热能工程系

Department of Thermal Engineering

中国机械发明史研究的开拓者——刘仙洲

刘仙洲在学术上最突出的成就是对中国机械发明史的研究进行了开拓工作。国外撰写科学技术史的人,除了提到中国的四大发明外,似乎中国就没什么其他重要发明创造了。实际上,在过去四五千年中,我国人民在机械工程方面的发明创造不仅数量较多,质量较高;而且发明的时间也较早,只是缺乏记载,或者记载不详,更无图例可据。早在20年代,刘仙洲就开始发掘这些宝贵的文化遗产,1933年写出了《中国旧工程书籍述略》,1935年发表了包括交通工具、农业机械、灌溉机械、纺织机械、雕版印刷、计时器、兵工等13个方面的《中国工程史料》。在这以后的40年中,不管在怎样困难的条件下,他从未间断过搜集和研究有关资料的工作。特别是中华人民共和国成立以后,他建议在清华大学成立中国工程发明史编辑委员会,查阅我国古书籍2000多种,制成各种资料卡片16000多张。他依据这些文献和考古挖掘的最新成就,深入分析研究了我国机械工程方面的发明创造,在许多问题上作出了自己的结论。1961年他向中国机械工程学会成立十周年年会提交专著《中国机械工程发明史》第一编。在这部专著中,他系统地总结了我国古代在简单机械的各种原动及传动机械方面的发明创造,有些项目早于其他国家几百年,甚至一两千年,为人类科学技术史增添了新篇章。其中10多项重大发明创造,如东汉张衡、唐代一行与梁令瓒的水力天文仪,北宋吴德仁的指南车和卢道隆的记里鼓车,元末明初詹希元的五轮沙漏等,已复制成实物,陈列在北京中国历史博物馆。这部专著中的《中国在原动力方面的发明》一章,已译成英文(Chinese invention in power engineering)在美国出版的Engineering Thermophysics in China杂志上发表。

  鉴于我国在古代机械工程发明创造中,农业机械最多,刘仙洲又于1962年发表了专著《中国古代农业机械方面的发明》。这部专著系统地说明了我国古代在整地机械、播种机械、除草机械、灌溉机械、收获、脱粒、加工机械、农村交通运输机械等方面的发明创造。日本大阪大学专门研究中国农业技术史的学者天野元之助对这部专著很感兴趣,曾在日本《东洋学报》上作了详细介绍和评论。

  在中国机械工程发明史的研究中,刘仙洲既反对民族自卑,又反对夜郎自大。他主张实事求是,有就是有,无就是无,早就是早,晚就是晚。西方一般认为,机械传动的天文钟是欧洲人在14世纪初创始的。刘仙洲经过长达20年的研究认定,早在公元130年,东汉张衡的水力天文仪就已附有机械性计时器,并据此于1953年编导了一部科教片《钟》。1956年9月,他应邀到意大利出席第八届世界科学史会议。会上,英国剑桥大学教授J.李约瑟(Needham)在《中国天文钟》的学术报告中说:“通过对一些中世纪中国书籍的考察,我们可以确定在公元7~14世纪之间,中国已有创造天文钟的悠久传统”。刘仙洲在自己宣读的论文《中国在计时器方面的发明》中指出,公元2世纪,中国在齿轮的实用上已有相当高的水平,可以推断东汉张衡水力天文仪所附的计时器已经采用齿轮系作为传动机构,否则很难得到上述天文钟规律性的运动。李约瑟当场表示相信刘仙洲的这一推断,在后来发表的论文中承认,这种水力机械钟“肯定是8世纪,也许是2世纪的装置”,并引用了刘仙洲设计的这种水力机械的复原图①。他说“我早就认为,中国天文钟的传统似乎很可能是后来欧洲中世纪文钟的直接祖先”。与会专家都异常推崇地说:“想不到在这样的时候,中国已有这样复杂的发明!”但是,有的学者对此仍有疑。回国以后,刘仙洲又根据有关文献和考古新发现进行深入究,将上述论文重新修订发表,以更加令人信服的材料对这一题进一步作了明确回答。他确定:张衡是中国创造机械计时器的第一个人,比西方约早1000年。

  在治学态度上,刘仙洲是非常刻苦、严谨的。有段时期,他每周讲课12小时,总是争取把课程安排在上午头两节,利用天亮到课前的时间备课,课后全力著述。每天写多少字的著作,他都订出计划,严格执行。

  1970年,刘仙洲在他80岁生日那天,工工整整地写了一份《我今后的工作计划》,并拟出《中国机械工程发明史》第二编共10章的写作提纲,文献资料也基本齐备,但癌症使他未能完成这一宿愿。1975年10月,当他被胰腺癌折磨得一连数日不吃东西,仅靠输液维持生命时,他仍用放大镜一字字地阅读文献,用颤抖的手一字字地修改文章。在他很吃力地写完一个“燕”字后,就再也提不动笔了。这是他生平著述300万字中为后人留下的最后一个字 。

  为了纪念这位我国机械工程界和工程教育界的老前辈,刘仙洲在国内外的学生和有关社会团体于1988年在清华大学设立了“刘仙洲奖学金”;于1990年刘仙洲诞辰100周年之际,在清华大学举行了纪念会,并出版纪念文集。

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