十六热单位的热量，膨胀为四百八十九立方尺，还差一百一十一立方尺才能达到六百立方尺，即原体积的两倍。又知一百一十一立方尺的蒸汽重四磅又十分磅之三，而承受一百五十磅压力的水化为蒸汽，获得潜热八百六十三热单位，所以用四点三与八百六十三相乘，得三千七百一十一点九热单位，这是水化为蒸汽所需的热量，再与前文空气吸收的热量一千六百五十六热单位相加，则得总数五千三百六十七点九热单位。每磅煤炭燃烧至尽，能产生一万三千热单位的热量，煤油每磅则能产生二万热单位的热量，但所产生的热量必有散失消耗，所以一磅煤或半磅煤油所产生的热量，已足够供应使用。煤和油两者的费用都很微小，而所产生的力量却很多，因此这三百立方尺的气体，用这种方法添加热量，能驱动八吨重的活机，行驶一英里多的路程。如果不添加热量，所行驶的路程仅得其半。以上为兼用水添加热量的方法。如果不兼用水而想要使体积加倍，必须将其原始温度加倍，才能做到。所谓原始温度，即从绝对零度到当前温度的差值，所以用空气的常温六十度，加上绝对零度四百六十一度，共为五百二十一度，加倍则得一千零四十二度，再减去四百六十一度，变为五百八十一度，这是华氏表的正温度。空气热到这种程度，就能使油脂焦干，所以不能使用。因为活机的运转，也依赖油脂的润滑。有位傅冷列查先生新著了一本书，论述压气，明确指出用干热想要使压气的力量加倍，必须频繁添加热量至八百度才能做到。因为空气的比热非常微小，并且温度极高时容易散失消耗，又推测压气再次膨胀与机内气鼓活塞初次接触之际，假如它的压力为十倍常气，即一百五十磅，这时它的温度应有四百九十四度，与上面所得的五百八十一度相比，已相差八十七度，这就是消耗，另外气鼓活塞被压缩运行至尽头时，这时气体即膨胀至常温，气鼓的铁壁必然能将热量向外散发。如果这气体先经过湿热，那么其中的湿气能润滑气体的通路。另有重要事项需要知晓，蒸汽由三百五十度的热度，在十倍空气压力中再次变为二百一十二度的沸水，那么所散发的热量分布在气鼓上，比同温度的干气多出三十余倍，试将三百五十与二百一十二相比，得一百三十八度，又知蒸汽的比热为零点零四七五，空气的比热为零点零二四。如果用零点零四七五与一百三十八相乘，得六点五五，再加上蒸汽的潜热九百六十六，即得一千零三十一热单位半，这是每磅蒸汽所散发的热量。又用一百三十八乘以空气的比热零点零二四，得三十三点一二，即每磅热气所散发的热量。所以可知每磅蒸汽所含的热量，相当于三十一磅空气所含热量的总和。一磅蒸汽能散发如此多的热量，气鼓的机身承受之后，必然温暖适宜，能保持膨胀气体的力量而没有损耗。

且如上文所

译云，这种湿气又能润滑蒸汽驱动饼状物的活动通道。总之，不能使用增加干热的方法，使膨胀气体的力量加倍。如果使用，必定会损伤器具，而且耗费巨大。这种热水柜的制作，必须能够产生蒸汽，其热量和膨胀力都与膨胀气体的力量相同。又用廉价的煤柴或煤油来产生热量，以维持其热度，使之恒定不变。在冬天时，预先从这热水柜中输送热水环绕保护车厢，使其保持温和。这三件事都具备，就得到了计算方法。此前在一千八百七十九年，我经过多次试验而知，这种热水转化为蒸汽的消耗平均值，大约为每五十尺的干气吸收一磅水。这件事后来经过辩驳，曾请求停止，乞地君在罗马逐层仔细试验而得到了实际道理。关于水的消耗多少，取决于其温度的高低。水受到的压力很大而温度升高，那么不需要多少干气就能吸收一磅水。如果水受到的压力较小而温度较低，那么就需要较多的气体才能吸收一磅水。现将多少尺常气能吸收一磅水蒸气，因温度不同而有所差异的情况列于下：○温度三百二十一度，用气三十五尺二；○温度三百度，用气四十二尺五；○温度二百九十六度，用气四十三尺三；○温度二百七十四度，用气四十八尺五；○温度二百五十九度，用气九十五尺二；○温度二百一十度，用气一百五十九尺；温度一百九十度，用气二百三十八尺；○温度一百八十二度，用气二百二十九尺；○温度一百七十度，用气二百二十一尺；○温度一百六十四度，用气四百五十九尺；○温度一百五十八度，用气四百九十三尺。按照此表来看非常奇怪，温度一百八十二度所用的气体反而比温度一百九十度所用的少，又温度一百六十四度所用的气体比温度一百七十度所用的忽然增多两倍，这就是奇怪的原因。不知道试验时是否有错误呢。

译在压气活机中，最重要的部件，莫过于稠气柜。因为这种机器的运转，都依靠这稠气膨胀的力量。而这个柜子，正是用来储藏这种稠气，以备使用的。这柜子的容积大小、柜壁的厚薄，必须根据所储存气体的稠密程度不同而有所差异。过去，这种柜子大多是用锅炉的熟铁片制成的，每平方英寸的铁皮只能承受五六百磅的膨胀力而不破裂，因此它的体积必须非常大，才足以容纳气体供行驶十英里之用。其庞大的体积，竟然从地板高高竖起，超过栏杆之上，极为不便。由此可见，要想获得远行的能力，同时使气柜小巧方便，就必须使用能承受巨大膨胀力的材料。而近代所制造的气柜，方法非常奇特，是用小钢块制成的，并且没有焊接的裂缝。由于它承受压力的能力极大，竟然达到每平方英寸能承受二千磅的膨胀力，毫无危险之处。曾经经过测试，能承受四千磅而不破裂，其坚固程度，绝对没有破裂的道理。这种新式气柜的厚度是旧式气柜的四倍，那么旧式气柜能承受五百磅的，新式气柜必然能承受二千磅。旧式气柜尚且没有经历过危险，新式气柜怎么会危险呢？我敢证明，承受二千磅压力的新式气柜，比承受五百磅压力的旧式气柜，旧式气柜的坚固程度反而超过新式气柜。即使有报纸凭空捏造，想要让压气技术变得无用，也不能使我信服。因为这种新方法实际上能承受四千磅的压力，现在用来承受二千磅的压力，那么剩余的安全余量就很大。而那旧式气柜实际上能承受一千磅的压力，却只用来承受五百磅的压力，那么剩余的安全余量就很小。新式气柜即使再增加一千五百磅的膨胀压力，也不会破裂；而旧式气柜再增加五百磅的膨胀压力，就肯定会破裂，这是显而易见的。有人说不讲道理，万一发生意外，那危险不是极其凶险吗？回答说：不是这样。钢材的性质不同，生铁万一发生意外，也不过是开裂而泄漏气体，只是气体泄漏时必然有声，而钢材必然不会碎裂，最多只是稍微卷曲罢了。有德国制造稠气柜的厂家来信给我，信中有一篇能详细解释这件事的文章，现在请摘录如下。信中说：我们昨天试验稠气柜承受压力的极限，已经达到三千五百磅而没有妨碍。因此想到那些压缩煤气的人，曾经经历过千百次破裂，但只见其开裂而泄漏气体，并没有碎裂飞溅的事故，知道掌控这种物品必然没有危险。我们本来打算试验到将近四千磅之后才发售，但担心试验之后，虽然不至于破裂，但钢材的性质已经改变，将来使用不能持久。现在附上稠气柜八具，其中有一具较短，都比订单上的稍轻，不知您的意见如何，是以轻为好，使其安全余量为一千五百磅，还是想要稍厚一些，使其安全余量为二千余磅，然后再按照订单制造齐全。附上收到这些气柜之后，请用三千五百磅的压力进行测试，日常使用则让它承受一半的压力，这比用将近四千磅的压力测试而只让它承受三分之一压力要好，如上文所说，虽然不至于立即破裂，但不能持久不坏。更要知道的是，稠气柜的破裂与蒸汽锅炉的破裂不同。因为蒸汽锅炉一旦破裂，滚水四处飞溅，一离开压力就全部化为蒸汽，竟然膨胀一千多倍，而且热度极高难以忍受；而气柜即使破裂，所膨胀的倍数最多不过百余倍，而且没有高热，怎么会伤人呢？

稠气柜的轻重，取决于柜子所容纳常量气体的多少，以及发力时间的长短而不同，与其中径的大小无关，也与压力的大小无关。这种说法已成为不可磨灭的公论，现在详细解释如下：假设有一个柜子，直径为一尺，每平方英寸承受二千磅的压力，长度为一尺，那么它能容纳多少磅重的气体？如果让它的周长和直径都减半，那么它的铁皮厚度也可以减半，而重量得到前者的四分之一，只是它的容积也得到前者的四分之一。如果让它的周长和直径不变，而改变压力到每平方英寸承受一千磅，那么柜身的厚度可以减半，而铁的重量也减半。但是所容纳的常量气体也只得到前者的半数，这是因为后者的气体不如前者的气体稠密。所以无论压力的大小，以及直径的宽窄，只要讨论容纳气体的轻重，就知道所用铁材的轻重了。那么想要制造一个柜子，使其容积为一立方尺，每平方英寸承受二千磅的压力，它的重量是多少才合适？根据昨天从德国寄来的柜子，容积一立方尺，每平方英寸能承受三千七百磅的压力，其重量为一百零六磅。现在想要让它能承受四千磅的压力，那么它的重量应该增加到一百一十五磅。如果用这种柜子来承受二千磅的压力，那么这个柜子能容纳一百三十六立方尺的浮气，压缩为一立方尺的稠气。所以知道一磅浮气，需要八又六分之一磅的钢，就足以容纳它了。又假设用四百立方尺的浮气，能驱动八吨重的活机，行驶一英里的路程，所有的停车、启动消耗都包括在内，那么需要三百三十八磅重的钢柜就足够了。如果是长途行驶，则需要三分之一，即得。但所谓八吨，只是活机的重量，而车辆和乘客不在这个数字内。总计活机每吨气柜的钢重四十二磅，足以行驶一英里的路程。

现在很多人说压气活机比活电机成本更重，不知道这种说法非常错误。如果要比较，应该让两件事相当才行。但是压气活机依靠自身的力量行驶，而活电机另外依靠电线传输

译至于成本，必须各自计算本金，或者一概不计本金，才能符合中道。如果不计算压气活机（压缩空气发动机）的稠气柜（储气罐），那么这种机器比活电机（电动机）更便宜，这是人所共知的。活电机价格低廉，首先是因为同业竞争者太多，那么将来压气活机流行起来，其价格更加低廉就可以预见了。现在暂且假设两种机器的价格相同，只计算三十个稠气柜与传输电线的价格，事情自然明了。这三十个稠气柜的重量，大约为十一万磅，价值白银约一万五千圆，每个承担本金五百圆。又，供三十台活电机使用的五里双轨铁路，其传输电线价值白银二万六千圆，每台承担本金八百六十六圆，每台相差已达三百六十六圆了。

译还有一件事，能够节省根本成本，那就是产生动力的方式。建立发电厂，每匹马力机器大约需要本金八十元，此外房屋土地的租金尚未计算在内。因此，一千五百匹马力的机器需要本金十二万元。而压缩空气动力厂，不需要电动母机，也不需要皮带等装置，水汽一旦产生就直接输送到压缩机。这样只计算一半，即六万元，就已经绰绰有余了。

压缩空气列车的铁轨，并不需要焊接或用螺丝连接，只要像普通火车的铁轨那样就足够了。不像电气列车的铁轨，必须用焊接或螺丝连接。因为压缩空气发动机浮置在车上，而电动机则硬固定在车上，所以其力量全部集中在车轮中心。有一位名叫傅冷连颇浦的人，列出一张表说：“假设有一辆没有缓冲力的车，每小时行驶二十英里，遇到一个高度为八分之一英寸的障碍物阻挡车轮，其冲击力比有缓冲力的车大二十七倍。”而且，压缩空气发动机越多越好，即使像纽约三号线路那样的高架铁路也更为适宜。车辆虽然增多，但铁轨始终相同；然而电气车辆增多，电流就会密集分布，如果铁轨不增大，必然导致危险。因为电流通过铁轨运行，人一旦接触就会受害。如果增大铁轨，那么成本又会加重。统计交通繁忙的铁路，如果采用压缩空气列车，那么与电气列车相比，铁轨的成本可以节省一半以上。

电气列车的布局需要随时更改，往往因为布局确定后，车务增加或出现阻碍。其布局又容易损坏，曾经有纽约某公司的总经理李伦先生报告称，该公司所用的方法，每三四天必定损坏一次，需要修理十分钟之久。哪里比得上压缩空气列车的铁轨与火车路无异，一劳永逸呢。

经过考察得知，用压缩空气列车的费用，比用木杆架线输电的电气列车更为低廉，也就知道比各种方法行驶街车更为低廉。因为用缆绳拖车、用马匹拖车，或者地下输电行驶专车，其费用都比木杆架线输电的电气列车昂贵。有一位机械师，长期在电气车公司任职，现在被压缩空气车公司雇佣，将两项费用进行比较，假设其车每天行驶一百二十英里，则得出压缩空气车每行驶一英里的费用如下：动力厂烧煤0.87仙，车上热水柜烧煤0.11仙，热水柜连同水0.024仙，油耗0.024仙，出灰等损耗0.014仙，人工0.615仙，修整动力机工料0.163仙，修整压缩空气发动机0.28仙，利息常费1.76仙，以上共计3.857仙。又加上人员往来的费用及修整车辆并安顿车房的三项费用1.619仙，管理发动机人员、管理车辆接客人员费用6.133仙，常费利息共计1.155仙，连同上述共计12.765仙。如果使用电气，凡事与上述相同，则需要费用连同本息16.268仙，相比之下，压缩空气节省费用3.503仙，即百分之二十七。

压缩空气再次膨胀，而在应用之际，如上文所述用热水加热的方法，能够增加其动力，比动力厂的火耗更为低廉。这常常令人发笑，因为它不符合动力学的原理，但一经解释清楚，自然明白无误。试令压缩机的马力为一千四百匹，每分钟能压缩空气三千六百立方尺，而至受压力二千磅，连续压缩十小时之久，应得尺力五千五百四十四兆磅，所获得的气量可供一千二百台发动机使用。其气鼓直径为六寸，长十四寸，轮径二十六寸，能使每小时行驶六英里，每英里耗气三百尺。气鼓截长十分之一，那么受压力一百四十磅，中间数值为四十六磅。观察这种情况，应有尺力六千八百零二兆二十七万二千磅之功，比原来使用的力量增加了百分之二十二。然而这个原理从何而来呢？一是由于加热而膨胀其气体，二是由于辅助水汽而增添功效。

论臭腐神奇

牲畜粪便秽物之类，适宜作为田料的，是因为它们含有大量的植物质。这种物质有多种益处：一是作为田土的腐烂木渣，因为许多田土缺乏这种物质，而腐烂木渣、腐烂草渣之类在田中逐渐腐朽，发出热气，又保留淡气（氮气）的杂质，防止其飞散逸失。这件事常被制造田料的化学家所蒙蔽，使人不知道其大用，从而推销他们所制造的货物。二是使田土疏松易于耕作，又吸引湿气以滋润田地。三是在腐朽之际，能吸收空气中的淡气形成杂质，帮助植物生长。因此适宜将秽物与富含淡气的物质一同施入田中，以吸收它们释放的淡气杂质，不致有所损耗。粪灰秽物含有各种别他利亚（微生物）细微之虫甚多，否则不能自行发酵而腐朽。人们原本没有完全知道别他利亚在田土中做什么举动，但得到其发酵的功效，已足以称为大用了。以上各事，即是秽物作为田料的功效，农人应当知晓。凡是秽物与其他速效田料混合施入田中，能使田土浮润可观，以致所种植物根深蒂固而吸收各种肥料。其最可嘉之处，在于其所含的植物质久而化为腐烂木渣，化学田料已尽其力，而这腐烂木渣仍有功效。

译啊。这件事被前人看轻，长久使用它，自然能看见它的功效很大了。