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丁拱辰

丁拱辰人物照片

晋江名人丁拱辰介绍

清代机械工程专家
元代机械工程专家

丁拱辰,机械工程专家。最早系统考察了西方火器的使用和构造并研究制造了中国火器。在中国首先进行了蒸汽机、机车和轮船的模型制造。撰写了中国第一部有关蒸汽机、机车和轮船的著作,为创建中国近代机械工程做出了贡献。

丁拱辰个人经历

丁拱辰(1800——1875),又名君轸,字淑原,号星南,福建晋江人,回族,家住晋江县海滨的陈埭乡岸兜村。始祖赛典赤·瞻思丁,系阿拉伯贵族,入仕元朝,官拜平章政事行省云南之职。丁拱辰是瞻思丁的第十八代孙。其父名宗璧,是个商人。丁拱辰年幼时,父亲赴浙东、台湾等地经商,全靠母亲纺纱织麻,勤俭维持一家人的生活。他小时入村塾读书,对天文历算很有兴趣,十一岁因家庭经济拮据而辍学,参加农业劳动,在田间牛背上坚持自学,获得了不少的文化知识。以后家境好转,纳赀捐监生,十七岁,“弃儒就贾”,随父到浙东经商,二十岁跟叔父到广东。在此期间,他继续坚持自学。他爱好研究天文,常于静夜仰观星象,得到启发,对古代天文仪器璇玑玉衡进行改造,制成象仪全周仪,以测量度数,推算时辰,很是准确。道光十一年(1831年)他出国谋生,先后到过菲律宾的吕宋诸岛和西亚的伊朗、阿拉伯半岛等地。他出国时,把自己制造的全周仪带到船上,测量水程的远近、地势的高低、北斗的方位,计程抵岸,准确无误。引起了西方司航人员的重视和赞扬,把所藏的书籍图样借给他看。他如饥似渴地学习,从中悟出炮位、造船的原理。嗣后他航经各地时,更加注意考察访问,加以发挥改进。

道光二十年(1840年),丁拱辰从海外游历回国时,正值鸦片战争爆发,“南中夷焰势若燎原”。随后,英国侵略者的炮舰向我国东南沿海到处猖狂袭击,攻陷了许多口岸和城镇,使他忧心如焚,他请缨报国,以沉痛的心情上书清廷“现值英夷悖逆,恃其炮火,滋扰海疆,生志切同仇”①,而夜以继日地整理他所积累的西洋武器资料,编著成《演炮图说》,通过时任御史的同乡抵抗派官吏陈庆镛,转请山东通晓数学机械原理的丁守存等人代为勘定。他罄箱倾囊,自费千金,将这书刊刻行世。道光二十一年(1841年),他带着自制的用以“测量演炮高低”的象限仪一具,由福建老家千里迢迢奔赴广东,“前来军营投效”。这时,林则徐已被遣戍,主持广东军事的是“靖逆将军”奕山。这年冬天,丁拱辰在广州燕塘向团练大炮手传授炮法,“用象限仪测视演放”,奕山亲往检查,认为“尚为有准”②。以后他又将所著《演炮图说》与懂得制炮技术的署督粮道西拉本共同研究,“详加考核”。他们“互相参 酌,择其演炮要法,另拟图说数则,言简意赅,刊刻多张,悬挂炮台”,使驻守各炮台的司炮者人人都能理解,懂得用法。经奕山等批准,丁拱辰按他的设计在广州铸炮,由他鉴制的大炮均采用滑车绞架,能上下左右改变射击的角度和方位,重量自一千斤至八千斤不等,灵巧结实,操纵推挽都极灵便,成为当时先进的武器③。由于丁拱辰出色的发明创造,奕山奏请清政府赐给他六品军功顶戴④。道光二十二年七月丁拱辰所著的《演炮图说》和他在广东铸炮、演试有准等事迹传到道光帝那里,道光帝特谕令奕山、祁贡等查明其人其事上报⑤,但不久,随着南京条约的签订和鸦片战争的结束,便没有下文了。

战后,丁拱辰继续进行他的科学试验,他又通过多次实践,对《演炮图说》再三修订,在丁守存和另一科学家郑复光的帮助下,于道光二十三年增订刊行《演炮图说辑要》,全书分四卷,共五十篇,附有一百一十多种图样,对各种西式炮、火药、炮弹以及轮船战舰的制法和运用都绘图详细说明,企望对巩固我国国防作出进一步的贡献。但清政府在妥协投降的对外方针指导下,已不想有所作为。丁拱辰经过辛勤研究取得的这些成果,并没有在抵御外来侵略、保卫祖国上起到应有的效果。

道光二十九年(1849年),丁拱辰偕其胞侄丁金安,应当时钦差大臣赛尚阿之聘,前往广西桂林,与丁守存等铸造大小各种类型的火炮一百零六门、兼造火药、火箭、火喷筒、抬枪、鸟枪等武器⑥。又编写了《演炮图说后编》一册二卷,对制造大炮和炮弹及枪炮的测量、演练教习等作进一步的阐发。

在洋务运动时期,丁拱辰北上江苏、上海,编撰西洋武器著作和研制西洋武器。同治二年(1863年)编撰《西洋军火图编》六卷,十二万言,绘图一百五十幅,被清政府授予广东候补县丞,以后升任知县,留广东补用,并赏给五品花翎。

丁拱辰的发明创造是多方面的。在鸦片战争时期,他还和丁守存、郑复光等对轮船进行了研究,他们设计了一批轮船模型,绘制了有关的设计图样,其中有机具在内的,也有机具在外的。⑦此外,他并与工匠们共同设计了一辆蒸汽机车模型。这个模型长一尺九寸,阔六寸,载重三十斤,锅炉和机身都是铜制的,叫“小火轮车”⑧。所有这些在当时科学技术落后的中国,不能不说是具有创造性的发明创造,它们在当时的中国都具有相当的科学价值。

丁拱辰主要贡献

火炮研究

1840年回国后,基于对外国火炮的研究,丁拱辰提出中国应当采用火炮加表之法,并据试验结果绘成《演炮差高图说》,提高了炮的命中率。广东巡抚梁宝常在广州郊区亲眼看到用此法演放火炮成功后,奏报朝廷,赏给丁拱辰六品军功顶戴。为了防御侵略,丁拱辰汇集有关西方兵器的资料,总结自己的研究所得,撰成《演炮图说》一册,于1841年出版。该书的主要内容是写演放火炮的方法,还述及火炮铸造、炮台修筑、火药配方等。1842年存,此书受到两广总督祁?、靖逆将军奕山的重视,命西拉本帮助丁拱辰到军队中传授技术。同年,清朝政府下令推广《演炮图说》所述方法。后来,丁拱辰将此书修订为《演炮图说辑要》四卷,于1843年秋出版。

丁拱辰在兵器技术方面的研制成果颇多。他设计了火炮的滑车绞架,用于调整炮身的位置,改变射击的角度,使操作灵活方便。例如,移动调整几千斤重的火炮,过去要用几十人,采用滑车绞架后仅需几个人。因此,这种滑车绞架在广东被用于陆上炮台和兵船。当时,铸炮可用铜或铁。但铸铜炮成本高于铸铁炮。丁拱辰参考西洋炮的构造,研究改进铸铁炮技术。经过调查和试验,他选用广东产的新黑蔴铁七成、洋蔴铁三成为原料,采用泥型,浇口设于炮口,巧置引门,终于铸成了性能良好的铁炮。他认为,西洋炮弹采用泥型铸造,炮弹表面产生线痕,不够光滑,影响射程。于是,他改用失蜡法浇铸。铸得的炮弹光圆无痕。他还主张将炮弹铸成实心和通心两种,后者的长处是弹体轻、射程远。在桂林时,他与丁守存合作,铸造各种火炮百余门。还制造了火箭、火喷筒、抬枪、鸟枪、火药等。

1841年写成《演炮图说》,1843年修订为《演炮图说辑要》,其中所附的《西洋火轮车火轮船图说》是中国学者自著的第一部有关蒸汽机和火车、轮船的著作。1851年写成《演炮图说后编》,1863年又著《西洋军火图编》。

研究制造

据《演炮图说辑要》中的《西洋火轮车、火轮船图说》记载,丁拱辰曾目睹过小式蒸汽机车,因而“粗知机械之大概”,又“召良匠督配尺寸,造小火轮车 乘”。这辆小蒸汽机车长1尺9寸(632.7毫米),宽6寸(199.8毫米),载重30余斤(约15公斤),配置一台铜质直立双作往复式蒸汽机。他还在这台蒸汽机的基础上,制造了一艘小轮船,船长4尺2寸(139.86毫米),“放入内河驶之,其行颇疾,惟质小气薄,不能远行。”后来他又绘成轮船图,却因“无制器之器”,不能造大的实用轮船。尽管如此,丁拱辰的工作仍表明中国机械工程技术进入了一个新的发展时期。

丁拱辰和丁守存(约1812~1885年)根据英国新式火箭,于1850年在广西桂林成功地研制了由金属火箭筒构成的近代大火箭,射程200余丈(660米)。“后底五孔出火焚烧(5个喷管),一刻之久,烟雾迷空。以之火烧敌营,冲锋破阵,人遭必死,甚为得用,其功力与火炮并烈”。这是中国研制近代火箭之始。

主要论著

1 丁拱辰.演炮图说.1841.

2 丁拱辰.演炮图说辑要.1843.

3 丁拱辰.演炮图说后编.1851.

4 丁拱辰.西洋军火图编.1863.

5 丁拱辰.火炮必须用滑车绞架图说.见:魏源.海国图志,卷五十五.

6 丁拱辰.仿铸洋炮图说.见:魏源.海国图志,卷五十五.

7 丁拱辰.铸炮弹法.见:魏源.海国图志,卷五十五.

8 丁拱辰编.增补则克录.

丁拱辰人物评价

丁拱辰是中国第一个比较正确完整地论述西洋武器的,比著名科学家李善兰、 徐寿和华衡芳等早十多年,在我国近代科学技术方面有较突出的建树。他的军器和发明,对巩固国防,抗击外国侵略者,曾起过一定的作用,引起了我国当代军事科 学家的重视。他的治学态度和方法,值得后世借鉴学习。 鸦片战争前,清政府对外采取闭关政策,严重阻碍了中外经济文化的交流,加以在思想上实行禁锢的愚民政策,一直沿袭着以八股文为主要形式的科举制度,致使中国对西方世界茫无所知,中国的科学技术远远落后于西方资本主义列强。鸦片战争一爆发,明显地暴露了中国这方面所存在的严重弱点。为了抵制资本主义国家坚船利炮的袭击,保卫祖国的独立与主权,一些有远见的政治家如林则徐、进步的思想家如魏源等,在“师夷长技以制夷”的思想指导下,注意了解和学习西方的先进的科学技术,一些有心的爱国志士更行动起来孜孜于学习与制造西方的新式武器,以求在实践中抵制英国的武装进攻,而取得了一定的成效。在这些人中,丁拱辰、邹伯奇则是其中的佼佼者。

丁拱辰补充介绍

  丁拱辰(1800~1875年)

  丁拱辰,又名君轸,字淑原,号星南。晋江二十七都岸兜(今属陈埭镇)人。回族。清嘉庆五年(1800年)生于商人家庭。幼入村塾读书。11岁因家境贫困,只好停学从事耕牧,仍坚持自学。家道稍有好转,父亲便为他捐买一个“监生”虚衔。

  拱辰17岁,随父亲到浙江经商。20岁时父亲病逝,他随堂叔丁杜贤到广东经商。在留心商务的同时,仍坚持自学,挣到一点钱便选购书籍,利用业余时间潜心研读。他曾自述:“会计之暇,颇涉群书,……尤喜天文、算学,间有所得,便欣然忘食。”

  为了研究天文,观测星象,拱辰对古代的天文仪器——璇玑玉衡进行改造,制成“象限全周仪”(即量角器),用以测量星座度数,推算运行时辰,都很准确。

  道光十一年(1831年),拱辰随海舶出国经商,先后到过吕宋岛和波斯、阿拉伯等地,大开眼界。在远航期间,他把自制的象限全周仪带在身边,测量水程的远近、地势的高低、北斗的方位等,均准确无误,引起西方司航人员的重视和钦佩。他们也把各自珍藏的有关图书、仪器借给拱辰阅读、揣摩。拱辰一面认真学习,一面实地观察,努力理解和掌握西方各式火炮和船舶的构造原理与操作方法。他在航经各地时,更留心考察访问,对几何、三角八线、弧弦等的推算原理,参酌尽善。

  拱辰回国时,正值英国挑起鸦片战争。他看到由于中国所铸大炮“似未合度”,而且炮法未精,发射炮弹“多无准”,致使国家备受欺凌,人民惨遭涂炭,决心运用历年所学报效祖国,殚精竭虑绘制成铸炮、制弹、演炮差高和用滑车拉炮、举重等图说,连同测量炮位高低的象限仪一具,于道光二十一年闰三月呈交前任两广总督邓廷桢,经邓廷桢转呈驻广东的靖逆将军奕山和两广总督祁□等人,得到肯定和褒奖。后经广东军政当局许可,拱辰在广州附近监造火炮、配制弹药。当时广东绅士潘仕成捐资制造火炮40门,又从国外买回一些西洋火炮和弹药,拱辰通过观摩比较,提高制造技术水平,所制重1000至8000斤的大炮,可以利用滑车上下调动和改变方位,调节射击角度,灵巧坚固,便于操纵。又用象限仪测视演放,大大提高命中率。拱辰奉命在燕塘炮局向团练火炮手传授火炮发射方法,把演炮要领深入浅出地拟成几则说明,附有简图,挂在炮台前面,让演放的炮手易懂易记,掌握操作技术。

  为了普及演炮的科学方法,拱辰一面训练炮手,一面勤奋写作,道光二十一冬编成《演炮图说》一书,由御史陈庆镛出面,请精通数学、机械的山东丁守存、安徽郑复光等人校订之后,于道光二十二年初自费刊印问世。宣宗得知拱辰著有《演炮图说》和在广东演炮有准的消息后,命奕山、祁□查明具奏并进献该书。同年十二月在得奏后赞许拱辰“矢志同仇,留心时务,可嘉之至”,并赏给“六品军功顶戴”。为此,陈埭丁氏特制“名达九重”匾额,悬挂于祠堂之上,以为显耀。

  拱辰根据实践效果,继续对《演炮图说》进行研究修订,三易其稿,于道光二十三年重订成《演炮图说辑要》,再经陈庆镛、郑复光、丁守存等人的校订,由县城泉州会文堂刊印出版。

  《演炮图说辑要》共4卷50篇,附有插图110多幅,图文并茂。主要内容包括西炮、西轮和 炮弹的制法,炮位的安放,测量目标远近高低的方法,各种火炮的类型和演练方法,各种炮台和炮位的建造安置方法,演练火炮时应注意的事项,以及西洋的战船、火轮船、量天尺等的制法与运用等等。拱辰在书中对当时中国与西方火炮的优劣长短进行比较和论证,有力地批判有些人的恐外心理。《演炮图说辑要》是中国近代史上第一部详细介绍西方军械技术、普及火炮 常识的专著。它的出版受到许多爱国志士的重视和赞许。

  在此期间,拱辰还制造蒸汽机车和机动火轮船模型,并撰写《西洋火轮船图说》。

  咸丰元年(1851年),太平天国革命运动爆发。拱辰应钦差大臣赛尚阿之聘,带其侄丁金安到广西桂林,与丁守存等人共同督造各种类型火炮106门,以及 、火箭、火喷筒、抬枪、鸟枪等火器。通过这次实践,他总结新的经验,撰写《演炮图说后编》1册2卷,主要内容有:对火炮和各种小型火器的制造操作技术,-的测量和教习演练,西洋选将和练兵方法, 库的制式等,作更详细的说明。

  在此期间,拱辰还对由德国天主教传教士汤若望口述、安徽宁国人焦勖笔录整理成书的《则克录》进行检校,加以修订、补充,重新增编为《增补则克录》,并于咸丰元年出版。《增补则克录》共3卷,附图88幅,对原著的增补主要有两个方面:一是增添“中线差高加表”,补写《演炮差高图说》一文,使火炮能准确命中目标,杀伤敌人;二是对原著中的《火攻挈要》37条,逐一加以批注和正误。

  咸丰、同治年间,洋务运动兴起。拱辰经同乡龚显曾推荐,被江苏巡抚李鸿章调到上海襄办军器,研制西洋武器。同治二年(1863年),他编著《西洋军火图编》6卷、12万字,附图150幅,被授予广东候补县丞,旋擢为知县,留广东补用,并赏五品花翎。

  拱辰45岁后携眷归里,在陈埭建造居宅,称“还圃”。他居家自学,教育后辈,并为家乡做了不少好事,如倡修村塾,调解村庄之间的械斗等,因而受到乡人的称颂。

  拱辰在政治上是个有卓识远见的人才,也是善于“师夷之长技以制夷”的爱国知识分子。道光二十三年,他针对鸦片战争失败的经验教训,在《演炮图说辑要》中就向当道提出“变通筹备久远之策”几项建议,主张要“因时变通,战舰悉用夹板”;准许沿海商民“用夹板船贸易,裕国通商”;倡议在京师及沿海各省设立学堂,聘请“西洋人教习天文、测量、航海之法”,学习西方先进的科学技术。

  拱辰不仅在自然科学方面卓有创见,在文学艺术方面也很有修养。他出资重刊乡先贤、著名诗人丁炜的《丁问山文集》,自撰《初学尺牍指南》,将梨园戏传统剧目《陈三五娘》改编为章回小说《荔镜西厢》。

  光绪元年(1875年),拱辰病逝于家乡“还圃”。

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