福建船政与中国近代科技

林樱尧

中国近代工业的产生，是以造船工业为先导，而我国造船工业的开创，走的又是一条与西方国家迥然不同的道路。恩格斯在《反杜林论》中谈到：“现代军舰不仅是现代大工业的产物，而且同时还是现代大工业的缩影。”按西方造船工业发展的规律，先要有原材料工业，机器制造业，同时有相应的具有一定专业科学知识的工程技术人员，在此基础上，才能出现“现代大工业的产物”——造船工业。西方国家就是这样过来的。而产生于十九世纪六十年代的我国造船工业，不是经济发展的自然结果，是在殖民者入侵的紧迫形势下，为了“自强”、“御侮”而建立，是出于当时政治和军事目的所被迫作出的选择。那时中国的生产基础几乎是农业和手工业，这就决定了新生的造船工业要在没有必要的社会基础和其他工业支持的条件下去造船，因而，不得不一切从头做起。知识不足，自己翻译；没有人才，自己培养；没有设备，自己制造；没有材料，自己生产。在其发展过程中，产生了一种特殊的效果，不但制造了新式轮船，同时也开拓了其他行业的生产领域，从某种意义上说，起了母行业的作用。正是这种历史作用，决定了造船工业对我国近代科技的发展，必然有异乎寻常的贡献。

如上所述，福建船政作为我国近代最早也是最大的造船基地，在她创立后的半个多世纪中，对我国的工业社会建设和科技发展，产生了巨大而深远的影响。在近代科学技术方面，涉及的专业范畴十分广阔，有众多的项目为奠基立业的首创性开拓。现择其主要者概述如下，以大体上反映船政在近代中国科技发展史上的地位和作用。

一、            培养和造就我国近代科技队伍

船政创办之初，聘请外国技术人员来厂指导造船，从设计到监造，均由洋员负责。船政创办者左宗棠、沈葆桢等有很强的主权意识，认为外人靠不住，应尽快培养我国自己的技术力量，才不至于“受人制肘”。遂在设立船厂之际，同时创设了一所培养造船和驾驶人才的学校求是堂艺局，又称船政学堂。船政学堂分前、后学堂，前学堂学习船体和船用机械的制造，聘法籍教员以法语授课；后学堂学习轮船驾驶和轮机管理，聘英籍教员以英文授课。这是一所在我国率先引进西方自然科学教材和相对应教学制度的新式学校。学校招收资性聪颖粗通文字而家境清寒的少年入学，学生除学习数学、几何、物理、外语等基础课外，按不同的专业，还攻读船体设计与建造、机械设计制造、航海天文、航行计算、轮机制造和管理等课程。船政学堂办学严格，促使学生勤奋学习，以不定期招生的形式，为国家培养出了一批又一批的各类专业人才。船政学堂以及经民国期间沿革为福州海军学校，至1946年止，共毕业学生1285人，计：航海667人，轮机343人，造舰207人，飞机制造17人，轮机制造20人，航空21人，军用化学10人。

为进一步发挥学生的潜能，直接吸收西方科技知识，船政学堂在授完既定课程后，于1877年始，陆续选拔优秀学生出洋留学，至辛亥革命前夕，已派出了4批106人，分布于英、法、德、比、西、荷、美、日诸国。学习的专业有船舶制造、航海、舰艇指挥、兵器制造、建筑工程、开矿与冶炼、无线电工程、化学、天文气象、海图测绘、铁路建筑、桥梁建造等，涉及的科技领域十分广阔。有的留学生在攻读主课的同时，还涉猎了西方的政治、经济、法律、文学等社会科学。

绝大多数的留学生都以满腔的爱国热忱，刻苦钻研，努力学习，取得了优异的成绩。学成归国后，他们散布在我国各个新兴的工业和科技领域，或作为开拓者，或作为骨干，将西方的科技知识移植在我国的土地上，促其开花、结果。

船政学堂的早期毕业生和留学生是我国第一代接受西方科技教育的新型知识分子，完全不同于封建知识分子，是我国近代科技队伍形成的主要来源。他们在二十世纪前后，为我国的军事工业和民用工业，奠立和开拓了众多的科技运用范畴，主要有以下几个方面：

（一）制造和监造近代兵轮、军舰。船政学生魏瀚、陈兆翱、郑清濂、吴德章、杨廉臣、李寿田等，是我国第一代卓越的造船工程师，他们在十九世纪七十年代开始主持设计制造的各式新式军舰，大幅度地拉短了我国与西方造船技术的差距。他们不但建造舰船，还成长为我国新办的各主要造船厂和机器局的主管者。如第一届毕业生罗丰禄即任天津大沽船坞总办，魏瀚也出任过黄埔船坞总办；第一届留学生陈林璋回国后，被调往浙江、山东等省办理机器局事务；轮机专业的刘冠南和陈兆锵等，都出任过江南造船所所长。船政学生还被委派出国监造清政府在国外定制的各种军舰。陈兆翱在国外期间，改进了船用抽水机和轮船车叶，使“外人竞效之”并以他的名字命名改进后的抽水机。

    （二）修建和管理铁路。1880年后，我国开始敷设铁路，所用技术人员大多是船政毕业生或留学生。魏瀚、郑清濂、汪乔年等不仅是造诣很深的造船专家，也是我国早期的铁路工程人员。魏瀚曾任广九铁路总理，郑清濂从比利时人手中接管了京汉铁路后，几乎独当一面地负起了全路的管理工作。船政学生张德彝1906年任京汉路行车总管。在汴洛、广九、京汉、川汉等铁路线路的勘测、修筑和管理中，都有船政学生参与其事。1881年船政学堂驾驶班毕业的詹天佑，1888年进入铁路部门工作后，先后完成了天津到塘沽的铁路铺轨、滦河铁路桥的设计建造、京张铁路的勘侧和修筑等任务，取得了令外人瞩目的成就。

（三）矿产勘探和开发。清末洋务运动的一项重要内容，是矿产的开发。在船政学生中，有许多人成为我国第一代的矿冶专家，从勘探开发到冶炼都发挥着重要作用。船政在十九世纪八十年代计划自行开采福州附近煤矿，林庆升，池贞铨，林日章都是福州穆源煤矿的发现者。船政学生主持了福建、台湾、山东、湖南等地的煤、铁、铅、铜、锡等矿藏的勘探和开发，张金生、池贞铨、游学诗等人都是当时各省争相罗致的人物。林日章还引进了西方炼银法，提出了“开采、淘洗、冶炼、提银”四点计划，“颇有条理”。池贞铨利用福州连江县白石粉，制成耐火砖，“以之砌造各种炼铁炼钢火炉，其能耐受绝大火力，较之外洋所购者为良”，并出口国外。

（四）担任近代学校的教学

船政毕业生和留学生中，许多人进入教育界，尤其在水师学堂等专业学校中，担负了科技教学任务。如严复任天津水师学堂教师及总教习，1912年还出任北京大学堂的第一任校长。毕业于法国娜蛮大学院（今译高等师范学校）的林振峰，在数学上很有研究，先后在福州、济南执教数十年，福州流传的“马尾算”（数学运算新法则）就是他发明的。1906年，船政驾驶班毕业生黄树生去永春中学堂任教，把近代科技知识传播到山区内地。直至20世纪80年代，福建各高等和中等学校师资队伍中，依然活跃着众多船政校系毕业的优秀教育工作者。

船政学生在我国的近代电报电缆工程、天文气象、海防工程建设以及航空业等其它领域，也都有十分突出的贡献。而在军事（尤其在海军）、外交、文化建设等方面，更有着世人皆知的、在中国近代舞台上叱咤风云的风流人物。

二、开创和发展了我国船舶工业

1807年，美国工程师富尔顿首先把蒸汽机安设在船上，从此，传统的造船业发生了革命性的变革，从帆船时代进化到蒸汽轮船时代，造船工业诞生了。随着基础工业的发展和科技进步，西方船舶产品迅速演化，由木质船进而铁木合构船，再而铁壳船和钢质船，如此的技术进步，西方历经了六七十年时间。

福建船政作为我国最早的机器造船厂出现后，肩负起了推动我国造船技术发展的历史责任。1868年1月，船政开造第一号木壳轮船，该船排水量1370吨，是我国制造千吨级以上轮船的开端。1874年，在外国技术人员的指导下，船政共造出500吨至1560吨不等轮船15艘。至此，我国自己的造船工程技术人员已经成长起来，开始步入自主造船阶段，1875年，船政学堂毕业生吴德章、李寿田等“献所自绘五十匹马力船身机器图，禀请试造”。一年后，由船政员工自行设计和监造的一艘木壳炮艇建成试航，“船身坚固，轮机灵便”，获得成功。这艘命名为“艺新”号的轮船建造成功，船政大臣沈葆桢等上奏，赞之为“实中华发创之始”，表明中国人自此已掌握了近代的造船技术。

具备了自造木质轮船能力的福建船政，迈开大步追赶世界先进技术水平，1876年即着手试造当时西方盛行的铁胁船（铁木合构船），1877年我国第一艘铁胁兵船就顺利建成。1882年船政造出了排水量2200吨，马力2400匹的铁胁巡洋舰“开济”号。这是一艘在马力匹数上第一次超过排水吨位数的新式军舰，时速大15海里，显示了造船技术的显著进步。而仅几年后，船政于1886年又兴工制造当时西方国家尚属保密的钢质军舰。这艘命名为“平远”号的钢壳钢甲军舰两年后建造成功，排水量2100吨，马力2400匹，舰上配有探照灯，鱼雷发射器等新式装备，在动力、武备和装甲方面，都达到了当时国外同类产品的先进水平，代表了晚清时期我国造舰的最高技术水平。至此，船政仅以近20年时间，取得了从造木壳船跃升到钢质舰船的技术进步，建造水平几乎与西方国家同步发展。

轮船的制造，包括有船体制造、船机制造和助航设备制造三大部分，包含有众多学科的技术内容。船体的建造，有以数学为基础的船体放样、稳性设计、流体力学、材料力学等。而船用蒸汽机的制造，则包括有机械设计、空气压力计算、螺旋桨曲线加工、铸造及机械加工等复杂的技术工艺。助航设备则包括了机械钟表、船用电器，经纬仪等项目，涉及的技术有电学、磁性学、光学和机械设计原理等科目。船政早期的船舶产品中，动力蒸汽机、锅炉及各种助航仪表设备，均购自国外，而在1870年后，由船厂自造的产品开始逐步取代了舶来品。

1870年8月，船政为实现左宗棠的“以机器制造机器，积微成巨，化一为百”的设想，利用引进的加工设备开始制造船用主机。经过“成胚、车光、刮磨、合拢”等工序，于次年（1871年）6月，造出了一台二汽缸竖式蒸汽机，功率580马力，这是我国取得成功的第一台自制蒸汽机，其工艺水平不亚于外国。当时一位参观了轮机厂的英国海军军官这样评述：“它们的技艺与最后的细工，可以和我们英国自己的机械工厂的任何产品相比而无愧色”。这台蒸汽机安装在船政第五号轮船上,经使用证明，性能优于前几艘船的外购轮机。以此为开端，船政开始了船机制造。至1898年，船政开工建造两艘新式鱼雷猎舰“建威”号和“建安”号，船上所安装的6500马力蒸汽机，亦是自行制造,蒸汽动力指数达到4.5个大气压，接近了西方的先进水平，显示了很高的轮机制造水平。

船政自己制造的各类仪器仪表，如罗盘、望远镜、气压计，汽压表、船炮、瞄准器、经纬仪，从1870年后开始应用于舰船上。这些仪器的制造，船政所聘任的法籍监督日意格给予很高评价：“这是难度很大的产品，在欧洲制造这种仪器的熟练工人，也是很少的”。

船政配备各种大型的造船生产设施，1867年，即兴工建筑了可造千吨级轮船的我国第一座船台，随后又建成三座。早期船台的建筑，先把二三丈长的木桩打入地下，以增强台基，再以巨木鳞迭成台垛，船台由陆地渐向江心倾斜成坡度，便于船成后推滑下水。船下水后泊靠须有码头，船政早期建的码头称铁坪台。建码头需调查水流概况，船政技术人员土法上马，用木屑洒在船厂上游的江面上，以观察水的流向。码头以铸铁柱为支撑梁架，配有可起重60吨的吊杆，足见其牢固。1886年，船政在罗星塔下择地开工建筑一号船坞，1893年建成。该坞全用花岗石砌成，坞长420英尺，宽110英尺，坞口潮平水深三丈余，能容纳当时我国最大的7300吨的战舰“镇远”号、“定远”号入坞修理，是当时世界上为数不多的大型石砌船坞。船政的这些造船建筑设施，反映了我国近代土建工程中以传统的工艺与西方科技相结合的特色。

从1868年开始造船，至1907年，船政共造各类兵、商轮船40艘，总吨位达四万七千余吨，这在当时是一个相当可观的数量，占国内造船总量的74%。船政的造船技术水平，代表了当时国家的水平，对国内其他船厂起到了重要的示范和促进作用，为我国新兴的造船工业，奠定了较高水准的技术基础。

三、航空工业的摇篮

1903年，美国莱特兄弟制造的一架原始动力飞机在空中飞行了56秒钟，从而开创了人类航空新时代。1908年，广东旅美华侨冯如在美国旧金山也试制成功了三架飞机。辛亥革命后，冯如携带其中两架归国，1912年8月的一个星期天，冯如在广州郊外作飞行表演时，不幸失事遇难。很多人士认为，冯如制造的飞机为我国首制飞机，这个说法不正确。我国的飞机制造，发轫于福州船政局。

1918年2月，经北洋政府国务院批准，海军部在福州船政局内附设了“海军飞机工程处”，利用造船厂的部分场所和设备试制国产飞机，这是我国第一家正式的飞机制造厂。海军部委巴玉藻、王助、王孝丰、曾诒经为正、副处长。这些人士都是先留学英国，后又转学美国攻读航空工程的归国学生。他们学识渊博，其中巴玉藻、王助都是美国麻省理工学院航空工程系的第二期毕业生，并当选为美国自动机工程学会会员。巴玉藻毕业后曾受聘担任美国寇提司飞机厂的设计工程师和通用飞机公司的总工程师。王助受聘担任美国波音飞机制造厂的第一任总工程师，成功地设计出C型水上飞机，从而扭转了波音飞机制造厂创办初期的技术窘境，促其走上快速发展的道路。

旧中国工业落后，飞机制造又属新兴工业，困难可想而知。但巴玉藻等雄心勃勃，立志发展祖国航空事业，设厂不久即着手试制。他们吸收欧美各航空研究所最新科研成果作为飞机各构件的设计依据，同时勇于技术革新。制造飞机所需的钢、铝等金属材料及发动机，当时国内不生产，只得购于国外。而大量使用的木质材料，欧美各家多采用白银枞、胡桃木，如果也向国外采购，则价昂且费时，巴玉藻等决定选用国产材料取代。经深入调查国内品种，选质优者反复施以严格的物理实验后，认定闽产杉木、白梨木、樟木和白麻栗木完全可以用于飞机制造（早期飞机主体大部分为木质）。杉木质与国外白银枞相等，可用于造机身、机翼及机桴主体；白麻栗木质柔韧易于弯曲，用造龙骨等弯曲部分；樟木、白梨木纹细质坚，用作骨架、框架的加强角。保护木体的桐油、生漆乃我国特产，其质量远胜于国外产品。

除严格选用材料外，飞机制造者还严格把好试验关。如对翼体，采用了国外各厂通用的沙袋加载法，即以每个十磅重的沙袋多件，分布翼上，以代表各部位在空中所受压力，作抗扭、抗弯试验。所施沙袋总重量，又数倍于飞机在空中所受压力，以确保飞行安全。

马尾海军飞机工程处的制造者们以顽强的毅力和严肃的科学态度，闯过道道难关。经一年多努力,终于1919年8月造出我国第一架水上飞机——“甲型一号”。

 “甲型一号”为双桴双翼式水上飞机，即以双桴为支撑体由水面滑行继而升空的飞机。马力100匹，总重量1055公斤，最大时速120公里，配有双座双操纵系统，供飞行教练用。此后，飞机工程处陆续造出各式飞机共17架，性能不亚于欧美各国所出。如1928年7月制成的“海鹰”和“海雕”号水上鱼雷轰炸机，最大时速180公里，最大飞行高度为3800米，总重量2500公斤，海面爬高率每分钟161米，装有机枪、火炮各一门，携带炸弹8枚，还能携带鱼雷。1930年制成的“江鸿”号飞机，曾由马尾起飞至汉口，在长途飞行中经受了考验。而后还造出两架为水陆均可起飞的两用飞机，在飞机迁到上海后组装完工。

船政局的飞机制造，是与培养人才紧密结合的。1917年，海军部在马尾创设了“海军飞潜学校”，以培养飞机和潜水艇的专业制造人才。巴玉藻等人在制造飞机过程中，同时也在该校担任航空工程的教学。另还挑选青年工人进行理论培训，向他们讲解简明飞机原理，发动机原理及机体机构学等。飞潜学校培养出了一批又一批飞机和潜艇制造工程人员和技术工人，其中不少技术人员为新中国的航空事业和潜艇制造发挥了重要的技术骨干作用。为培养我国自己的飞行员，飞潜学校于1926年还开设了航空班，毕业学生三届计21人，飞机工程处后期制造的飞机，就有这些年轻的飞行员参加试飞。马尾首制国产飞机，开创了我国航空事业。

四、电器技术的引进和应用

在有关船政文献资料中，电的应用时有记载，虽欠完整，但足可印证船政福建是我国较早引进和应用电力技术。

船政的用电，大体上可分电讯和照明两大内容。关于电讯，1874年夏天的日本侵台事件中，沈葆桢在奏折中就提到电报的应用：“日意格回闽之日，沈葆桢即嘱其由电线打探，近得回报......拟更由电线查获”。此处的“电线”指有线电报。1877年，台湾岛敷设电线工程开工，船政大臣丁日昌奏准由船政学生苏汝灼，陈平国“专司其事”。同年清政府在南京“十六里内试设电线”，也有船政学生参与施工。19世纪80年代初，船政曾向国外订购全套电机，建起一座洋式的电报局，由船政几名学生专责和福州督抚衙门、将军行营互通紧要消息。

船政派遣的留学生中，有的专门攻读电报通讯工程专业。船政应用长途电报，在1884年就有记载，是年7月14日，清廷接到船政大臣张佩纶来电，提及“前由北洋寄奉电旨”，明确提到了远程电报的运用。中法马江海战后，船政的有线电报，无线电报以及有线电话的应用日益普及。至于照明及其它电器的电技术应用，船政也颇为领先。1879年9月27日，外文报纸《新报》刊出“船政试用电灯”的消息，由同文馆学生把它翻译送达总总理衙门。电灯的发明人爱迪生1878年9月才实验并改进了白炽灯，一年后，船政即引进试用，可谓快速了。1885年始，电力照明设备开始安装在船政所造的军舰上，船政制造的铁胁快船“镜清”号，“更于望台上添配双灯电机，以烛黑夜，防雷艇之暗劫也”。1889年建成的“平远”号军舰，不仅安装了探照灯，还配备了电风扇等电器，这些设备，均购自国外。至1901年初，船政开始建立电灯厂。1月18日船政提调沈翊清声称：去年购到电机，并添造了电光坪一座、电杆20架，130匹马力轮机锅炉一座。船政的正式发电由此开始，电技术的应用，亦日趋完善。

五、兵器制造

船政早期制造的舰船，配备的大炮弹药，均向英、法、德等国购置，受到很大限制。如1874年，英国有11英寸至15英寸口径的舰用大炮，但售给船政的，限定口径8英寸以下，且质量也并不优良。为了实现自我武装，船政留学生中，有人专习枪炮和火药的制造，有的于学完原定专业后，再补习枪炮制造，船政因而拥有了这方面的人才。1885年，福建军务钦差大臣左宗棠向清政府提出了在船政厂内拓建炮厂的主张，首先就是看到非要自造才能免于受制他人。左宗棠主张提出后，船政于1886年开始试制。船政学生李荣芳曾在德国学习制造枪炮，“于制炮之道，彼能得其要领，通其精微，即拟开厂试办”。制炮用的钢坯向德国购买，又向英国炮厂订购钻炮膛、刨炮膛机各一付，量炮箍炮筒内外径机尺各一付，开始了铸炮生产，但因经费奇缺，而制炮费用甚大，无法展开大规模生产。炮弹的制造，早于1874年就开始。初仅限于铸造开花弹，并由外国人监造，待船政留学生回国后，就自行试造了。

船政在兵器制造方面，开国内之首创的还有鱼雷的试制。马江战役之际，北洋海军配有了鱼雷艇，所需鱼雷则向国外购买。船政于1886年也购买了一艘鱼雷艇，目的在于仿造，以便建立鱼雷舰队，并为此决定制造鱼雷。是年，船政拓建了鱼雷厂，由第二届留德专习鱼雷的学生陈才（钅耑）主持鱼雷工程。船政厂内机器设备虽然很多，但能用于鱼雷制造与修理的“无一可适用”，遂向国外订购专门的机器设备23项，于1889年陆续到达。这时期鱼雷厂以修理鱼雷为主，尽管已有了制造能力，但因资金不足，无力批量生产。船政的水雷制造，则有声有色，从19世纪80年代始，至1937年抗战爆发前，船政持续不断制造水雷，品种多样且新式。1884年底，留学英国的陆汝成回闽，该生“通晓化学，能自造各种油药白药及水雷火箭诸法，尤能自造电引，极为灵捷”，是个专业人才。他先主持试制了30具新式水雷，在乌龙江试验，据称“以巨木扎成九层方簰 ，贯以数百铁条，厚及八尺，该水雷磔力能击起木簰离水十数丈，裂为五断，较德雷力尤猛烈”，而造价又明显低于外购。早期参加船政试制水雷的另一个突出人物，是福建建瓯人杨仰曾，他“精求西学......推陈出新，能自造电雷、碰雷、连环地雷及神机火弩之法。尤能造自发蚌雷，其形如蚌，两雷相对，能开能合，轻不满觔，促善泅水者扶之伏水而往，至敌船下，机发人离，其雷自能紧贴船底，四五分钟两雷并发，磔力极大”。船政以传统技术和西方新技术相结合制造的各种水雷，在近代反侵略战事中发挥了作用。

福建船政是我国近代最早引进和应用西方科技的一个窗口，并以此为枢纽，向内地辐射，其地位和作用，在我国近代史上留下不可磨灭的印记。