錚錚書生 港大之光──中國著名機械工程學者劉仙洲的一生

畢業自香港大學工科的中國機械工程權威劉仙洲,在中國機械史研究也極有成就,著有《中國機械工程發明史(第一編)》等書。以下試談他不平凡的一生。

從一本小書談起

大約是在十年前的某一天下午,筆者偶經旺角好旺角購物中心一舊貨攤,看到店主正在準備開店。他拿出了一堆書,筆者見到其中一本為《機械學》【圖一】,上海商務印書館發行,序文寫於1920年2月,編者是香港大學工學士保定劉振華;此書十分稀見,且很有歷史價值,店主索價亦僅數十元而已,遂立刻購下。

【圖一】劉振華編《機械學》封面。(筆者藏)
【圖一】劉振華編《機械學》封面。(筆者藏)

那麼,這個劉振華是何許人也?

他就是鼎鼎有名、畢業自香港大學工科的中國機械工程權威劉仙洲(1890-1975)【圖二】。他的中國機械史研究也極有成就,著有《中國機械工程發明史(第一編)》等書。以下試談他不平凡的一生。

【圖二】年輕時的劉仙洲。(Wikipedia)
【圖二】年輕時的劉仙洲。(Wikipedia)

來自河北的書生

劉仙洲原名鶴,又名振華,字仙洲,1890年1月27日生於河北省完縣[1],以字行。[2]他在《機械學》著作者一欄則自署為保定人。1897年,劉仙洲入讀私塾。後參加了最後一次縣考。1906年,以第一名資格考入完縣唯一的高等小學,後轉入保定崇實中學和育德中學校,學業成績優異。[3]

劉仙洲素抱改良中國政治的愛國熱忱,中學時代已加入同盟會,後在保定參與革命運動。然而,辛亥革命的失敗,再加上受到嚴復(1854-1921)演講的啟發,令他意識到科學救國的重要性。1913年他報考北京大學預科,成績冠絕同儕。1914年,香港大學成立未久,邀請直隸省選派公費生前往香港大學讀書。劉仙洲以優秀成績考上這項公費,入讀機械工程系。[4]香港大學以英語教學,對劉仙洲是一個重大的挑戰。不過他迎難以上,再一次創造奇蹟。

在香港大學讀書時,劉仙洲努力學習,名列前茅。據說他的學習筆記,是班上最齊全的,同學們下課後均爭相傳抄,可見他治學作風之嚴謹。暑假時,按例公費生都可回鄉,旅費由省方承擔,他則利用悠長暑假將學習過的實驗再做一次,且仔細繪畫彩色附圖。[5]1918年,劉仙洲在香港大學獲一級榮譽銜。[6]

機械工程本土化

劉仙洲從香港大學畢業後,返母校保定育德中學任教,他謂「鄙人於民國七年暑後,承母校校長王國光先生之招,使教授留法高工預備班,並兼授直隸甲種工校課程」。[7]畢業後,他本有條件赴英國留學,天津高等學校亦願意以150元月薪聘請他。然而他最後還是選擇了育德中學校。[8]所謂「留法」即勤工儉學,任教這個留法課程,薪金是少得可憐的。即便如此,劉仙洲為着科學救國的理想,也不計較這些了。他又謂「自歐戰告終,列強爭欲恢復其富力,因之國際間經濟之競爭,益形激烈。吾國人數眾多,天產饒富,尤為經濟競爭之場。憂國之士,恐利權常此外溢,國將不國,必當聯袂而起,自興實業,以為抵制。故自今而後,吾國自辦之實業,將有長足之進步,可無疑也。惟是各種實業,宜推工業為最先,而工業之興,尤以人才為最重要。是工業教育之宜擴充,不待言也。」[9]為中國工業培育人才,是劉仙洲一直念茲在茲的。

順着這一思維,劉仙洲提倡機械工程本土化。他在教授蒸汽機等題目時,尋遍坊間,都找不到中文教材,「若用洋人課本,學生又多感困難」,故他積極編譯中文教科書[10],又提倡以漢語授課。[11]

1924年,劉仙洲將之前教授留法高工預備班有關內燃機的中文講義,整理編輯而為《內燃機關》,且將之付梓,銷至三版,為數不下5000冊[12],可見一紙風行。劉仙洲又強調,凡是研究應用科學,都應注意本國情況,研究機械工程也是一樣,研究者應設法找本土的材料,「例如煤吧,我們應當研究開灤的煤如何如何,井陘的煤如何如何,中興的煤如何如何」,另外,如果在製造機械時,「比方要製造一種灌溉機械,與其整個抄襲外國大規模的灌溉機,就不如就着我國舊日用畜力的灌溉機加以改良,使屬於機械部分,按照極新的機械學理計劃,而原動力則仍舊利用牲畜力,因如此方與我國農村經濟相合。」[13]

所以劉仙洲研究中國科技史,不完全是為了考證中國古代科技,而是希望在這些古人智慧中,找到可供現代中國借鑑的地方。他指出,「將舊有工程書籍,先加以整理和認識,實為必要,蓋一以知吾國先哲,對於工程學術,究竟曾有何種努力、何種貢獻,一以為採用其名詞,判定其價值,備吾人繼續努力之根據也。」[14]

任教北洋與東北

劉仙洲的機械工程教育理念,重視學理和實習,強調應雙軌並進。1920年,他根據香港大學和留法勤工儉學班的經驗,向當軸提出《我國工業教育應酌採工讀協作制意見書》,指出工讀協作制可把學校和工廠連起來,用最經濟的方法養成學理和實踐兼備的人才。[15]

劉仙洲一生都以教書為業。他先是轉任天津北洋大學校長,後歷任瀋陽東北大學的機械工程系主任教授、唐山交通大學工學院總務主任兼講師、清華大學機械工程系教授。[16]在北洋大學校長任內,他作了一些改革。其中最重要一項是聘用中國教授。因為當時兵禍連年,政府拖欠經費時有發生,外國教授待不下去,於是他想到以中國教授代替。一則因校方負擔不起外國教授高昂的薪酬,二則劉仙洲希望借此機會「換血」,令中國學術不為外國所拘牽。[17]這與劉仙洲機械工程本土化的理念,是一脈相承的。

第二項改革是科系調整。劉仙洲深信,中國的工業需要各種機械人員。惜冶金科因出路窄,較少人報讀,因此他將之併入採礦學門。另又增添機械工程學門,共設土木、礦冶、機械三個系。他更主張北洋大學應將理、工兩科結合。第三項則是在北洋大學附設前述工讀協作制的機械工學門。[18]

1928年,劉仙洲轉往瀋陽東北大學的機械工程系任教。原本學校聘他為教授兼系主任,但他不願接受系主任職務。[19]這與劉仙洲性格有關──他是徹底的「書呆子」。據他清華大學的學生回憶,劉仙洲「常對人說,他的性情,是最喜歡讀書的,最不喜歡辦事的」。[20]東北大學為張學良(1901-2001)所支持,薪高糧準,劉仙洲這時的生活比較安定。1931年9月18日「九一八」事變起,日本關東軍突襲北大營,東北大學處身漩渦之中,一夕數驚。事變一星期後,劉仙洲與同校任教的學生、也是香港大學校友的趙今聲(1903-2000)從皇姑屯乘搭火車至北平。劉仙洲對國民政府的不抵抗政策感到十分憤怒,視之為喪權辱國之舉。[21]

後來,劉仙洲轉任清華大學機械工程系教授。從這時期開始,他陸續發表中國機械史的研究。

研究中國機械史

在清華任教時期,他「擔任的鐘點很少,正準備向著作方面去埋頭努力」。[22]這時他正潛心鑽研古時的中國機械。

劉仙洲曾經語重心長地回顧過往中國機械的發展:

總而言之,我們在秦漢以前,對於機械及任何工程原是重視的,秦漢以後,變為無足輕重,到唐宋以後,更變為輕視或甚至疾視了。因之歷代特別聰明的人,都不肯向這方面去用心。少數特〔突〕出的工人,即偶爾有的發明、有所改造,也沒有記載的,或僅師徒口授,或竟密而不傳,以致後人無由接受,以繼續前進。晚近三數十年以來。一般人的心理,已稍有改變。不過此種一、兩千年傳統的心理,仍時時表現,很不容易一下矯正過來。所以我認為學習機械工程第一要點應當注意的,就是自己要審慎的考慮一下,如果認為自己是喜歡並且宜於研究機械工程的,就先要矯正這種心理。確定個人的信仰,認為發展工業是我們民族和國家前進的一種要素,而機械工程,又為各種工業的根基。機械工程學至少也是極重要的學術之一種。對於牠能重視,纔有信心,有信心纔能發生研究牠的興趣。[23]

趙今聲憶述,當時劉仙洲住在北京西單半壁街中國工程師學會院內。(劉仙洲是中國工程師學會永久會員)趙今聲說每次往看劉仙洲,都見到劉的桌上放滿中國古籍,「他常到琉璃廠購買古書,特別是科技工藝類古書,他開始研究中國機械工程發明史和中國古代農業機械發明史。」[24]

這時間劉仙洲發表了一系列這方面的研究。1933年,他在《清華週刊》發表〈中國舊工程書籍述略(以民國以前線裝書為限)〉一文,將前此花了十餘年搜集得的中國舊工程書籍,整理了一個概略。他在文中介紹各書的要點和性質,並以清同治前和同治後至清末兩個時期作敍述。[25]

劉仙洲指出,在清同治前,除了明末有少數幾種工程書籍受西方學術影響外,其餘均與西方無關。當中大部分均涉及河工和水利,另有少部分是建築工程和機械工程的。因中國以農立國,所以機械工程的工具都與農業有關。他在文中對若干著作作了一些介紹,例如說《周禮‧考工記》「可視為吾國秦漢以前所有工業之總記載」、《史記‧河渠書》「為吾國漢代以前,關於河工及水利之略史」,又說《營造法式》「可稱為我國第一部建築工程專書」;對於受西方文明影響的中國工程書籍也有提及,如稱《泰西水法》「可視為由西洋輸入之第一部水力學或水力機學」、《奇器圖說》「可視為由西洋輸入之第一部機械學或力學」。至於同治後至清末兩個時期,劉仙洲則介紹了許多譯作,其中不少均由傅蘭雅(John Fryer,1839-1928)所譯。[26]以現在的標準看,劉仙洲此文似覺粗疏,但以當時條件論,所收書目已算甚齊備了。

1935年,劉仙洲發表《中國機械工程史料》。該書蒐集了不少有關中國機械工程的珍貴史料。全書分為普通用具、車、馬、農業機械、灌溉機械、紡織機械、兵工燃料、計時器、雕版印刷各類,分別考證各種機械的發明者、器具結構和記載。書中更加入了大量插圖。[27]

他對個別古代科學家也有深入的研究,特別推祟明末學者王徵(1571-1644)。劉仙洲稱「王徵是我國三百年前的第一位機械工程學家」。[28]他指出,在中國的歷史長河中,可以找到十多二十個對機械工程有創造力的人。例如張衡(78-139)所發明的候風地動儀、諸葛亮(181-234)的木牛流馬、賈秋壑的腳踏車船等,「但有計劃的、有條理的寫一部關於機械工程學的著作,則不能不首推明末的王徵。」劉仙洲最推重的是其《諸器圖說》和耶穌會(Jesuits)傳教士鄧玉函(Johann Schreck,1576-1630)口授、王徵筆譯和繪圖的《遠西奇器圖說錄最》。

劉仙洲欣賞16世紀末至17世紀初中國部分士大夫勇於接受西方科學的精神,不過慨嘆只有王徵一人翻譯機械工程著作。他從《幾何原本》、《同文算指》等書看到明末傳入的科學程度甚高。接着他先介紹《遠西奇器圖說錄最》的大概。《遠西奇器圖說錄最》共分三卷,第一卷是緒論和重解。緒論敍述這一門學問的性質和應用;重解敍述重、重心和比重等。第二卷是器解,敍述各種機械的構造和應用,如天秤、槓桿、滑車等。第三卷為各種機械的實質應用,計有起重圖說和引重圖說等等。《諸器圖說》則為一卷,是王徵所自著,「和《奇器圖說》完全譯自西洋書籍者不同」,內容包括引水之器如缸吸、鶴飲,另外是輪壺和代耕等……從諸名字便可猜想各器均是實用之器具。他又談到兩書的不同版本。

劉仙洲撰寫〈王徵與我國第一部機械工程學〉,不純是為了考古懷古,而是是要指出兩點。第一,16世紀末至17世紀初,中國部分士大夫高瞻遠矚,願意接受西方的純粹科學和應用科學,而當時在華的西洋人,又與西洋著名科學家有關,且他們的科學知識甚高。劉仙洲謂「倘我們的學者能保持並擴大這種精神」,「則我國的學術或早已和西洋的學術並駕齊驅」,可惜中國讀書人為得科舉功名,埋首於沒用的八股文,「最上者,亦不過從事於所謂考據、辭章或經義」,以致當時中國國勢落後於人。第二,自中國與西洋交通以後,一般學者因為偏見排斥或拒絕接受西洋學術。一,是覺得西洋學術是異端,非我族裔,其心必異。二,囿於「道與藝」、「形而上形而下」之分野,覺得君子不器、工學乃末學。劉仙洲欣賞王徵,是因為他能拋棄這些成見,折衷中西,只問一事一物對國計民生是否有所裨益。[29]

抗戰時期,劉仙洲繼續中國機械史的探索。1943年,他在《東方雜誌》發表〈中國在熱機歷史上之地位〉一文。之前,他在《中國機械工程史料》因有關熱機的材料不多,僅討論了走馬燈而已。後來讀到方豪在《東方雜誌》發表〈蒸汽機與火車輪船發明於中國〉一文,發現內中談到耶穌會傳教士南懷仁(Ferdinand Verbiest,1623-1688)在北京所作的實驗。劉仙洲與方豪(1910-1980)等聯繫,得到方豪文章所本的資料。他仔細研究這些材料,認為是重要的發現。他指出,雖然南懷仁生於比利時,但在中國生活了29年,其墳墓亦在北平,且這一實驗是在中國進行,故對中國熱機歷史有甚重要的地位。

他在文中為便討論,擇要列出西洋熱機歷史上的重大發明。然後又回到中國方面的討論。他指出,中國燈節時所放之走馬燈,是一種燃氣輪。而南懷仁在北京作實驗的,「實為一種衝動式汽輪而非蒸汽機」,「可斷定係依照Branca之衝動式汽輪而致之實用」。他又綜論世界熱機歷史大要,認為中國最原始的燃氣輪,較西洋同類發明早五百餘年,惜後來被西洋遠遠拋離了。在文章結論部分,劉仙洲謂中國在晉代之前,在機械工程各方面,均有相當進步,往後則停止。他再一次慨嘆地表示,中國未能完全把握明末清初吸收西洋學術的黃金機會。[30]

抗戰後的劉仙洲

1937年7月7日,蘆溝橋事變起,劉仙洲隨清華大學轉遷昆明,在西南聯大續任機械系教授。1944年,重慶國民政府教育部指令,後方所有高等院校的理、工、農、醫學院可選派一名教授到英、美、加進修,學習最尖端的知識。劉仙洲獲西南聯大推薦赴美,1945年春辦好了出國手續。1946年終踏上赴美的旅程。船到西雅圖後,劉仙洲等參觀了華盛頓大學(University of Washington),然後轉赴舊金山,參觀加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)和一所造船廠。劉仙洲到伊利諾大學(University of Illinois)進修農業機械。他在美國考察了一年半。1947年夏,劉仙洲與家人及學生等自舊金山返上海。當時津浦鐵路已經不能通車,劉仙洲遂乘船至天津。[31]

1947年10月21日,國民政府行政院在會議上通過任命劉仙洲為北洋大學校長,接替辭職的茅以昇(1896-1989)。[32]劉仙洲曾向北洋大學北平校友會會長王翼臣表示,知道北洋校友師生對他寄望甚殷,然而北洋大學困難較多,唯恐有負眾望。[33]他稍後向清華大學機械工程系同學表明,自己不準備就任北洋大學校長。他希望以自己晚年的精力,致力學術研究。他對行政不感興趣,只願終老清華園,一直教導學生。[34]同年稍早的時間,他告訴趙今聲,「我剩下的一段時間,頂多再教十年書,再寫五本書,就算盡了我一生的責任了」。[35]可見不是推搪之語。

最後劉仙洲堅持不接任校長一職。據說教育部部長朱家驊(1895-1963)三請劉仙洲就任,不果。劉仙洲以無力勝任拒之。[36]

解放後的劉仙洲

1949年,劉仙洲選擇留在中國。自然科學界推舉劉仙洲參加新的中國人民政治協商會議。後來,中國政府又邀請他出任教育部副部長、機械教育部副部長,他都一一拒絕了。他不求聞達,只想在工程教育上貢獻自己所長,後出任清華大學校務委員會副主任委員等職。在他的建議下,清華大學附設農田水利專科,華北農業機械總廠附設農業機械專門學校。學生一面在學校接受理論教育,一面則在工廠實習。劉仙洲不辭勞苦,到兩所學校授課,又兼任農業機械專科學校的教務長。劉仙洲這一嘗試是成功的。他以如此經濟便捷的方法,培育了不少農業機械人才。[37]

1952年,劉仙洲當上了清華大學第二副校長[38]。1955年,他加入中國共產黨。[39]1957年,他當上了清華大學第一副校長。[40]

1958年,中國政府提出教育與生產勞動結合的教育方針,又為了集思廣益,籌辦了全國高等院校負責人座談會。劉仙洲在會上發言。他提倡根據工讀協作制的大原則和大方向,組織工讀班。會後,在他的促成下,清華大學機械工程系鑄造專業初設工讀班。[41]

劉仙洲對中國機械史的研究一直努力不輟。李約瑟(Joseph Needham,1900-1995)是他的朋友,曾與劉仙洲女婿朱弘復一起到清華大學拜訪劉仙洲。[42]1962年,劉仙洲出版《中國機械工程發明史(第一編)》【圖三】,翌年出版《中國古代農業機械發明史》。

【圖三】劉仙洲編著《中國機械工程發明史(第一編)》封面(筆者藏)
【圖三】劉仙洲編著《中國機械工程發明史(第一編)》封面(筆者藏)

1963年3月3日,中國農業機械學會在北京成立,劉仙洲出任理事長。[43]

1966年,文化大革命爆發。劉仙洲在文革中亦不能倖免,被扣上「資產階段反動學術權威」的帽子,受到全校的批判。[44]

1971年12月,香港大學學生會旅行團前往廣州、杭州、上海、蘇州、無錫、南京、北京、武漢等地旅行。他們在清華大學,與劉仙洲見面。他親切地與一眾香港大學學生談到自己1914年至1918年在香港大學讀書時的生活,又談到自己在清華大學的工作情況等。[45]

1973年夏、秋之間,顧毓琇(1902-2002)與妻等回國觀光,曾在北京與老友劉仙洲見面。[46]

1975年初,美籍華裔著名科學家卞學鐄(1919-2009)和妻子趙如蘭(1922-2013)自美返國探親訪問。卞學鐄夫婦更到了清華大學訪問劉仙洲(卞曾是劉的學生)。劉仙洲在家中接待兩人,又回憶1947年春天與他們在美國見面時的情景。[47]

劉仙洲淡泊名利,攻苦食淡,一生唯以讀書為樂。晚年罹患胰腺癌,輾轉病榻,痛苦難當,但仍沒放棄中國機械史的研究。在護士的協助下,他吃力地利用放大鏡閱讀材料,拼盡最後的火花握管為文。可惜他病狀已深,再也寫不下去了。1975年10月16日,劉仙洲告別塵世,春秋八十有五。[48]

2020年10月16日

[1]黎詣遠:〈劉仙洲教授傳略〉,收於劉蜀永主編:《一枝一葉總關情》(增訂版) (香港:香港大學出版社,1999年),頁35-45。
[2]橋川時雄編:《中國文化界人物總鑑》(北京:中華法令編印館,1940年〔東京:名著普及會重印,1982年〕),頁671。
[3]〈劉仙洲教授傳略〉。
[4]〈劉仙洲教授傳略〉。
[5]〈劉仙洲教授傳略〉。
[6]《中國文化界人物總鑑》,頁671。
[7]劉振華編:《機械學》(上海:商務印書館發行,1920年),〈自序〉,頁1-2。
[8]〈劉仙洲教授傳略〉。
[9]《機械學》,〈自序〉,頁1-2。
[10]《機械學》,〈自序〉,頁1-2。
[11]趙今聲:〈回憶劉仙洲老師〉,收於《一枝一葉總關情》(增訂版) ,頁46-51。
[12]劉仙洲:《內燃機》(上海:商務印書館,1934年),〈自序〉,頁1-2。
[13]劉仙洲:〈中國研究機械工程人員應注意之點〉,《津浦鐵路日刊》,1936年3月17日,頁97-99。
[14]劉仙洲:〈中國舊工程書籍述略(以民國以前線裝書為限)〉,《清華週刊》,1933年,第39卷第10期,頁983-1000
[15]〈劉仙洲教授傳略〉。
[16]《中國文化界人物總鑑》,頁671。
[17]〈回憶劉仙洲老師〉。
[18]〈回憶劉仙洲老師〉。
[19]〈回憶劉仙洲老師〉。
[20]〈劉仙洲〉,《清華副刊》,1936年,第44卷第3期,頁27。
[21]〈回憶劉仙洲老師〉。
[22]付竹:〈劉仙洲〉,《清華暑期週刊》,1935 年,第10卷第78期,頁63-64。
[23]劉仙洲:〈學習機械工程應注意的幾點〉,《清華週刊》,1935年,第43卷第1期,頁87-90。
[24]《中國文化界人物總鑑》,頁671;〈回憶劉仙洲老師〉。
[25]〈中國舊工程書籍述略(以民國以前線裝書為限)〉。
[26]〈中國舊工程書籍述略(以民國以前線裝書為限)〉。
[27]〈新圖提要.新書月報〉,《圖書展望》,1936年,第1卷第8期,頁68 。
[28]〈王徵與我國第一部機械工程學〉,《新工程》,1940年第3期,頁1-10。該文1937年7月7日在清華大學古月堂寫竟,據劉仙洲嗣後在《真理雜誌》謂,原打算將該文在1937年太原舉行的中國工程師學會年會上宣讀,後因抗戰事起,年會停止召開,劉仙洲亦南下,文稿便擱在一旁。該文直至1940年才在《新工程》發表。1943年12月9日,劉仙洲將稍加整理的文稿交方豪在《真理雜誌》刊登。故〈王徵與我國第一部機械工程學〉第二次發表是在1944年第1卷第2期的《真理雜誌》,頁215-224。本文根據的是《新工程》版本。
[29]以上三段內容出自〈王徵與我國第一部機械工程學〉。
[30]以上二段根據劉仙洲:〈中國在熱機歷史上之地位〉,《東方雜誌》,1943年,第39卷第18期,頁35-41。
[31]〈回憶劉仙洲老師〉。
[32]〈政院例會通過劉仙洲任北洋大學校長〉,《香港工商日報》,1947年10月22日。
[33]〈劉仙洲繼長北洋師生均表歡迎致函促駕〉,《益世報》,1947年10月30日。
[34]〈劉仙洲不就北洋校長〉,《燕京新聞》,1947年11月3日。
[35]〈回憶劉仙洲老師〉。
[36]〈朱家驊三請劉仙洲〉,《小日報》,1947年12月30日。
[37]〈劉仙洲教授傳略〉。
[38]郭大江:《百年檔案藏一代風流 : 香港大學早年工學士的故事》(香港:牛津大學出版社,2012年),頁51。
[39]張聞博:〈懷念劉仙洲老師〉,收於《劉仙洲紀念文集》編輯小組編:《劉仙洲紀念文集》(北京:清華大學出版社,1990年),頁73-78。
[40]《百年檔案藏一代風流 : 香港大學早期工學士故事》,頁52。
[41]〈劉仙洲教授傳略〉。
[42]朱弘復:〈百年誕辰悼念往事〉,收於:《劉仙洲紀念文集》,頁190-194。
[43]〈中國農械學會成立劉仙洲擔任理事長〉,《大公報》,1963年3月6日。
[44]〈回憶劉仙洲老師〉。
[45]〈暢遊京滬杭等地昨天返港港大學生旅行團談觀感喜見祖國建設欣欣向榮曾見到錢偉長劉仙洲蒲蟄龍三位教授〉,《大公報》,1972年1月7日。
[46]〈暢游京滬瀋陽西安等地顧毓秀〔琇〕過港談觀感〉,《大公報》,1973年9月14日。
[47]〈卞學鐄趙如蘭教授訪問記〉,《大公報》,1975年2月1日。
[48]〈劉仙洲教授傳略〉。

黃振威