夏炎与传真技术在中国的传播

·科学技术史·

夏炎与传真技术在中国的传播

王沛1,2,姚远1

(1.西北大学 数学与科学史研究中心, 陕西 西安710127;2.西安邮电大学 研究生院, 陕西 西安710121)

摘要：基于晚清和民国时期的原始文献考证，将世界传真技术的发明分为以接触式扫描为特征的第一个发展阶段(1843—1902)和以硒光电管发报、以照相记录法收报为特征的第二个发展阶段(1902—1948)。在中国以清同治五年(1866)斌椿(1804—1871)、张德彝(1847—1918)的传真概念引入，以及《知新报》和《万国公报》的初步介绍为第一个发展阶段；以黄涓生(1894—1990)、倪尚达(1898—1988)、夏炎(？—？)等于1922—1927年间深入介绍传真机的结构、功能，并创办中国第一家传真电报公司为标志，进入第二个发展阶段。结论认为，传真技术的引进是西方前沿技术发展与传入中国大致同步的最为典型的案例之一，夏炎是这一历史进程中最为关键的人物。夏炎通过创办前沿技术企业的形式，使其在中国生根，形成了引进西方先进科技的一个成功典范。

关键词：夏炎(？—？)；传真技术；发展阶段；传真机；传播；传真技术史

收稿日期：2014-10-11

基金项目：陕西省自然科学基金重点项目(2010JM9009)

作者简介：王沛，男，陕西西安人，从事科学传播史研究。

通讯作者：姚远,男,陕西岐山人,西北大学编审，博士生导师,从事科学传播史及科技期刊史研究。

中图分类号：N91

XIA Yan and the spread of fax technology in China

WANG Pei1,2, YAO Yuan1

(1.Centre for History of Mathematics and Science, Northwest University, Xi′an 710127, China;

2.Graduate School, Xi′an University of Posts and Telecommunications, Xi′an 710121， China)

Abstract:Based on the original literature in the late Qing Dynasty and the Republic of China, the invention of world fax technology can be divided into two stages. The first stage is characterized by contact scanning(1843—1902), and the second stage is characterized by using the selenium cell in transmitting terminal and the photographic record in receiving terminal(1902—1948). In China, the first stage of fax technology development includes the concept introduction by Bin Chun (1804—1871), Zhang Deyi (1847—1918) in 1866 ,and the preliminary introductions by journal of The Reformer China and Wan Kwoh Kung Pao; From year 1922 to 1927, Huang Juansheng (1894—1990), Ni Shangda (1898—1988), Xia Yan (?—?) made some detailed introductions about the structure, function of the fax machine, and established the first facsimile telegraph company in China, which is a symbol of entrance of the second stage. The application of fax technology in China is one of the most typical case that the introduction of advanced technology to China approximately synchronizes with the development of it in the western countries, and Xia Yan is the key figure in this historical process. His introduction of the fax technology into China by establishment of modern enterprises has made a successful example of introducting the western advanced science and technology.

Key words:XIA Yan(？—?)； fax technology; fax machine; stage of development; spread; history of fax

传真一词源自拉丁文“facsimile”，意为“制造相似”，是把记录在纸上的文字、图表、图形等图像通过扫描、编码、传输，在接收端重现与发送端相同或相似图像的一种通信手段。传真是一项古老而又年轻的技术,清同治五年(1866)中国人就已经开始接触这一新生事物,但直到1926年4月,中国第一条传真线路方才架设试验成功,而传真真正为国人所熟知则是在20世纪80年代之后。近年来，刘娜、李艳平[1]、王明亮等[2]，对传真技术在中国的传播过程和一些代表人物及主要事件作了研究，但对关键人物的还原不够清晰，对传真技术原理的演进关注不足。

夏炎,字沧一,湖南长沙人，生卒年不可考。1912年7月中学毕业于交通部上海工业专门学校,后转至北京，就读于交通部邮电学校无线电高等工程班,1920年12月毕业。曾留学巴黎高等电气学校,先后供职于交通部电政司、江西省建设厅、山东省建设厅、安徽省建设厅、民国航空通信委员会通信科。夏炎是民国时期的电信专家,是传真技术在中国传播过程中无法回避的关键人物。1926年4月,夏炎利用从法国引进的贝林*贝林(M. Edonard Belin,1876—1963),法国人,传真机的发明者。亦被译为伯兰、贝兰、白兰、斐灵、比令、柏兰、毕林等,请注意以下引文中的相关译法。式传真机,在北京、天津之间架设试验成功,随后创办传真电报公司,于1927年7月营业，标志着传真技术开始在中国应用。

1夏炎对传真技术的关注与介绍

1843年,苏格兰物理学家亚历山大·贝恩(Alexander Bain,1810—1877)发明了世界上第一台传真机,此后,传真的概念开始在世界上传播。中国最早关于传真的文字记述,可以追溯至19世纪60年代[3]。1866—1930年这60余年间,斌椿(1804—1871)、张德彝(1847—1918)、黄涓生(1894—1990)、倪尚达(1898—1988)等人陆续对传真技术作了介绍。夏炎作为民国时期的电信技术专家,很早便注意到“电传影像术之昌明,能以寸楮传数百字”[4]。他对传真技术十分推崇,认为传真“擅邮传之便,极电递之速,一举兼得”,“用于政治,可当信使。用于军事,可作飞檄。远方契约之订定,电汇支票之通行,法庭缉牒之颁传,旅行遗嘱之成立,诸如此类,不可胜纪,皆足以补人事之不及,开电递之新元”[5]。

同时,作为多年从事电政的专业人员,夏炎敏锐地意识到传真技术对于中国电信事业的发展具有重要的意义。近代电报技术的发展与应用,是以莫尔斯码为基础的,即通过信号代码的不同排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号,所以,莫尔斯电码只能用于传送英语或以拉丁字母拼写的文字。由于中国文字的特殊性,中文电码采用了四位阿拉伯数字作代号,即“四码电报”。中文电码的特殊性,使其并不被国际电报认可采用,视为非明文传输,无论通用性和经济性都受到了极大的限制,而传真的出现则使这一问题迎刃而解。夏炎特别指出：

“我国文字艰深,不克利用电符，故电气通信,全恃码字转译,致于世界电语中,不获列为明语,阻碍前途,莫此为甚。绥靖有志者欲引用亚拉伯字拼法,及注音字母以代此强涩难通之文字,均欠成功,唯有望洋兴叹,为之棘手。电报技术之无法改良,厥为一大原因。今者传影之术,既已昌明改革之功,于焉可卜。诚以中国文字,骨格四方,缩写极易,寸楮千言,仍可识别,深合电传之格式。若能将电报线路及无线电台机械稍加改良,传影实施,必易将事。届时码字传移之困难,不攻自破,其有裨于军事政务,绝非浅鲜。”[5]

因此，他建议当局应当“急起更张,派遣专员,放洋学习,迨有成效,即筹款订购新机,装设实用”,这样“中国电政前途之新纪元,必可与世界电报技术之增进,同臻胜域”[5]。

为增加国人对传真的了解,夏炎对传真机的基本原理和结构进行了专业而详细的介绍。1925年，他在《电传影像术之发达与中国电报革新之希望》一文中,将传真机与电话传音作类比,描述了硒在传真技术中的重要功用:“硒之特性,其阻力随光线强弱为转移,如吾人以硒速琐电环,用光线以司操纵。因硒之本体阻力变动,使电环中感受之电气,或通或阻,或高或低,由一隅以及远方,无不如意。传影术之神秘,尽于此矣。”另外，对此类传真的发送技术(传影布置)和接收技术(收影布置)原理，也从专业的角度分别作了描述。

对传影布置：“于传影时,以照就之软片,粘附于玻璃筒A上。筒之中心有炬作光,而筒于周旋回转外,复能自彼端向彼端蠕蠕移动。是盖使光线透过照像软片时,无点不届,犹之留声机之针尖,必尽唱片之螺旋,方能曲传声响。软片之明暗不一,故透光之强弱攸分。此或强或弱之光线,射入避光箱B之隙孔,箱中所有当隙孔而立以感受光线者,为硒之具体。硒之两端,外连于电环(CIRCUIT)CPS。P者,电池数枚,所以供电环中之原动也。S者,变流器之原组PRIMAIRE DU TRANSFOMATEUR,借电磁感导,将电环中用光线所感生之电气波澜FLUCTUATION ELECTRIQUE,传入变流器副组SECONDAIRE DU TRANSFORMATEUR,假导线(有线电)或天线(无线电)以递送于远方也(但导线或天线中,必须有传带电浪ONDES PORTEUSES,否则力弱,不克及远)。”

对收影布置：“由传影方面光线所感生之电浪,即达收影方面,则收影方面导线或天线所感受之电势INTESITE,强弱攸分,一随彼方之光度为转移。吾人将此电气波浪,转入收影机之副组CIRCUIT SECONDAIRE,仿寻常无线电方法,用检波器DETECFEUR化之为独向电流COURANT D’UNE SEULE ALTERNANCE,则可转动嘉而凡表GALVANO METRE之指针,使向一方移动,感受电势有强弱,斯移动之度数有参差。指针之末附以玻璃纸H,纸上所染黑色,由深及浅,此透光深浅之玻璃纸,遮盖避光箱之一隙孔,使对面M炬所射入避光箱之光线,随玻璃纸之蠕动,以分强弱。吾人乃得于箱中置与传电方面玻璃筒相等之圆筒,其转动之方向与速率,必趋一致。圆筒之上,粘附收影软片PELLICULE TELECRAPHIQUE,以吸收光线。故来方所传之电浪甚强,即当所传影片甚暗之处,因当黑暗处光线透过者弱,硒之阻电力低,故电环中之电力感生者大,则嘉而凡表之指针,转移之角度大,而此方玻璃纸所透过之光线强(因玻璃纸着色由深及浅之故)收影软片上所留之黑影深。若所感受之电浪弱,则软片上所留之黑影浅。由是深深浅浅,彼方所传之影像,一一重印于此方之软片上,一经冲洗,无殊真迹,不啻原件传来矣。”[5]

由于照相技术的进步,使得这种传真技术中的照相软片从避光箱中取出时,已经定影显光完毕,可以立即使用。因此，夏炎赞叹“此神奇之创作,嘉惠于人类者,至无涯尽也”。

1926年,夏炎发表《电传笔迹术之昌明与中国电政改革之希望》一文,对贝林式传真机的结构原理作了专门介绍：

“柏兰电机制造原理,系两端用大小相等速率相同之圆滚各一,发报圆滚上,卷附原电。此项电纸系用特种墨水书写,经写处自行凸起,然后以触针依纸面经画。斯时若圆滚旋转,并由一端向彼端推行,触针即可经画电纸全面,而其所经凸起之处,每能发生微颤,触针之背,若安设电钮,借针之颤动以自相开闭,则可发出间续不断之电流,此项电流纯由触针经过电纸凸起部分而产生(图1)……非凸起部分,则电钮相合,电流在局部电环内(Local circuit)自动周转。设触针为圆滚上凸起部分所推后,则电钮相离,而电流转入线路,电气变动,由是而生焉。”

在收报方面,主要是借助电动计(oscillographe)感应电流强度变化：

“其磁界甚强,而颤动之金属线上镶有小镜,借以回折光线(图2)……回折之光线穿过聚光管,由管尖小眼以射入暗室,然为避去有碍工作之光线故……聚光管之前面仅留一小门。小镜之角度如安置得宜,则惟触针落于凸起部分时,电动计所表作之光线,始得射入聚光管,以径入暗室。暗室之中,闭置圆滚。上粘寻常硒影纸,而电动计受之动作,因得借光线回折,将发来电报,影印于硒纸上,以流传真迹也。”[6]

图1　夏炎手绘贝林式传真发报机结构图 Fig.1　Hand-painted structural schematic diagram of Belin′s fax transmitter by Xia Yan

图2　夏炎手绘贝林式传真收报机结构图 Fig.2　Hand-painted structural schematic diagram of Belin′s fax receiver by Xia Yan

不同以往的是,夏炎在文章中对于贝林传真同步技术作了详细说明:“发报轴有物如(甲),能推动活板,以开闭电路。收报轴有物如(乙),每转一周,即为搭钩所牵住,静待发报方面(甲)物与活板相触,输送电流至收报方面,或生电磁,以吸起搭钩,而纵圆滚自旋。设收报滚之速率略大于发报滚,经过此项布置,则两滚之速率,恒能均等维持,无或前或后之弊,以视用Synchorous motor,繁简异致矣。”[6]

夏炎对贝林的传真同步技术甚为推崇,认为“该机唯一之巧妙,在同步方法之确立”。1927年,他在《法国白兰华文印字电报机说明书》中,对贝林式传真机的同步原理,从应用于有线电和无线电两个角度,进行了更为详细的说明:

(用于有线电传输,图3)“甲乙为两铜滚之轴,各有凸齿一,而乙轴之齿恒为一铁钩所持,必待甲轴之齿转至电键之前,使电键与电门相接,发送电流与电磁,俾吸回铁钩,而纵放乙滚旋转。设甲乙两滚之转运速率相差不远,则两滚必能同步,所可断言。”

(用于无线电传输,图4)“甲乙两铜滚之轴各有月牙齿一,齿前有铁钩以牵制之。设此时利用地心吸力,将两钟摆之运动调谐归于一致(除在地球两极及赤道外均可办到),则每摆动一次,两方可同时发送电流于电磁,将铁钩吸回,使铜滚接续转运。”[7]

图3　夏炎手绘贝林式传真机同步结构原理图(有线电传输) Fig.3　Hand-painted synchronous structure schematic diagram of Belin′s fax machine by Xia Yan(Wired transmission)

图4　夏炎手绘贝林式传真机同步结构原理图 (无线电传输) Fig.4　Hand-painted synchronous structure schematic diagram of Beli′s fax machine by Xia Yan(Radio transmission)

这一时期,夏炎关于传真技术的文章还有《试验印字电报机参观记》《印字电报机之说明》《印字电报机之用法》和《印字电报机之优点》等,均刊载于《电友》1926年第11期。

夏炎对于传真电报技术的介绍,相较于前人更加专业,描述更为规范,尤其是他对于传真同步技术的描述,使国人真正开始了解传真电报的核心技术。他力陈传真技术之优点,将其与中国电政改革深刻联系,为传真技术在中国的广泛应用奠定了基础。

2传真技术在中国的正式引进

1925年,夏炎因为《我国对于巴黎电政会议应行注意之点》一文,获得民国政府的青睐,由交通部派赴巴黎,出席战后第一届国际电政会议。会议期间,贝林对其发明的传真机进行了公开演示,夏炎“以中国电报专家资格,亲与试验,即认定此项发明,与中国电报事业之改革进行,极为密切”[7]。当时,夏炎成功收到了中国代表团另一成员彭欲义从斯特拉斯堡发回的传真(图5)，“相隔一千七百启罗米达之远,费时四分,计得一百五十一字”,而如果用传统方法,“则非历四小时不可”[6]。

图5　彭欲义发给夏炎的传真电报 Fig.5　Fax telegraph transmitted to Xia Yan by Peng Yiyu

中国代表团参加巴黎国际电政会议的主要成果之一,就是使中文电码为国际社会所接受,凡用四个码字代码的中文,一律作为明文收费,无需付加倍的密码费,从而为中文电报在国际上打开了一条通路。因此,当夏炎看到贝林传真电报机的公开演示并且亲身试验后，自然第一时间就将其与中国电报事业的发展相联系,喜悦激动之情溢于言表。“君有志于中国之无线电事业,睹斐氏印字电报机之发明,发愿欲使中国首先倡用之。不让英吉利倡用意大利马可尼之无线电学专美于前也”,“爰约斐灵氏来华”[8]。

此时贝林也感觉到了夏炎对传真电报的关注,于是劝说夏炎“此机之发明,将使中华文字,增其国际间之声价”,并当即表示“会当专行来华,与中国人士相见”。1926年,贝林果然来到中国,与夏炎一起“有所筹划”,并“公开演讲,说明此机发明之经过与其原理,并将当众作一度之实验焉*贝林受李书华邀请,于1926年10月14日在中法大学演讲“电传图像”,并假北大物理实验室利用北京沈阳间长途电话线试验电传字书及电传照相。李书华后来回忆:“这是中国电传图像的第一次。””[8]。

巴黎电政会议期间,夏炎得会议组织方介绍,参观了位于巴黎的贝林工厂,并请贝林对他进行了短期培训。巴黎电政会议之后,在中国代表团团长王景春博士的支持下,夏炎在英、法、瑞典、挪威等国的各大电讯厂学习电传字迹方法。夏炎后来回忆:

“结业后,承法国爱德华比令先生青睐,允借照相电报机六部,并派一技工古尔随同来华做示范,同时给予有力的介绍信多件。回国后,得当时的邮政总办法人迭士兰协助,即在北京、天津邮政总局内辟室供试验之用。1926年,架设成功,发出的第一封照相电报为梅兰芳的手笔及其小照,次日登载于天津《大公报》和《国文周报》,笔画清晰,无殊真迹。照片亦毫发逼真,大为读者所赞赏。”[9]

夏炎带回的6部传真机,被张作霖所属的东北无线电监督署全部收买,两部装设于京、津,其余装设在沈阳、哈尔滨、长春、葫芦岛四地,公开供商民使用。1927年,“法国柏兰氏与我国合办摄影电报公司,设总公司于奉天,推及北京,天津站则于上星期成立”,“现已通电者有北京、奉天两站,本埠及哈尔滨两站,不久亦可开始传输,尚在计划中者,则为上海、武汉、长春等埠”[10]。其时,夏炎为摄影电报公司天津局主任。1927年8月23日，《国闻周报》记者前往天津局参观试验,当时夏炎正在公司,下午3时40分由天津发出传真,4时05分到北京,相距时间25 min(图6)[10]。为规范摄影电报收发,当时还制定了《东北无线电摄影电报收递办法》,这应当是我国第一个传真电报业务管理办法。按此办法,传真电报的价目“按一格收费一元五角,二格收费三元,三格收费四元五角,四格收费六元”[11]。“一格”的尺寸为10 cm×15 cm2,不限字数,一律收费1.5元,作为快递邮件,传递手续占时约2.5 min,洗送时间为1.5 min,最多可传递600字,平均200字,较旧式电报廉价快捷得多(图7)。摄影电报公司天津局于1927年9月1日开始营业,为推广传真技术,夏炎主张对新闻电报予以优惠,并亲自赴奉与贝林公司进行磋商[12]。

图6　《国闻周报》记者在摄影电报公司天津局所发传真电报 Fig.6　Fax telegraph transmitted by journalists of Guowenzhoubao in Fax Telegraph Company of Tianjin Bureau

图7　摄影电报所传图片 Fig.7　A photograph transmitted by phototelegram

东北摄影电报公司的成功开办,使传真技术为更多的国人所接受。1928年12月,张学良宣布“东北易帜”,南京国民政府形式上完成对全国的统一,并开始逐步接收北洋政府的电政设施。随后,南京政府“为发展我国电政及便利民众通讯起见,函约法商长途电话公司及西门子洋行,将所经历之传真电机装运来华试验通讯”[13]。法商长途电话公司使用贝林式传真机,1929年“在沪、宁间装设试用,成绩尚佳,交通部为便利民众通信起见,拟即开放公用……已自七月一日起,实行试办二月”[14]。稍后，德国西门子洋行的卡鲁禄斯氏式传真机，于1930年6月26日成功实现南京和柏林之间的无线电传真试验[15]。传真技术在中国的应用由此进入一个新的阶段。

3夏炎对传真技术的认识与改良

巴黎国际电政会议结束后,为使国人更好地了解传真技术的先进性,夏炎采用与旧式电报机对比的方法,从技术、经济、营业和工作四大方面对传真技术的优点进行了介绍,指出“为图事业之革新,非采用新机不可”[6]。之后,夏炎又进一步总结了传真技术的16项优点,对传真业务进行推广:

“一、用该机发送华文电报,不必逐字译成电码,系将华字直接印发;二、用该机发送华文电报,不必逐码拍发,系整张电文,立刻印发;三、用该机收受华文电报,所收之字,不为电码,而直接即为华字;四、用该机收受华文电报,并非一码一字收受,而为整张之电文;五、不论有线电或无线电,均可应用该机,整张发送华文电报并整张收受;六、不论照相绘画地图,均可用该机同样印发及收受;七、该机设有特别枢纽,无论电报地图照相绘画等均可密发密收,永无走漏之弊;八、用该机首发电报,不必翻译电码,不必逐字拍发,可节省时间,增加业务;九、用该机首发电报,可免误译电码,误拍点画等弊,得以增加信用;十、用该机收发电报,可完全省去纸条油墨铅笔橡皮之费;十一、用该机收发电报,可减省人工,除技术人员外,普通电报人员,只须具有管理知识,不需特项技能,如邮务人员然;十二、该机有益于军事,如传递主将亲笔命令、战事照片、军用地图等;十三、该机有益于司法警界,如传送通缉人犯照片、指纹等;十四、该机有益于银行界,如亲笔汇兑、电报、本人取款等;十五、用该机收发有兼擅邮电之功能;十六、用该机收发电报,可增进人民对于电报之信用,因而普及用途,以增加收入,发扬文化。”[7]

传真技术引进中国之后,夏炎除将其推广应用,还尝试对化学传真纸进行改进[16],“并在农商部专利奖掖之下,得免去用特种墨水书写及撒粉考制之烦”,而这项改进更使得夏炎因而取得在1927年出席华盛顿国际无线电技术会议的资格[9]。

4结语

1843年，贝恩基于钟摆的原理，发明世界上第一台传真机。自彼时起，传真技术经过140余年的改良发展，在20世纪80年代逐渐流行。总体而言，其经历了两个发展阶段。

第一阶段(1843—1902)：这一阶段的传真技术，以接触式扫描为特征，在发送端使用电触点式的图像分解法，在接收端使用电化或电机的图像记录法，就其本质而言，都是基于接触式扫描的电化学传真机。这一时期，传真技术在新闻、出版、金融等行业有了一定的应用。但是，由于其所传送的图像必须使用绝缘漆画在金属箔纸上，给用户使用带来不便，加之造价昂贵，单位传输费用较高，应用范围十分有限。

第二阶段(1902—1948)：这一时期的传真机，发报装置使用硒光电管，收报装置使用照相记录法，不仅能够传送线条图像，而且还能传送色调图像。1927年，在新的传真技术的基础上，欧洲建立了传真电报网。1935年，美联社基于这套系统建立了遍布全国的网络。从此，传真技术开始了更为广泛的应用。

传真技术在中国的传播，基本与世界传真技术的发展同步。从清同治五年(1866)斌椿、张德彝第一次介绍其基本概念，到清光绪廿二年(1898)《知新报》作为近代报刊第一次刊载传真方面的报道，清光绪卅二年(1906)《万国公报》对原始电化学传真机的使用方法进行介绍，是传真技术在中国传播的第一阶段。这一阶段，主要通过晚清留洋使者的见闻和新闻报道，对传真机这一新生事物及其使用进行概述，帮助国人对传真技术建立起一定概念。第二阶段起始于民国建立，以黄涓生、倪尚达等为代表的留学生，在学习和实习的过程中得以接触传真机实物，对传真技术的介绍深入到了结构和功能的层次。夏炎在前人的基础上，对当时世界上主流的贝林式传真机的基本原理和结构进行了专业详尽的描述，并连续对传真同步技术作了大量说明，从而将传真技术的核心原理呈现于国人面前。夏炎从法国带回的6台传真机，是当时世界上最为先进的贝林式传真机，其于1926年4月在北京、天津间架设试验成功，是中国近代史上的第一次传真试验。1927年7月，夏炎参与创办的摄影电报公司，是中国近代史上第一家传真电报公司，不仅标志着传真技术在中国的应用，更是世界主流通信技术在中国的直接应用。这是近代电信技术在中国传播过程中的重大事件，夏炎在其中功不可没。

中国电报事业创始于清末光绪年间，采用莫尔斯式机件。由于中国文字与西方文字的不同，使得中文汉字编码迥异于西方，不被国际电报采用，通用性受到限制的同时，还使国家经济蒙受巨大损失。当时的电报技术最快速率为每分钟120码，合30字，如有错码则译不成文，每字传递连同译费为0.11元，查对错码则加倍收费。传真电报解决了汉字编码的问题，无需编码译码，操作简单便捷，拥有极其广泛的应用。1927年7月，东北摄影电报公司的创办，正值民国“黄金十年”的开端，传真技术在新闻、军事、司法、警察、银行等行业的应用，促进了中国电政事业的繁荣，而国际传真业务的开通，使国人得以真正与世界同步。随后传真技术不断发展, 中国报刊亦纷纷予以报道，反映了中国学术界对这项技术的兴趣、热衷与赞赏。

参考文献：

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[16]编者.公布栏.工商部[N].申报,1929-07-06(16).

(编辑亢小玉)