皇朝经世文四编

震将来行船者急为收帆居室者速为出避则虽大之至无可幸逃而尽人听天古人之言岂欺我哉至火山之说华人未之或见咸谓事所必无然尝阅郁沧浪裨海记游谓台湾番社中产硫之处地热如炙时闻地底如怒雷激荡山石岌岌欲动崩崖倒峡之声不绝于耳查硫黄之力自较火山为微而地且为之击动则火山之在地下能不将全地震摇乎因阅意法地震之事而考核及此精于格致者尚其有以教之

声学

论西人新创传声妙法

美国有倍尔者于十数年前新创传声之法亦用电线以传虽相隔数百里问答有如觌面名曰德律风诚格致家之奇构也今市上所行留声筩其法亦从此而出特稍参以变化耳夫耳目为五官之要其用本不相上下目可照见远物而耳乃不能闻远声且目力有不及者则设以千里镜以引极远之物近至目前独无一器以接耳力岂非耳有向隅之感乎近来万里音信创设电线以传之名曰电气笔虽欲补耳之所不足而仍以目谋之今新创德律风之法乃真可补耳力所不及矣岂但足与千里镜并重者盖以其新奇创获而为世所宝贵其心思之巧妙尤觉突过之远甚矣倍尔德律风之法用电器收受人声由电线通彼处之电器复发为人声此法一出年来格致之用之便无与比者当美国赛百年大会之时倍尔以此德律风陈于会中任人聚观各国所派人员暨格致师试验之果尔灵妙罕伦众咸赞叹得未曾有会赛既毕品评各国珍奇英格致师党生在彼试验众以为电器之用超前迈后今得此用诚极奇极妙惟此器初创恐尚有未足之处愿倍尔再加研究更进一层无须多时言语可顷刻传于千百里岂非天地间一大快事哉嗣倍尔于暴斯敦大堂聚集众人又于十五里外众亦聚集彼此用德律风器联以电线倍尔以口向器问曰已豫备否彼即回声曰备矣又曰唱彼即回声曰请听众聆之音调铿锵如在同堂既毕又唱葡萄牙曲调娇喉宛转呖呖可听先时倍尔于数处接联电线又一条通至一百二十九里外问答如前大利名家善于唱曲令唱与众听转瞬间声自器出入耳宫征齐发如和声鸣凤乐奏钧天不知者以为众鼓乐于此堂也岂谓其声直从百里外来哉倍尔初创此法而试之于唱曲者以其音高下抑扬而试德律风果能粗细毕达否复有人以喇叭曲传声亦甚清楚又于瑟麦肥地方三人同唱倍尔初以小德律风接于电线传到之音不甚嘹喨复将小德律风之电线折断而接于堂上大德律风则唱声响朗音节更清众并喜跃其声可移也倍尔试于纽海文书院有格致名师在彼学徒亦众东西两屋各置德律风其电线通至院中而中断之以十六人相联以手首一人手执东边电线末一人手执西边电线由是电路已通东屋语言由电线传至西屋电由人身递传与电线相联无异人亦不觉有电传过斯亦奇矣美国北境有名满芝天者亦试得律风电线长三十里一头分联五处一头或唱或语彼五处无不均闻别用数德律风接连试之亦无不灵一家弹琴接以德律风用电线传至他家声甚清越有一柱而有数电线者计长三百七十五里用以传声则杂以他线之声淅沥噌口宏不甚清彻似德律风只可用独线传之抑知殊不然也信局伯里斯思得一法已除其弊美国各处用之商人在家传声至市肆今在纽约已至千余处美之东北五邦则已有三千处各路矿穴极深皆用之英国于新出妙法往往不甚急于施用独此德律风倍尔至无多日而英即用之先于伦敦通至裘集岛亦由内宅通至肆中党中监办煤矿用一千八百尺电线由总局通至矿底派人分往两处一问一答声同面言矿内向有量空气之表今以德律风接连量表出声如钟报时以报空气之多寡亦多灵便党生喜而言曰吾于美国百年赛会中曾见此器特尚粗耳今观其法更为精熟而倍尔之意尚如人之初生阙然未足日后继长增高又未知何如也倍尔夙明格致之理万物本无声击动空气耳得之为声初以极薄匀之铁皮成一空心圆泡于其口呼吸之则铁皮动有凹凸形即于泡外置一小笔尖用纸条移过笔因泡动而作点画如电报然因悟声者击动空气而得者也遂以电线传声以成此德律风可谓人巧极而天工错矣德国曾试德律风甚合于用电报局已购得数百副再试之以作地方正用于伯灵总局接至伯兰敦远者六七十里言语相通又制新式德律风用木制如入耳之筒筒有窍窍有耳膜以极薄钢片为之筒中置有电之吸铁绕以细铜丝以接电线筒只数寸甚便取其价亦廉造者凡两家一曰西门司一曰好斯克此间言语击动筒内耳膜吸铁石又有接电线等至聆其发声绝不模糊此彷佛今日留声筒之遗制也书信总局大员尽心为之将电线埋之地中以免损坏业有数处办成设或用兵之时以之传声则电由地中行敌人莫识其所在而用亦可久也德律风久行于中国习见无奇留声筒近始有之要之亦从是法而稍变者也西人之心思不愈出而愈巧哉

留声机器题名记

天下之物其可留者皆其有质者也否则亦其有形者也照相留影斯已奇已然固明明有形相照其所照者其有形者也惟形随身去而影常留一似形与影可分可合也者乃足以骇人之闻见耳而独至于无质无形之物则断断乎无留之之法大块噫气万籁怒号而来则突然去则寂然从古无捕风之乎然则由天籁而推之以至于地籁以至于人籁又孰能收而存之谓昨日之声即今日之声也谓今日之声即他日之声也是不奇而又奇乎格致汇编载图说云美国人名爱第森者作机器以传声从德律风而推之无论何人一切言语均可收存在内他日虽隔久远取出听之宛然在耳言之凿凿然未亲见犹疑信参半也上海丰泰洋行有此器出售月前有乡友之主行政者来函招余往观适以小恙不能赴继闻息庵居士购得一具亦寄语见招莫春上浣余与监门后人偕往访之适以乔迁甫定各物又多藏不便取示只见其蜡筒两端皆空而中间细痕如丝知其筒上有已留之声卒以不安机器无从听取废然而返高昌寒食之日大会于张氏味园唐君杰绅谓余曰请观一异物余唯唯谢不敏俄而有西人以机器至余正在茅亭观霍邸诗吏与缕馨仙吏对奕唐君招余与西人相见问其名则曰阿尔生乃瑙威国人而开松茂洋行于圆明园路者也其所之机器则即留声之器也于是有数友迭听互话并招名花度曲留其韵于筒上是日人大众献酬交错不及详观阅日阿君特至尊阁见访谓前日听焉而不真语焉而不详颇欲复观之乎余曰幸甚乃约于十三日上午器而来至则诸友之欲争先而快者已集于一室阿君开其机并述其运用诸法董君筠荪译以告余其中盖有电气故机器之旁置一桶以线系诸机上筒中即生电之药水也机器繁密不可以枚举其要在于一筒筒以蜡为之套于铜管之上架机于管上将机一拨尾有如盘之物旋转不止殆即钟表上之所谓摆此物一动机转管旋管上之机有小圆器二其一有玻璃一片小刀一具随机而动则蜡筒上即刀勒成痕外用一喇叭口接以软管人对其口言之歌之则其声皆传于蜡筒之上大都声高而重则筒上之痕深声低而轻则筒上之痕浅声既传入则去喇叭口而易以另一皮管机上之小圆器亦易一无刀者管之端歧而为二玻璃小管于其上以置于听者之耳动其机即听之了了可辨不但字句清楚即口气亦复厘然不淆余先诵圣经一篇听之者皆称异不置既又对之歌醉花阴一阕抑扬高下不差累黍诸友亦各以言传入俄而历历听之无一爽者惟言之轻者则其音亦低言之重者则其音亦高阿君又取一蜡筒置之机上俾听之则为西乐一套应弦合节入耳恰神据言尚系二年前在美国传入之声至今不改其旧盖一经有声传入虽积久至数千百年而其声终不复散不若照相之留影者尚有渐淡之时也观毕阿君歛器告辞而去并语余曰如有友人欲观者可偕来也余感而谢之诸友有献疑者曰此器精而且奇固为见所未见闻所未闻然不过借以作玩具而已若于[正](止)经作用则无之可奈何余曰器之神奇若此安得而无正用人自不谋其所以用之之道耳以之传声则必彼此各有此种机器方能彼此应求而封寄便转不如寄信之简便特信或可以私拆此器则不置机器即不成声当必不至漏泄也家训遗嘱久后或叹遗忘若留之筒中则虽年深代远而开筒敬听不啻子孙亲承其祖父之训形容虽渺謦欬常存其为正用也大矣又推而至于中国听讼之官命盗等案往往覆讯翻供屡解屡翻地方官殊为受累即有供状手模俱不足以成铁案惟留其供词于筒中则永无翻供之时并可省书招之费而录供之吏亦不得逞私舞弊倘为地方官者人置一具以为听讼之用吾知小民即使奸狡当亦无所施其伎俩矣尚得谓之无正用耶此器西语名曰福禄格来夫而中国之人尚无以名之余为定其名曰留声机器书曰声依永礼曰立言不朽吾于此器也亦云

德律风源流考

德律风成于西历一千八百七十七年为我圣清光绪十三年有美利坚人倍尔者运其巧思独成新制谓电报虽足补声之所不及然仍须以目谋之今则生面别开俾耳可直达于寥远之处乃用电器收入人声由通彼处之电器复发为人声此法一出百年来格致之用无有更为便利者先是一千八百七十六年美国赛白年大会倍尔制德律风已粗具规模乃取以陈会中任人聚观各国所派大员及格士物聚试验之果灵使异常赛毕经事者品评各国珍奇有英国格物士党生者笔记其器之形质用法谓电气之用至此而超前绝后诚极奇妙之宝也惟此器初恐尚未尽美善愿倍尔再加研究更上一层务使不及片时言语可传至千百里以外方为发憾全无倍尔遂复运精思悉心更改至明年五月五号就暴斯敦大堂聚集众人又于十五里外集众亦如之以德律风传言互相问答先问十五里外之人曰汝处已预备否回声曰预备矣曰既预备请歌一曲回声曰诺诸公试倾听之既而音调监锵宫商互奏唱毕又歌葡萄牙曲一支呖呖莺声如在耳际其时倍尔已倩人将接至数处有一通至一百二十九里分拨老费围子地方倍尔启其机括问如前众答亦如前倍耳曰闻今日百里拏利在彼能一发矫音以洗尘俗之耳否百里拏利欣欣然应之少焉歌声自器中出志和音雅恍如乐奏钧天或谓倍尔当试用时何以必令歌曲盖以曲之节奏高低清浊不一其伦歌之庶以知其器之不论何音俱能传达也又有一人在器前次喇叭传声亦甚清楚又瑟麦肥地方有三人引吭齐唱倍尔初以小电器传其声不甚嘹喨及接于大上始音节清妙众方知德律风有如此之妙用然犹未通国风行倍尔乃建于纽海纹大书院中聚众试其时有着名格物士在座令众学徒八往东西两屋各置一连以电通至院中而中断之令十六人相联以手首一人手执西边电既而东边屋内发声电由十六人身上传过与电相通各人亦不觉有电飞传斯亦奇矣然此亦不过用以玩耳其用以传述事务则始自某书信局黄伯司斯既而市肆及煤矿俱用之后格物士党生经理矿政用一千八百尺长之由总局通至矿底矿内向有量空气表及用德律风相接出声如报时钟以报空气之多寡党生尝喜而言曰仆于美国百年会曾见此及今观之其法更为精熟然倍尔之意以为尚如人之初生阙然未足此后继长增高当未可限量也盖倍尔夙精格致之学谓万物本无声击动空气始得成声试以极簿之铁皮成一空心圆泡就其口呼吸之则铁皮动有凹凸形即于泡外置一小笔头用纸条移过则泡动因笔而作点画如电报然悟声者击动空气而得遂用电线传声成此德律风其听之之法用木制一筒如人耳然筒有窍窍中以极薄之铜皮制为耳膜筒中制有电之吸绕以细铜丝以接电传语时语音击动筒内耳膜使吸铁受其声由电传至彼处听之绝不馍糊后有统兵大员谓此可备战阵之用惟恐电电杆易被敌人所毁乃别思一法不用电杆将电理入地中俾发声时敌人莫识其所在此则于倍尔创制之后推广以尽其微妙者也至近年有美人爱迭生者制成纳音开其机轴装以腊筒一人口向皮带语之则声留腊筒上可邮致他处供人听闻虽相距数万里远隔数十年亦无殊晤对同堂耳提面命此则同一从电学中出而尤为变化出奇其已见诸格致汇编容俟他日究厂由来书之以质格物之君子

传声像声器图说

西国电音之传惟妙惟肖神乎技矣客有以造器之由相询者曰程端甫先生有传声器像声器图说一则述其造器之由明晰晓畅可得而稽也其略曰英之苏格兰人名培勒者素精声电二学西历一千八百七十二年随其父客居于合众国之安化里亚邦其父悯聋且哑者之不通声气也曾设法以教之能言彼习学于父精益求精有生而哑者教之以言越两月而口音即能了了可辨培勒曾云哑者本具能言之性但因哑必兼聋听而不闻无由仿效故终于哑譬如不聋不哑之人自幼不闻人声则亦哑耳苟得善法以教之则不问其哑与不哑第视其舌尚存则无不可以言语者不独人也物亦有之今夫铁印之即作铮铮之响引以电即显吸驱之力体质灵妙久欲为人助能言之巧而人不之察以铁为冥顽不灵者岂其然哉于是专心致志创造传声之气初用发电瓶与平常电报所用者同后乃删繁就简只用摄铁条与熟铁片铜线圈而已如图第八为传声器之外壳以木为之如图第九为传声器之剖面形甲为摄铁条后端有螺丝旋紧之乙为丝线包裹之细铜线缠绕于摄铁条之前端即成附电气其细铜线之两端接以粗铜线通至木壳外相连之螺丝钉从此线传电至远方而声已随之而行摄条极点前之熟片遇声而颤每一颤则电气一显无论声之高下疾徐空气中之声浪亦如之俱能感动其熟片而附电气遂传声于彼处之矣是既成先于家中试之有验既而渐推渐广几若无远弗届者虽道路殷遥亦无山河阻隔由是仿造者踵相接士庆于朝曰此可颁国家政令也商贺于市曰此可议物值低昂也即妇人孺子之侧耳而听者亦莫不欣欣然有喜色曰今闻所未闻也此非某人之声乎何闻其声而不见其人耶将见此呼为彼应彼语而此通虽二人百里传言不啻觌面其人甚远其言则迩也不第此也即有知音者好听琴不必造门诸奏第通铜线于弹琴之室已可聆音识曲而洋洋盈耳奚啻仙乐奏空如有课读者适先生有事暂归则弟子有徒嬉戏而废诵读者以为先生不知也孰意先生已识勤惰不啻目睹因有电以传之也俄而先生至招弟子而谓之曰某也勤则赏以铅椠墨汗某也惰则不赏以铅椠墨汗赏与不赏总不差谬嗣后虽先生出游而弟子亦无敢惰者幸赏而畏电也且是器之为用也犹有大焉者如入地开矿而地中之言语可通入水作工而水中之词意可达岂为裕国便民之一助乎

论声

地气大矣其功用于气象及草木之变化而更有为大且要者乃声音之法也

一声经地气以所达之法全异我凡已所言者乃以纤微至小摆摇传行由流物之此处至于彼处而无其流物行动今我所言之结果便可相较有移动被风成于黍稷田中有波涛之形见游于由向风所吹之方但此行之象为迷独实之动乃谷粒即来往如梗低下而复还者此动相继感一行之谷粒向风所吹亦同时感诸粒其高其低成一可见之波涛然此高低传行恒一之方向而其地所满之谷仅为摆摇而已有声传行于地气亦然地气之埃微来往经过至小之处而此摆摇行于空中由所响之物至耳内波涛非高低之式惟凝结及稀疏之式传寄而其声即为耳内所觉之事也更有譬如在传开摆摇于平水面上之圈乃分歧由处被小物所摸如一点雨然始落雨之时其点为明可见每点生圈以二三聚会之圈所成即长而散留其圈之内为平而渐接及水面之处更远其原按此并非为水之分继所流但其搅动乃水面之举而低所成环形之波涛即行于越广之圈而如此其波涛传寄由其本生之处至于各向在水面也其环形之波涛散由其中似声散由所生之地至于所闻之处所运之摆摇同速游于各方故所传之波涛有圆形惟彼异于水面之圆形因声传达上下亦在间有各方以及横形由此其声之波涛有球形所生之地为球之中也夫此布传摆摇在球形之壳乃为相继凝结而稀疏即将易见为异于地气本土之动如风亦不赖之水面之圈将散在流河惟当为平其波涛不独传开几无搅动以流水本生之行亦有诸波涛可同时传开在其流水皆无相搅此系可见在水当几点落下相近所成之圈横过无一失去而其环之异行仍可追之更有数事甚为奇意见在地气合其故意为声行之法今将指示几许

二声之高乃便用为平常之故也夫言语之官在气地今有之元质即无疲倦成声音可闻清明而和慰若地气大变即为不使可见人少聋觉难亦有声或高或低于平常甚不合宜声之高见为依赖于地气之纤微大小摆摇即以所之物摆摇而定

三声有尖利及下品之别亦为紧要之质合成其大为之故也有异韵共集即成和音相合之全系在作乐之事及声音之平仄调匀及言语之轻重合韵吐嘱及气力有乌声乃其通达为首之法大赖于尖利下品相合之声以成其所分之别及其所指之意也此分别以地气之纤微之摆摇而成至下品之声约有三十摆在一杪时至尖利之声约有一千摆摇其二限之间每声有乐性且在一杪时有诸摆摇之异即生凡有作乐之度与声和及不和之别也

四有声之清浊乃更为其别也此名付于韵音高低相同之别乃同韵致于尖利及下品被异所成之若有横笛与洋四弦为相合其韵音仍发异声此等之别即分二人之声音故为大要者因以声因连与一定之人亦几为必须以使言语可为众人相谈间立之法

五有声音讲正之品气乃为紧要所成之事在世间因以比有声音为思念心志知觉之潘译乃人可指其欲其训其允及其行善于人之法亦以此一人可治他人之行为而感其议论也因我以地气可变为言故人所成不觉之摆摇在空中即为其至要之事变为其至合理交之基及其上进而获益之机也有声音讲正之别生由凹中之异形通此其声所出即成之后在人之声音其声成于喉咙而以口之凹形及数官圜遶之调匀有例所成此讲正之声音未全发出惟见渐所为之声音已言之性质乃高低清浊讲正见为必须以使声音可合其故意于牲畜以及人之生命也请问地气何以使能运此四别与官同时亦使能成之乎果然以致精技巧之合宜有全统宗之故意而适用者

六且岂以偶然有地气及耳同在而有乎地气岂成耳之整理乎或耳独在整理预望空中之允气乎或岂非独可明之道乃彼为此所为有至智者所识其二物之惟性质即成合宜于其中乃齐整彼此如我所见之使鸟以唱可相通人亦可言而闻言语亦可行其甚奇之功在人之思行为等事乎有流物之摆摇如地气与其性质随由行动之例可为较今不同即见为无或此例不连万物之有而所必须为如我可思随物在宇宙中所为也故其摆摇之传开与其性质可准为空中元气必须之分也但有何物使其摆摇为声乎彼何以成其力于我官中而由此于我心乎地气之摆见为独在不合以成声如不合成臭我知此摆摇非全成声惟在定限之中当其摆摇乃少于三十在一杪时即见如为不连之惊动而非如常为之声其速亦有定限过此其摆摇为不听之此限异于异耳而我如是实知有摆摇入一人耳内即不入他人之耳也何以人耳即合宜所闻摆摇为声将落于其限之内乎其限之摆摇落在内乃至关我得闻譬如人声之摆摇乎我身之官即称意为齐整致于元行至细工艺之行动哉

光学

论光

充塞乎天地之间[亘贯乎](乎●实)古今之际习而不察终身由之而不知其道者光是也凡物之质可分为四有发光者有透光者有回光者有食光者何为透光如空气玻璃清水等类是也何为回光如水银类金银铜铁锡类凡化学之所谓金类者皆是也何为食光如树叶黑绒等类也是发光之易者莫如[磷](怜)质然[磷](怜)质与空气化合故发光耳若不与空气化合仍不能发光也宇宙之原质无一种是原能发光者惟与别质化分或化合则发光耳火之显然者柴薪遇热与空中之养气相化合于是发光日之所以发光者据天文家言空中小体为流星之类皆飞至日体与日体相化合而生光计一点钟之久飞至日腊者周日而约有五寸厚如炉灶之添置柴炭者然可谓善喻中国光学见诸墨子经上篇淮南子日火外景金水内景之说本之沈存中梦溪笔谈亦尝引申之张子正蒙参两篇谓大日直而施金水辟而受得无有取于是耶夫火之与日皆物质化分化合之所也化分化合则物质之变动速故光辉外发焉金类皆回光回光者反光也反光者不受光也全不受光故能以其光反照入于人目水中透光透光者不阻光又不反光也人能于水监者水不纯清底有土石如玻璃底之有水银然故可监也曰辟而受者阴阳内外之说其所由来者久矣哥白尼倡地绕日之说于三百余年之前第谷非之阅白年奈端以吸力证之于是哥白尼之说为天文家最新最确之案嘉道时扬州阮氏辑畴人传泥于上下天地定位之经典断哥白尼为离经畔道而不知蹈西人愚夫之故辙也雍干时西人蒋友仁已将哥白尼之说发挥于是变本轮均轮之拙历法而为椭圆地动之巧历法但中国之天算家仍以为借象不敢信天地之本象真如是也至咸丰年间英国伟烈亚力在上海繙译侯失勒[约]翰谈天一书然从中国天算家始信椭圆地动为真象而非借象倘使阮氏增多数十年之寿其忏悔之心岂止如汪衡斋之于杜德美割圆捷术耶南海邹征君伯奇知阮氏之误而宇宙内如此确案竟为西人先发中国失色心大不甘于是检翻古书则尚书考灵曜篇发有四游人居地上不知地转犹居舟中但觉岸移之义且东汉时张衡曾作地动仪矣可以为中国挽回体面然而地球九图器说窃谓地球之转动实日球之光力拨之日球左旋则其光亦左旋于是乎拨地球右旋竟天何而转动则自数千年有人文字以来地球之人未有言之者余阅传兰雅君所辑第四年格致汇编量力由西而东或曰月球常以一面向地球而不为日光所转动何也日光能转动地球何以不能转动月球耶答之曰月去地球近去日球远受地球之吸力大于受日球之光力故常以一面向地球此一说也凡光力不如吸力之大月球之受日球光力者面积之一半耳而受地球吸力者则体积之全也故常以一面向地球此又一说也且地球有回光反照于月球日球左旋则欲拨月球右旋地球右旋则又欲拨月球左旋虽回光之力大不及正光然亦有相消之能焉此又一说也或问曰子言日光力能使地球转动我悬一小铁球于空中何以日光力不能转动之乎岂力能转动地球之动者反不能转动小铁球之轻者乎答之曰上文光力不如吸力之大云云已经诠解今更可设一譬喻以明之日球能吸大洋之水成潮而不能吸池塘之水成潮其理略类乎此是耶非耶敢以质之天文家光学家重学家

论光学植物