19世纪60年代初到90年代中期,清朝统治者为了维护封建统治,兴起一场引进资本主义生产技术,兴办近代军事工业和民用工业的运动。代表人物为恭亲王奕䜣、曾国藩、李鸿章、左宗棠、张之洞等,以“自强、求富”为中心内容。近代史上称之为“洋务运动”。
洋务运动兴起之初以购买洋枪洋炮和创办新式军事工业为主要任务。1861年,两江总督曾国藩在安徽创办安庆内军械所,1862年建成投产,这是清末官办最早的制造近代武器的军工厂,包括火药局、火药库、造船局三部分。所内“全用汉人,未雇洋匠”,规模较小,以手工制造为主。制造子弹、火药、枪炮等武器弹药,为湘军提供部分装备。用以镇压太平天国革命。1864年,清军攻陷南京后,该厂由安庆迁至金陵(今南京),次年改建为金陵机器制造局。安庆内军械所的创办,为晚清近代军事工业和中国近代工业的发轫。安庆内军械所旧址现为安庆市市级文物保护单位。
安庆内军械所中集合了一批当时中国著名科学技术专家,如徐寿、华蘅芳、龚芸棠、徐建寅、华世芳、吴嘉廉等。这里着重介绍一下徐寿和华蘅芳两位,他们是中国近代科技史上有重要影响的人物。徐寿(1818—1884)江苏无锡人,字雪村,号生元。早年即钻研格物致知之学,曾赴上海学习西方自然科学、工程技术,并进行科学实验,尤对化学感兴趣。清咸丰十一年(1861年),与华蘅芳同往安庆在曾国藩幕下佐理洋务新政,参与创办安庆内军械所和金陵机器局。1862年接受造船任务,与华蘅芳、徐建寅等历时数年于1865年试制成功中国第一艘木壳蒸汽轮船“黄鹄”号,试制过程中“制器置机,皆出寿手制,不假西人”。后又到上海江南制造局供职,任翻译馆翻译,他建议翻译西方自然科学、工程技术书籍,先后译书数十部,对船、炮、枪弹等有多项发明。还参与筹办大冶铁矿、开平矿物局、漠河金矿,推广机器缫丝技术等。他最早系统介绍当时的西方化学知识,所创的一些化学译名沿用至今。
华蘅芳(1833—1902)江苏无锡人,字畹香,号若汀。早年研习中国传统数学,并学习西方数学。后结识徐寿。咸丰十一年(1861年)入安庆内军械所,从事轮船制造。同治元年(1862年)与徐寿等人合作,参考英国人所著《博物新编》中关于汽机的知识,在安庆试制成功小型蒸汽机。此后在试制木壳蒸汽轮船“黄鹄”号的工作中他主要负责“推求动理,测算汽机”。1867年起主要在江南机器制造总局翻译近代科学技术书籍。1887年起,先后任教于天津武备学堂、武昌两湖书院、江南机器制造总局等处。华蘅芳与外国人合译多种关于数学、矿物学、地学、气象学科学技术书籍,其中《决疑数学》《三角数理》《代数术》《微积溯源》等,将代数学、三角学、微积分学、概率论介绍入中国。其中《金石识别》《地学浅说》将近代地理学知识传入中国。
十八世纪在西方,由于蒸汽机的广泛采用而引起了重大技术革命。1705年英国人钮可门制造了以他自己名字命名的钮可门汽机。此后英国人瓦特在钮可门蒸汽机的基础加以改进,发明使蒸汽由气缸两面依次进入缸体从而推动活塞不断往复运动的新型蒸汽机,并于1776年研制出第一台实用机。蒸汽机成为当时最好的原动机。1862年,徐寿与华蘅芳在安庆内军械所试制成功中国第一台小型蒸汽机,“汽缸直径是一又十分之七吋,机器转速每分钟二百四十转”。
徐寿、华蘅芳等人设计的“黄鹄”号轮船,为木壳明轮船,以蒸汽为动力,载重25吨,长55尺,高压引擎,单汽筒,直径一尺,长二尺。主轴长十四尺,直径二寸四分。锅炉长十一尺,直径二尺六寸,机器集中在船的前半部,在长江试航,顺流时速大约二十八华里,逆流时速约十六华里。制造这艘轮船除回转轴、锅炉所需钢材为舶来品,其他一切设备和工具完全采用国产材料自己制造,全部造价白银八千两左右。一百多年前,徐寿、华蘅芳等人独立设计制造成功我国第一艘以蒸汽为动力的轮船,在我国造船史上具有里程碑意义。在2010年上海世博会中国船舶馆里陈列的船模中,就有“黄鹄”号轮船的模型。