黄履庄（1656—？），广陵（今扬州）人。清初制器工艺家、物理学家。在工程机械制造方面有很深的造诣。少聪颖，读书过目不忘，尤喜出新意制作诸技巧工艺。常作小物自娱。十岁丧父，家境贫困，投靠亲友为生。毕生刻苦钻研，创造发明很多，制有诸镜、玩器、水法、验器和造器之器等。其发明的“瑞光镜”可起到探照灯的作用。还发明了“真画”，人物马兽，皆能自动，与真无二，又创造了“自动戏”、“自行驱暑扇”、“验冷热器”和“验燥湿器”（验冷热器，即温度计）等。著有《奇器图略》，现已节存于《虞初新志》，共有27种。

明末清初，西方的一些机械制造原理和日用技术传到中国，引起士人和手工艺人的极大兴趣。在《虞初新志》所记载的大量畸人异事中，有很多能工巧匠。其中年轻的发明家黄履庄，能够制作很多诸如聚光镜之类的“奇器”。他之所以能够有这么些发明创造，固然与他心灵手巧有关；同时，为他作传的戴榕也承认，由于他“闻西泰几何比例轮捩机轴之学，而其巧因以日进”（《黄履庄小传》）。

黄履庄从小聪明能干，喜欢动手制作。七、八岁读私塾时，他曾雕凿了一个内含机巧的小木人，这个小木人放在桌子上，只要将桌子一边抬高，它就能沿着斜面一步步走下来。扬州是当时的对外通商口岸，黄履庄能够比较方便地看到欧洲传教士写的一些科技著作，他从中学到了不少几何、代数、物理、机械等方面的知识；另外，黄履庄的性格比较沉稳，平时喜欢独坐静思，遇到难题，经常废寝忘食地深入思考，直到把难题想通为止，这些主客观因素对黄履庄提高创造发明能力都有很大帮助。

据《虞初新志·黄履庄传》的记述，28岁以前，黄履庄已发明了相当多的机械器具，皆构思巧妙，令人叹为观止。他为此专门写了一本《奇器目略》，记录了自己的一些科技发明，但是，黄履庄的生平事迹很少见于文献记载，有关他28岁以后的事迹人们基本上一无所知。更遗憾的是，他的科技发明没有流传下来，他写的《奇器目略》一书也失传了，仅其表兄在写《虞初新志》时，从《奇器目略》里“偶录数条，以见一斑”，选出27种机械器具的名称，写进了黄履庄的传记；另外清代吴陈琬的《旷园杂志》也有黄履庄发明机械狗的记载，这些就是关于他的一些主要史料。然而仅仅这些资料也足以使黄履庄作为一位杰出的天才发明家，在我国古代科技创新史上占有突出的地位。

最早的自行车发明家

自春秋战国以来，中国就是一个车辆王国。清朝康熙年间，黄履庄潜心研制了自行车。《清朝野史大观》记载：“黄履庄所制双轮小车一辆，长三尺余，可坐一人，不须推挽，能自行。行时，以手挽轴旁曲拐，则复行如初，随住随挽日足行八十里。”由此可见，他制造的自行车，前后各有一个轮子，骑车人手摇轴旁曲拐，车就能前进，这是史料最早记载的自行车。

黄履庄以后大约100年，法国人西夫拉克1790年才制成了木制自行车，这辆自行车没有驱动装置和转向装置，坐垫低，人骑在车上两脚着地向后用力蹬，车子才能沿直线前进。另外据称，1801年俄国农奴阿尔塔莫诺夫制造了与西夫拉克车相似的木制自行车，还骑到莫斯科向沙皇亚历山大一世献礼，为此，亚历山大一世下令取消了阿尔塔莫诺夫的奴隶身份。世界上推广应用的自行车是1816年开发出来的，那一年德国人德莱斯制造了带车把的木制两轮自行车，并申请了专利。

综上所述，黄履庄是自行车最早的发明者，而发明自行车也是康乾盛世的扬州在科技创新方面领先国内外水平的一个重要标志。

发明验燥湿器、验冷热器和瑞光镜

早在汉代我国就有用羽毛、木炭测量湿度以预测降雨的实例。1683年黄履庄制作成功了第一架利用弦线吸湿伸缩原理的“验燥湿器”，即湿度计。它的特点是：“内有一针，能左右旋，燥则左旋，湿则右旋，毫发不爽，并可预证阴晴。”黄履庄发明的“验燥湿器”有一定的灵敏度，可以“预证阴晴”，具有实用价值这和欧洲虎克发明的轮状气压表的原理相似，验燥湿器可以说是现代湿度计的先驱。

黄履庄的另一个发明是“验冷热器”，即温度计。据记载，“此器能诊试虚实，分别气候，证诸药之性情，其用甚广，另有专书。”只是验冷热器的“专书”和实物都已失传，我们难以判断其具体原理和结构，估计是气体温度计之类的装置。

黄履庄还发明了“瑞光镜”，这种瑞光镜可以起到探照灯的作用。在我国，明末就有此类的记载，黄履庄的发明，对其有很大改进，他大大增加了凹面镜的尺寸，最大的直径达五六尺。《虞初新志·黄履庄传》记载道：“制法大小不等，大者五六尺，夜以灯照之，光射数里，其用甚巨。冬月人坐光中，遍体升温，如在太阳之下。”由于当时只能是蜡烛和太阳光之类的光源，凹面镜的口径大，它所能容纳的光源也就大，这就使得人们可以提高光源强度，这样经过反射形成平行光以后，照在人身上就有“遍体生温”的感觉，亮度也大大增加了。欧洲人1779年才制成类似器物，比黄履庄又晚了近百年。

黄履庄是一位完全可以和爱迪生相媲美的发明家，他制作的奇器五花八门，比如：显微镜、千里镜、望远镜、取火镜、临画镜、多物镜、驱暑扇、龙尾车（提水机械）、报时水、瀑布水等等，运用的知识涉及到数学、力学、光学、声学、热力学、材料学等多种学科。以“临画镜”和“缩亮镜”为例，当时曾有人进行描述：“千里镜于方匣布镜器，就日中照之，能摄数里之外之景，平列其上，历历如画。”为了发明这些机械，黄履庄特地制造了性能很好的弹簧，这些弹簧的性能虽好，但起初制造速度并不很快，为此黄履庄又造了一台专门生产弹簧的设备，能够批量制造弹簧，扬州附近的工匠闻讯纷纷前来索要，黄履庄十分慷慨，将弹簧免费赠送给他们。有了大批高质量的弹簧，黄履庄又能发明更多的奇器。

梅文鼎巧遇机械狗

黄履庄的奇器发明不仅轰动了扬州城，而且远近闻名，消息一直传到了安徽宣城梅文鼎的耳里。梅文鼎是清代最著名的大数学家，大学士李光地曾邀请梅文鼎到北京住在自家府中，并且向梅文鼎学习数学、天文知识，后来经李光地推荐，康熙皇帝召见了梅文鼎，在南巡的龙舟中君臣二人连续三天谈论数学、天文，康熙还亲书“绩学参微”四个字表彰梅文鼎的研究工作和不凡造诣。就是这么一位大数学家听到黄履庄许多发明奇器的传说，起初他也将信将疑，于是决定亲自到扬州登门拜访以探虚实。一天他来到黄履庄的家门口，刚举手敲门，门边的一条狗突然原地站起来朝他大叫，梅文鼎不知所措，这时门内响起了脚步声，开门的是黄履庄，只见他拍拍狗的头部，又在狗身上拨弄了一下，看门狗乖乖地躺下，也不再大声吠叫了，梅文鼎大吃一惊，仔细一看问黄履庄：“这不是真狗吧？”“这是我特制的木狗，有人来敲门就会站起来发出像真狗一样的叫声。”黄履庄答道。梅文鼎顿时大开眼界，对黄履庄如此精巧的奇器发明十分赞赏。

除了梅文鼎而外，总不断有人慕名前来拜访黄履庄，黄履庄不仅热情接待他们，还常把自己制作的一些奇器送给亲朋好友，这也是他发明的奇器非常可惜地没有保存下来的一个原因。

黄履庄小传

黄子履庄，予姑表行也。少聪颖，读书不数过，即能背诵。尤喜出新意，作诸技巧。七八岁时，尝背垫师，暗窃匠氏刀锥，凿木人长寸许，置案上能自行走，手足皆自动，观者异以为神。十岁外，先姑父弃世，来广陵，与予同居。因闻泰西几何比例轮捩机轴之学，而其巧因以益进。尝作小物自怡，见者多竞出重价求购。体素病，不耐人事，恶剧嬲，因竟不作，于是所制始不可多得。

所制亦多，予不能悉记。犹记其作双轮小车一辆，长三尺许，约可坐一人，不烦推挽能自行；行住，以手挽轴旁曲拐，则复行如初；随住随挽，日足行八十里。作木狗，置门侧，卷卧如常，惟人入户，触机则立吠不止，吠之声与真无二，虽黠者不能辨其为真与伪也。作木鸟，置竹笼中，能自跳舞飞鸣，鸣如画眉，凄越可听。作水器，以水置器中，水从下上射如线，高五六尺，移时不断。所作之奇俱如此，不能悉载。

有怪其奇者，疑必有异书，或有异传。而予与处者最久，且狎，绝不见其书。叩其从来，亦竟无师傅，但曰：“予何足奇？天地人物，皆奇器也。动者如天，静者如地，灵明者如人，赜者如万物，何莫非奇？然皆不能自奇，必有一至奇而不自奇者以为源，而且为之主宰，如画之有师，土木之有匠氏也，夫是之为至奇。”予惊其言之大，而因是亦具知黄子之奇，固自有其独悟，非一物一事求而学之者所可及也。昔人云，天非自动，必有所以动者；地非自静，必有所以静者。黄子之奇，其得其奇之所以然乎？

黄子性简默，喜思，与予处，予尝纷然谈说，而黄子则独坐静思。观其初思求入，亦戛戛似难，既而思得，则笑舞从之。如一思碍而不得，必拥衾达旦，务得而后已焉。黄子之奇，固亦由思而得之者也，而其喜思则性出也。

黄子生丙申，于今二十八岁，其年月日时，与予生期毫发无异，亦奇也。因附书之。

——选自清人张潮编《虞初新志》