自行车的发明 或许，自行车发明的鼻祖还真有可能是中国的古人！

自行车的发明

最近一段时间，笔者经常会选择“共享单车”来解决2公里路内没有公交地铁的难题。在北上广等一线城市，越来越多的自行车被骑上了街头。提起自行车的历史，我们大多接受的信息都是，晚清时，我们看到了西方人骑的自行车，感觉十分新鲜，甚至风靡到皇宫中，为了骑自行车，溥仪还锯了门槛。的确，自行车的风靡与使用跟西方人对机械的热衷是离不开的。所以现在我们说自行车的发明者，基本提到的都是1790年法国的西夫拉克、1816年德国的德莱斯，很少有人知道，中国其实也有过自行车发明的雏形，只可惜记载甚少。自行车技术的发明权问题一直以来都存在诸多争议。在中国，自行车源自中国的说法从没有消失。明末清初的两位科学家王徵和黄履庄所分别发明的“自行车”、“双轮小车”，被认为是是自行车发明源自中国说的有力论据。电影《末代皇帝》里还原溥仪在紫禁城里骑自行车的场景“自行车”一词最早出现在中国典籍之中应该始自于明朝末年王徵所著的《新制诸器图说》一书当中。王徵(1571—1644)，字良甫，明代西安府泾阳(今陕西泾阳县)人，出身于耕读家庭，他的父亲“以经算教授乡里”，著有《算学歌诀》，是个兼长数学的私塾先生。父亲的算学启蒙教育开发了童年王徵的智力，这对他后来热衷于西方科学技术的学习和从事发明创造，产生了直接影响。王徵为了完成仕途，学习的必修课程仍然离不开儒家经典。然而，真正使他感兴趣的却是历史文献中记载的科学技术。从《周礼·考工记》中的百工技艺到三国时诸葛孔明的木牛流马、连弩，都成了他研求的对象，一心想亲手试验，重新制造。为了寻求机械制作原理，进行科学试验，他经年累月，日思夜想，简直到了入迷的程度。为此却荒废了儒家正学，直到五十二岁时才考中进士。出仕以前，他在家乡“芒履蔬食，以著书讲学为务”。由于长期身居农村，他对农民的疾苦和耕作之艰辛比较了解。他根据当地农业生产的需要，潜心科学研究，发明创造了多种半自动化的生产工具。据记载主要有：虹吸、鹤饮、轮壶、代耕、自转磨等等。而真正让他对机械大获启发的则是他对西方技术的学习。1615年(万历四十三年)后，在与天主教来华传教士的交往过程中，给王徵留下印象最深的却是大量的西学书籍。他在自己的遗著上说，看到这些书后，“恍如入百宝园，身游万花谷”，其中的科技书籍与奇器图说，更是激起了他研究机械制造的浓厚兴趣。此时的他萌生了总结中国传统机械的想法。他一方面积极地接受西方近代的机械学知识，另一方面又把它同总结中国的传统机械学结合起来，先后自行设计与制作了不少实用机械。在这些机械中，有的运用西方机械学知识仿制的，也有为了满足生活生产的需要改进中国传统机械制作的。可见，它们既是总结中国传统机械的产物，也是会通中西机械学的成果。1626年（天启六年），王徵把这些设计与制造的有关资料集中起来，撰成《新制诸器图说》书稿(有时也有人把它简称为《诸器图说》)。1628年（崇祯元年），王徵出版《远西奇器图说》时，把这部书稿一起交给儒家训导武位中，由他合刻于扬州。在他这本《新制诸器图说》中就提到了“自行车”这几个字。王徵在该书中解说自己发明之自行车的结构原理为：车之行地者，轮凡四，前两轮各有轴，轴无齿。后两轮高于前轮一倍，共一轴，轮死轴上，轴中有齿六，皆坚铁为之，即于轴齿之上悬安催轮凡四，名之甲乙丙丁。丁齿二十四，丙三十六，乙四十八，甲六十。甲轴无齿。乙丙丁各轴有齿，齿皆六。甲轮以次相催，而丁催轴齿则车行矣。甲轮之所以能动者，惟有一机承重。愈重愈行之速，无重则反不能动也。重之力尽。则复有一机斡之而上。倘遇不平难进之地，另有半轮催杆催之，若所称流马也者。其机难以尽笔。总之，无木牛之名而有木牛之实用；或以乘人，或以运重。人与重正其催行之机云耳。曾制小样，能自行三丈。若作大者，可行三里。如依其法，重力垂尽，复斡而上，则其行当无量也。此车必口授轮人始可作，故亦不能详为之说，而特记其大略若此云。在《新制诸器图说》一书中，王徵不仅论述“自行车”之结构原理，还附有一幅自绘的“自行车”图。结合王徵所述之原理与所画之图解，这个“无木牛之名而有木牛之实用”的“自行车”符合自行、载人、载物的特点。《新制诸器图说》中绘制的“自行车”图曾为《奇器图说》道光版作序的张鹏翂，于道光初访问过王徵的家乡，他在该序中说：“余闻之父老云：未通籍前每春夏播耕时多为木偶以供驱策，或舂者、簸者、汲者、饮者、操柄杖者、抽风箱者， 机关转捩， 宛然如生。 至收获时辄制自行车以捆载禾束事半功倍， 乡人多艳而效之。”这时用的“自行车”，已不是原先“只行三丈”的样品，而是可以“捆载禾束”的运输工具了。这些虽是王徵过世一百多年后的传闻，但也足以实证王徵家乡曾确实应用过他制造的半自动化生产工具。当然了，此时的“自行车”更多是用来做农业工具的。不可否认的是，这种自行车有很多劣势，例如它不能改变方向，也不太好控制速度，跟今天我们所认知的“自行车”差距还是挺大的。但在王徵发明它的明末清初时期，已经算是机械制造上的一大进步了。另一则论证中国是自行车技术发明最早的国家最常被引证的故事，是黄履庄与他发明的双轮小车。黄履庄，江苏人，生于1656年(顺治十五年)，生平事迹见于文献记载者不多，仅有其姑表兄弟戴榕所撰的《黄履庄小传》一文，1683年(清康熙二十二年)由张潮刊刻在《虞初新志》之中，而后被《清朝野史大观》卷十一收录；另外清代吴陈琬的《旷园杂志》有一则关于他发明机械狗的记载。之后所有讲述黄履庄的故事皆从这两则史料演绎而来。显然，上述这些史料都并非正史，而且这些书中常常也有背离历史的一些民间传说与故事。所以关于黄履庄在清代科学发明制造的大量史料，有待于进一步发掘和考证。今天的我们只能根据上述仅见的史料，对黄履庄在清朝前期发明制造世界上第一辆自行车这件事进行简单的介绍。根据《黄履庄小传》中的记载，黄履庄自幼聪颖，“读书不数过即能背诵，尤喜出新意，作诸技巧”。7、8岁时，就能雕琢“木人长寸许，置案上能自行走，手足皆自动”。10岁丧父后，不得已寄居广陵(今江苏扬州)外祖父家。到广陵后，“因闻泰西几何比例、轮捩机轴之学。而其巧因以益进”，所制之“奇器”。“见者多竟出重价求购”，引起时人的关注。黄履庄所制的“奇器”很多，《黄履庄小传》附有“奇器目略”，据称是根据黄履庄《奇器目略》摘录而成。张潮在刊刻《虞初新志》时曾说道：“原本《奇器目略》颇详，兹偶录数条，以见一斑。”黄履庄原著的《奇器目略》至今也没有被发现过，但由《小传》后所附“奇器目略”可知，黄履庄制作的奇器很多，知其名称者就有六类33种，每一样都很有新意。这六类奇器包括：(1)验器：冷热燥湿皆以肤验，而不可以目验者，今则以目验之。(2)诸镜：德之崇卑，惟友见之；面之妍媸，惟镜见之。镜之用止于见己，而亦可以见物，故作诸镜以广之。(3)诸画：画以饰观，或平面而见为深远，或一面而见为多面，皆画之变也。(4)玩器：器虽玩而理则诚。夫玩以理出，君子亦无废乎玩矣。(5)水法：农必藉水而成，水之用大矣，而亦可为诸玩，作水器。(6)造器之器：工欲善其事，必先利其器，况目中所列诸器，有非寻常斤斧所能造者，作造器之器。在《小传》第二段就详细记述了黄履庄发明第一辆自行车的概况：“黄履庄所制亦多，予不能悉记”。“犹记其解双轮小车一辆，长三尺许，约可坐一人，不烦推挽能自行。行往，以手挽轴旁曲拐，则复行如初。随往随挽，日足行八十里”。翻译过来后，这辆小车的结构大体上是这样的：它的两个轮子前后放置，分别固定在前后轴上，轴可自由转动。前轮为驱动轮。其轴与一“曲拐”相连接。后轮为从动轮，其轴与座位相连接。考虑到座位不能过低和行走时重心不宜过高，后轮半径可能大于前轮半径。关于黄履庄发明的自行车的假想模型在李约瑟博士著《中国科学技术史》中对这段描述有过分析：“这种曲柄车或脚踏车或自行车，也许部分是由弹簧驱动的，能日行80里。”《虞初新志》编成于康熙二十二年(1683年)，故黄履庄发明自行车时间应是1683年以前。如果这个记载是真的，这辆“双轮小车”就是早期的手动前轮驱动的自行车，可以说是近代自行车的雏形，这样我们的确比西方人要早许多年发明了自行车。不管怎么样，在康熙年间的一些奇闻书籍中既然有过类似于自行车雏形的描述，那就说明当时肯定有过这类东西的概念。也就是说，中国人在发明自行车这条路上并不是完全空白的。不管是王徵还是黄履庄，都在利用自己的聪明智慧，无时无刻不在追求和探索，以发明出更好的器物，方便人类的生活，延伸人类的能力。只可惜，我们现在看到的，更多是纸上谈兵的模型，而真正运用起来时，却已过去了百年。参考资料：《自行车与近代中国》 徐涛；《清代科学家》沈雨梧；《明清之际西学东渐与中国社会》黄见德。

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