皇朝经世文四编

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
近人考求光学之理言太阳之光原为红黄蓝三色合成以三角分之则各得其色此三色可相配而得各杂色与人物之生长化学之离合大有关系其红光带有补养之力蓝光带寒有化分之力黄光明亮有显扬之力映像之片见光银药即时化分惟遇红黄二光则无眼染疾忌见红光故戴绿眼镜绿为黄蓝之并色也人身虚弱宜穿红内衫而植物之发生全赖红光而畏蓝光夫植物赖光而生人皆知之惟全赖红光而畏蓝光则前人未之知也近有法国博士名琴美罗付蓝马伦者在沼委市埠耕稼学舍读书得新理极其大用用花盆四个同置于一处每花盆种花树一枝度常相同水土各无异惟所受之光不同一盆为红光一盆为绿光一盆为白光一盆为蓝光其取光之法用有色之玻璃接漏日光也自落种以至两月其受经光者高至一尺六寸受绿光者仅五寸受太阳之全光者高四寸而受蓝光者只高一寸其得红光者仅五礼拜即开花其枝叶皆青绿柔嫩可爱壮大异常其受蓝光者则无花而又枯浊可厌其受红光者枝叶极灵动以手弄之即时舒而卷矣受绿光与蓝光者全无灵性而受白光者虽稍有灵性惟及粗硬枝节太多两月之久虽有花而未开此人又将其法施他物如蛇母子之类所得结局亦同受红光者得早而大受蓝光者全无花此法一传人争试将见植物之世界别现新景于尝叹世人因粒食维难以至戈干不靖每欲考究农学将中国二造禾改为三造一造禾改为二造今有此法将不止二三造已也而收成必更倍蓰矣吾人奚不稍变成法哉