理论教育 清代熊方柏著作《火器命中》:圆锥曲线有所发明

清代熊方柏著作《火器命中》:圆锥曲线有所发明

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:1876年写成《火器命中》,其序称:“李壬叔夫子评曰:‘法浅意深,颇有裨于军政。’题签曰《火器命中》,取其与所著《火器真诀》有所发明也。”《火器命中》12 卷,最后一卷“电学问答”实为附卷,前11 卷均为“命中”服务。角、界的算法是《火器真诀》相关图示的具体释例。因此,熊氏发明一个“冷热之度较”表。这些应该属于“有所发明”的内容。

清代熊方柏著作《火器命中》:圆锥曲线有所发明

熊方柏是李善兰在京师同文馆的学生,字三峰,湖北蕲春人。1876年写成《火器命中》,其序称:“李壬叔夫子评曰:‘法浅意深,颇有裨于军政。’题签曰《火器命中》,取其与所著《火器真诀》有所发明也。”1881年,熊氏奉调神机营。清代神机营是1861年冬在“庚申之变”之后创立的一个中央军事衙门,由慈禧太后亲信王公掌管,后陆续设立自己的军火局、机器局、电灯公司、轮船公所、熬硝公所、煤矿等,神机营参与军事行动的谋划、筹议近畿地区的练兵布防,甚至统辖多路大军的驻防调动。[62]在神机营任职期间,熊氏因为以“省算法”教授操炮,两年后在南苑操练中成绩显著,“以演试测量及电学有效各记功一次,至南苑操练车炮取准复记奖一次”,当时外国报纸也报道了此事,谓:“京兵颇解测量”[63]。熊氏后还曾在佛山书院任数学教师。

《火器命中》12 卷,最后一卷“电学问答”实为附卷,前11 卷均为“命中”服务。

卷1—2:三角测量学以及相应的算法。

卷3:总括炮学之要。熊氏说:

施放火器,操之兵勇,然非算不精,行伍中所以鲜能入彀也。兹括重学之要,创置炮准、炮尺、炮线、炮筹并各种炮表,凡夫求角、求界、求速、求时以及求各方向之点距地,总期不待推算而已了然心目或亦克敌威远之一助云尔。

此卷概述“求角(α)求界(s,s′)求速(v)求时(t)求炮点距地(y)”各算法大要。其中,炮点距地指的是炮弹的竖直高度和水平距离。熊氏为了“省算法”还编制了炮筹(算筹计算格)和炮表(算表)。总的目的是“不待推算而已了然心目”。

卷4—11:分卷具体讨论角、界、速、时、炮点距地的算法。角、界的算法是《火器真诀》相关图示的具体释例。后三个量(v,t,y)的算法是熊氏的补充,依据是《重学》卷11。(www.daowen.com)

应该强调的是,在卷3 中,熊氏已经考虑到发射时温度、空气阻力、风力、风向的影响。“凡物遇热则涨,遇冷则缩,天气亦然。热则气较疏,阻碍之力少;冷则气较密,阻碍之力多。”因此,熊氏发明一个“冷热之度较”表。“又气学之理,小则为气;大则为风。风之阻碍较气更甚,尤炮学中所当研究也”,因此,熊氏发明研制了“验风器”并以此绘制“权风表”测定风力大小,在实际计算中以比例方法推算风力阻力的影响。这些应该属于“有所发明”的内容。

的确,《火器真诀》考虑的均是理想状态,对此王韬也曾有批评:

李君但知算法一定比例,而不明弹出之路有时有高低、远近、迟速、斜直,其度数至有不齐也。今试立一靶于此,炮长短、大小同,药多少、美恶同,弹轻重、滑涩、围径同,发不同时,则所至之处远近各异。更有同一炮也,初发则远,次发则近,连发测验,至处皆有参差。如有定准,则次发之弹必当仍依初中原靶,何以必不能也?[64]

因此,王韬在其《火器略说》中论说了空气阻力、风向、风力、火药量的影响对弹道的影响。

纵观《火器命中》全书,如果说《火器真诀》是写给数学家看的话,那么《火器命中》则完全是写给炮兵们看的。他说《火器真诀》“算法虽备,而练者卒少,则相率诿以未入算学之门也”,因此他不仅补充了测量知识、仪器使用、数表使用等基础知识,而且说理全部配以实例,以求“举一反三”。他将炮兵们按其数学知识基础分为“已知算法者”和“未习算者”。对于前者,他认为“一切算式乃有比例”,各算法“不外四率比例”,依照所求分卷讨论给出算例。在此基础上,他还编排相应各种标准数表,“未习算者”查表按比例扩大或缩小即可,即所谓的“省算法”。熊氏也正是因为其“炮学省算法”得到赏识而任职于神机营。

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