清末科学家邹伯奇：发明中国第一台照相机

 

本土科学家邹伯奇数学力学光学天文地理无所不通 领先时代

 

照相机气压计日夜晷天球仪太阳系表演仪无所不造 名震广府

 

“生命太短暂，所以不能空手走过，你必须对某样东西倾注你的全部深情。”这是1997年诺贝尔奖获得者朱棣文对哈佛大学毕业生所作演讲中的一句话。当我查阅两百年前广州科学先驱邹伯奇的相关资料时，这句话反复在脑海里出现。在那个绝大多数人压根不知道科学思维为何物的年代，“科学家”绝不是可以拿来显摆的职业，但他孜孜不倦地钻研数学、光学、力学、天文学乃至地理学，乐此不疲地研制照相机、气压计、日夜晷、天球仪和太阳系表演仪，在把自己锤炼成百科全书式奇才的同时，也将邹家原本丰厚的钱袋子折腾得差点见了底。只有“深情”二字，才能解释他“苦并快乐着”的一生;也只有“深情”二字，才真正值得今日之科学家和教育家们学习和反思。

 

采写/记者王月华

 

超越时代

 

清末岭南书生

 

科学王国起舞

 

今天，如果自家孩子拿了物理学国际大赛的奖项，父母肯定会笑逐颜开。把时光倒推两百年，情况就完全不同了。你很难想象会有中国小孩托着腮帮子坐在树下，苦苦思考苹果为什么会掉到地上的问题。就算真有特聪明好奇的孩子，想安安静静做几道有难度的算术题，也多半会挨上父母的一顿笤帚：不多背几篇八股文，考个功名光宗耀祖，反而去整这些没几个人看得明白的“闲篇儿”，不是自个讨打嘛?

 

不说别人，就拿晚清名臣曾国藩来说吧，小儿子曾纪鸿酷爱数学，他压根没给什么鼓励，不过是没有打压而已，就成了现在历史学者眼里不可多得的开明父亲，可见数学家在当时的地位实在太低，压根入不了主流人群的法眼。

 

再翻翻本土地方志，狐仙蛇妖的传说时有出现，科学家的故事却几乎没影，倒不是当时一个“科学工作者”都没有，而是这个团体实在太不显山露水，没几个人理解他们工作的价值。

 

早慧少年

探究问题不眠不休

 

邹伯奇就是在这样贫瘠的土壤里成就自己的科学传奇的。1819年，邹伯奇出生在南海泌冲一个教书人家，父亲和外祖父都是学养深厚的“数学爱好者”，因而给了他当时少有的数理启蒙教育。这个早慧的少年表现出了极其罕见的探究精神，用同时代大儒、其知交好友陈醴的话来说，邹伯奇“读书遇名物制度必究，昼夜探索，务得其确”。正因热爱探究，他发现古代“诸经义疏”中的算学错误后，就开始孜孜不倦研究数学，而人们司空见惯的湖光塔影，又使他一头扎进对光学的研究中，那时他刚满17岁。

 

这么个满脑子“为什么”的早慧少年，如果非要他死记硬背，到科场里混个功名出来，那可就太“毁人不倦”了。还好，没人硬逼着邹伯奇走科举的路子，他的最高头衔不过是个生员(秀才)。据学者陈志国、倪根金的研究，这还是因为当时的广东学政戴煦见邹伯奇精通训诂之学，才将他破格提拔进官学的，之后他再未踏入科场一步。

 

成为通才

学识横跨几大领域

 

把邹伯奇这样一个身着长袍、头戴瓜皮帽的晚清秀才，比作科学王国里的孤独舞者，听上去很不搭调，却也符合事实。因为在自然科学几乎被知识界全然漠视的时代背景之下，他却在数学、光学、力学、天文、地理等诸领域都取得了不错的成就。

 

根据学者李迪和白尚恕的研究，在数学上，邹伯奇曾写了《乘方捷术》一书，深入介绍了乘方、开方和对数的知识，他还自己设计了对数表和刻算板;在力学上，他找到了求解各种不规则形体重心的方法;在光学上，他独立研制出了中国第一台照相机，其研究几乎与欧洲同步;在天文学上，他计算了自1861年开始的若干年内五大行星的运行情况，还绘出了两幅巨大的“赤道南、北恒星图”;在地理学上，他率先采用经纬法画出了全国地图，并将经过北京的一条经线定为本初子午线。说实话，任何一个现代科学家，只要在以上任何一个领域作出成绩，就足可“笑傲江湖”了，两百年前的一个民间学者，却可以成为横跨几大科学领域的通才，的确是个奇迹。

 

有趣的是，邹伯奇一生“好覃思而懒著述”，留下的成书寥寥，大量遗稿只为备忘而记，很不系统。这一点，倒与文艺复习时期的最伟大通才达芬奇有得一拼。后者既是人类历史上最伟大的画家之一，同时还是卓有成就的数学家、物理学家、天文学家、地质学家、水力学家、建筑学家、解剖学家……成就之高，令人仰止。达芬奇同样是脑子转得远比笔快，除了不成系统的《达芬奇笔记》之外，少有著述传世。

 

达芬奇生活的文艺复兴时期，是世界科学初迎曙光的年代;邹伯奇生活的晚清年间，是中国近代科学初迎曙光的年代。他们一个生活于贸易发达，中世纪的观念桎梏渐次松动的佛罗伦萨;一个生活于商业繁荣，儒家传统观念桎梏悄然松动的广州。邹伯奇的科学成就，当然远不能与达芬奇相提并论，但这惊人的相似，是否意味着某种历史的必然?

 

科学精神

灵感多多 着迷制造仪器

实验烧钱 日子越过越穷

 

既然说起了达芬奇，咱们再不妨说说一部被小资青年热捧的美剧——《达芬奇的恶魔》。在这部“神剧”里，牛气冲天的青年达芬奇研制炮弹、发明照相术和照相机，试造原始飞行器，捣鼓1.0版潜水服和潜水艇，总之是上天下海，无所不能。电视剧免不了夸张，但达芬奇留下发明创造无数，却是史实。翻开后人整理出版的《达芬奇笔记》，看一看他研制设计的“祖宗级”自行车、悬挂式滑翔机、升降机、降落伞、嵌齿轮、风速计和潜水呼吸器……种类之多，足可令人目瞪口呆。

 

灵光一闪

率先发明照相机

 

本来是为了写邹伯奇，结果又扯到达芬奇身上，当然不是因为他们的名字里都有一个“奇”字，而是因为邹伯奇对科学实验的痴迷程度，与达芬奇有得一拼。他发明设计了大量的科学仪器，其中最著名的当属中国第一台照相机。按自然科学史专家戴念祖的研究，邹伯奇在用透镜取火的时候，脑中灵光一闪，开始研制起了照相机的“鼻祖”——暗箱，当时他刚满26岁。不过，以笔者的理解，若不是在光学研究上花了近10年工夫，邹伯奇不会有这“灵光一闪”的时刻，比如，像你我这样的普通人，脑中“灵光一闪”，多半只会想着去哪撮一顿，绝不会想到什么科学发明。

 

在一份遗稿中，邹伯奇详述了暗箱的制作过程：找一个木箱，前端开孔，安一个凸透镜，箱中放一张白纸，木箱后端再开一孔，将木箱后半部分用黑布蒙上，将凸透镜对准“拍摄”对象，影像就会清晰地出现在白纸之上。这一发明看似简单，但从墨子做出“小孔成像”的实验，到利用光学原理做成暗箱，中国人花了两千年的时间。

 

暗箱研制成功后，邹伯奇开始孜孜不倦地寻找感光材料。他的配料清单上有鸡蛋清、食盐、松香炭、火酒、鹿角汁、红信石铁锈水、银粉、桃树胶、苦木胶等不下数十种材料，其中一些还取自于岭南特有的植物。再看西方，1839年，法国人达盖尔发明了“银板照相术”;1847年，欧洲人又发明了“玻板照相术”，用玻璃板取代了银铜合金板。欧洲照相术的发明与改进日期被记得清清楚楚，但学者要考证邹伯奇发明“玻板照相术”的日期，却不是一般的困难。戴念祖先生费了好一番周折，才推测出邹伯奇应该是在1846年～1850年之间的某一年，用“光药水”和“鸡蛋胶”独立发明了玻板照相术，这几乎与欧洲不相上下。

 

科研烧钱

富家子啃起菜根

 

照相机是邹伯奇最广为人知的发明，此外，他发明的科学仪器与其理论研究如影随形。换言之，邹伯奇痴迷于研制科学仪器，其目的就在于验证基础理论，这是科学精神的真正体现。在天文学上，他以自己绘制的赤道南、北恒星图为蓝本，制成了一台高约半米的天球仪，当时，哥白尼的日心说才传入中国不久，他率先运用日心说，制造出了中国第一台太阳系表演仪;在物理学上，他造出了“水银流溢式取准器”、气压计(邹称其为风雨针);在测量学上，他造出了多种日晷，设计时还特意考量了广州的磁偏角问题……种种发明，尽显奇思妙想。

 

如果放在当代，像邹伯奇这样创造了多个“第一”的发明家多半不用为科研经费发愁，可在两百年前，他痴迷于科学仪器的研制，真是在跟自己的钱袋子过不去。作为一个民间学者，邹伯奇几乎不可能获得任何资金支持，科学实验又相当之烧钱，邹家在南海有房有地，原本是个小康之家，可到了邹伯奇手里，日子越过越穷，昔日的“高富帅”不得不嚼起了菜根。可就算这样，邹伯奇仍两度拒绝了出仕的邀请。现在，绝大多数人将他的选择解读为清苦守志，可我不揣冒昧，觉得假如邹伯奇听到这样的言论，定会一笑置之。虽然身处南海一隅，但他的心灵可以在太阳系里徜徉，这样的日子，快乐还来不及，哪里用得着“清苦守志”?

 

可惜的是，邹伯奇只活了50岁就辞世了。历史没有假如，所以我们不能问，如果当时科学研究的土壤不是那么贫瘠，资金支持不是那么稀缺，生活不是那么清苦，他是不是能够作出更大的贡献。可以肯定的是，这个晚清年间的岭南民间学者对科学倾注了全部深情，并由此达到了常人难以企及的高度。其实，就算到了现在，人们如果没了这份深情，哪怕外部环境再好，又能做出什么有价值的贡献呢?