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邹伯奇

邹伯奇人物照片

南海名人邹伯奇介绍

南粤先贤,中国第一架照相机发明制造者
中国清代物理学家、学者

邹伯奇(1819年8月5日 -1869年 ),广东广州府南海县(今佛山市南海区)大沥镇泌冲人,幼名汝昌,字一鹗,又字特夫、征君 。中国清代物理学家、学者、中国近代科学先驱 。

邹伯奇17岁的时候开始研究光学。到了1844年制成照相机,邹伯奇也因而被世人称为“中国照相机之父 ”。他还制造过望远镜、显微镜、七政仪等,同时又是近代墨学研究第一人 。

邹伯奇绝大部分的遗稿及自制的仪器都留给了后人 。邹伯奇一生著作很多,但大多数是未完成稿。他逝世后,学者陈澧从其遗稿中选一部分,以《邹征君存稿》为书名,与《邹征君遗书》同时刊出,传播于世 。

邹伯奇人物生平

嘉庆二十四年(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 。10岁时被身为南海儒林知名诗人的外祖父接到家中,教他《周易》、《九章算术》等,为邹伯奇日后研习西方文化和科学知识埋下了兴趣的种子。后来,邹伯奇又曾经拜酷爱算术的梁序镛为师,在承教儒家经典的同时,跟随梁序镛学习了大量古代数学知识 。

道光十五年(1835年),17岁的邹伯奇因读《梦溪笔谈》中塔倒影与阳遂倒影同理,他开始对透镜成像的研究发生兴趣。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 。

道光二十四年(1844年),邹伯奇发明、制成了中国第一台照相机。设计了摄影绘地图法 。他还写了《度算版释例》,说明“度算版”的原理和使用方法 。

道光二十五年(1845年),邹伯奇撰写的《摄影之器记》成为世界最早的摄影文献之一 。

咸丰三年(1853年),他设计制造了“对数尺”,该尺有多种功能,除一般的计算之外,还能作气节、天文、体积等计算 。

咸丰七年(1857年),邹伯奇任学海堂学长 ,与经学大师陈澧过从甚密,陈常请邹伯奇为他解决学术难题 。

同治三年(1864年),进行了摄影绘地图法的实地绘制 。郭嵩焘特疏将邹伯奇推荐给朝廷,邹伯奇称病推辞。曾国藩在两江视察时,希望让邹伯奇在上海机器局旁设的书院教书,亦未成 。

同治四年(1865年),广东巡抚郭嵩焘聘请他主持测绘《广东沿海地图》。邹把自己创立的“以圆绘圆”法改进为椭圆画法。他认为,地球两极半径比赤道半径小,是椭圆形的,在测算时,应“以椭圆曲率算之”。使绘图技术趋于准确 。

同治八年(1869年),因病逝世,葬于故乡南海县泌冲 。

邹伯奇逸事典故

泌冲村的邹氏宗姓是在宋代迁居于此,对此,邹伯奇也做了一番考证,考证得出宋朝大臣邹浩是泌冲村邹氏祖先 。

邹伯奇在广东儒林中小有名气,被视作为奇人。他有一个至交是晚清广东大儒陈璞,邹伯奇去世后,陈璞将他的遗作进行了整理 。

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 。

邹伯奇曾经一身粗布衣,手持一根长杆烟管一身清贫打扮,步行50里路到九江拜见岭南大儒朱次琦。当时朱次琦正在上课,其学生看见邹伯奇落魄穷酸的样子,禁不住哄堂大笑,而朱次琦却恭敬地将邹伯奇迎过来,当上宾款待,学生议论纷纷,待邹伯奇落座安顿好之后,朱次琦才向学生们宣布,来客是有名的科学家邹伯奇。得知邹伯奇是步行50里路前来,朱次琦及其学生更是肃然起敬 。

坊间对邹伯奇在清代能独立研制第一台相机大为好奇,邹当时把很多功劳归功于中国古代各种科技书籍,尤其是《梦溪笔谈》,他说:“然非《梦溪笔谈》之有以启其衷,岂能顿悟。”对此,广州博物馆的李老师认为,也不能排除西方技术的传入,当时西学东渐,虽然欧洲人不会传授技术,邹伯奇也不与洋人打交道,但当时已经有很多欧洲科技书籍传入广州 。

邹伯奇毕生醉心于科研和教育,他的手稿其实有一部分留在学海堂。由子孙保管的部分资料大多在20世纪50年代捐献给了广州博物馆,收藏在 “五层楼”内,还有少部分手稿在上世纪80年代时借给了内蒙古大学一位教授。“这批手稿多是他生前所写,也有部分是他的子孙抄录,也有一些是从《学海堂集》、《邹征君遗书》、《南海县志》,甚至有关的碑刻碑文中摘录下来,有教案,也有书信,十分珍贵。” 这些手稿内容多是数字排列,有时甚至连续10张、8张都是密密麻麻的数字,虽然先人偶有标注,但都是用古文讲数学,简直不知道这是什么 。

2009年,邹氏后人将邹伯奇的手稿复印件交到了中山大学研究者的手中。看完手稿后,研究者纷纷对邹伯奇在数学方面的造诣大为惊叹。据实验表明,邹伯奇众多算例提出的计算步骤,可以编制成现代计算机程序,而且得出的运算结果与计算机高度一致。因此,邹伯奇的运算思维也被称为“伯奇密码” 。

邹伯奇主要成就

玻板照相术

邹伯奇的摄影器也就是照相机。只要有感光化学物和配置感光板,照相即可成功。根据学者的调研,邹伯奇解决了这些问题 。

在邹伯奇的一篇散存文章中,述及了摄影机的湿板照相法和湿板照相的操作过程。邹伯奇还留有一页散稿,记述了有关这些化合物的药料配方。在这个药料配方中,邹伯奇是最早定名了“硝酸”、“盐酸”、“醋酸”三类酸性物质。这批药料从19世纪50年代起都可以在澳门购买,但邹伯奇多以本地产原料配制 。

在药料配方中,鸡蛋胶是玻璃摄影术中极为重要的化学物品,其主要成分是蛋清(即蛋白)。戴念祖说,其中,“气水”可能是蒸馏水,加明矾,是以之净化水质。将蛋清、少量食盐加纯净水以筷子打匀(搅打时间不宜过短),刮去浮沫,再打,将丝缕打化,再倒入盆中澄之。俟清之后,倾入瓷盘或玻盘中待用。这蛋清能称为玻板或纸面的令人满意的银盐载体。将玻板或纸的一面细心地放入盛有蛋清的瓷盘中,使其均匀地黏连蛋清之后,再将其置于银盐溶液中,使之均匀地附着着银盐溶液,因而就制成了银质阳面板或纸(或胶片)的正片。早期玻璃板照相术迟迟未成功,就是因为未曾发现蛋清胶及其耐心细致的操作法。但是,每种药料的数量,邹伯奇没有详尽的记录 。

邹伯奇以他自制的照相机和感光化合物拍了许多照片。其中一块自拍像玻璃底版珍藏在广州市博物馆。1973年,戴念祖用这底版冲印了极为清晰的邹伯奇相片 。

此前的1839年,法国的达盖尔制成了第一台实用的银版照相机,它是由两个木箱组成,把一个木箱插入另一个木箱中进行调焦,用镜头盖作为快门,来控制长达三十分钟的曝光时间,能拍摄出清晰的图像。邹伯奇的相机发明与此相去不远。有研究者指出,目前并没有证据证明邹伯奇的相机曾经参考了达盖尔的发明,所以很有可能他是独立完成了相机的发明 。

地图绘制

邹伯奇另一个突破性的成就,就是将他的研究成果运用到地图绘制上来。在地图绘制方面,经线纬线的绘制在当时是一个高难度的问题。尽管地球球形说在15世纪末已经得到了西方的广泛认可,但是清代听说到这个信息比西方整整晚了200 多年,当时甚至仍有多数压倒少数的声音反对球形说。而当时已经是科学先行者的邹伯奇却是欣然接受了这个理论,并迅速进行研究 。

邹伯奇认为,“用半度切线法,内密外疏,与实数不符”。他研究出用曲线表示经纬线的画法,因为地球是圆形的,“以圆绘圆,其形乃肖也”。邹伯奇摸索出用曲线来表示经纬线的画法,也开始设计和运用摄影来绘制地图,他的摄影绘图为古老的中国实地实测、勘测地表地质打开了一扇尘封之门,他也成为了现代地图绘制的科学先驱 。他先后用自己的方法改绘了当时最具权威的全国地图《皇兴全图》(共66幅),成为了当时最为“洛阳纸贵”的地图。另外,他率领弟子绘制的家乡地图《广东省地图》、《南海县地图》、《浔冈州地图》 。

邹伯奇又从耶稣会士传入中国的测量著作中有关“以平镜测高”的几何原理得到启发,立即将景画器用作绘制地图和平面测量。《摄影之器记》就绘图与测量方法也留下了很具体的说明。同时邹伯奇也清楚知道,画纸必须处于物镜焦平面上,因此,被画之物或地域不宜太分散、远近相差太大,这才能使所“画与当面景色无少异”由邹伯奇指导其弟子们绘的《浔岗洲图》、《桑圆围全图》等,都是以此摄影法测绘的。这摄影绘图为现代空中测地图、勘测地表地质打开了技术之门 。

其它领域

在物理学方面,著有《磬求重心术》、《求重心说》、《格术补》等,分别论述力学和光学问题;在数学方面,著有《乘方捷术》三卷,第一卷讲乘方和开方,第二卷讲对数,第三卷为乘方、开方、对数之应用;在天文学方面,邹伯奇绘制过《赤道南恒星图》、《赤道北恒星图》,制作过“天球仪”、“太阳系表演仪”。在邹伯奇的时代,中国学术界对哥白尼的太阳中心说还有争议,邹伯奇制作的仪器,以太阳为中心,显示出进步的天文学思想。他还用天文学理论,考证了中国古籍中关于天文学现象论述的正误,写了《夏少正南门星考》等论文十几篇,有很高的学术价值。在仪器制作方面,他还研制了“浑圆水准仪”、“水银溢流式水准器”、“风雨针”(气压计兼测高仪》等 。

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 。

邹伯奇人物评价

梁启超在著作《中国近三百年学术史》中,谈到清代算学等学术时,数度将邹伯奇列为科技方面的代表人物之一,其中最重要的评价是:“特夫又自制摄影器。观其图说,以较现代日出日精之新器,诚朴僿可笑,然在五十年前无所承而独创,又岂不可谓豪杰之士耶? ”

《南海县志》称,不赴科举、终其一生仍是秀才的邹伯奇“能荟萃中西之说而贯通之,为吾粤向来名儒所未有” 。

《清史稿》则评价称“聪敏绝世,覃思声音文字度数之源。尤精天文历算,能荟萃中、西之说而贯通之,静极生明,多具神解。”

戴念祖:“在鸦片战争前后,中国人尚能做出居世界前列的科技成就是难能可贵的。”“邹伯奇的学术研究,完全凭借自己的实践,比如说当时世界上普遍使用的四种望远镜,他没有见过实物,自己揣摩、研究,自己制作出来了” 。

邹伯奇编印著作

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 。邹伯奇在世时没有经济能力为自己出书,直到他去世后,邹伯奇的部分书稿在广东一些学者的资助下,才得以印刷流传 。

邹伯奇的遗作主要编印为《邹征君遗书》、《邹征君存稿》,在他身后名声鹊起。其中最重要的《格术补》,由湖南长沙名士、数学家丁取忠主持重印,邀请殷家儁补注,最终由认识邹伯奇的王闿运出资完成湖南白芙堂本刊印事务,是公认的清末中国科技代表作之一。他最有影响的是一片短文《摄影之器记》,是中国通用了的“摄影”一词的开创之作 。

邹伯奇补充介绍

  邹伯奇,字一鸣。广东南海人。父在本乡教书。

  少年时代在乡贤指导下学习算术,自此对算术有浓厚的兴趣。其后,他又致力研究光学。道光十九年(1839),20岁已研制出“比例规”。翌年,又研制出一种叫做“指南尺”的测量器。

  当时中国绘制地图用“方格地图绘制法”,经纬线皆为直线。邹伯奇认为,“用半度切线法,内密外疏,与实数不符”。他研究出用曲线表示经纬线的画法,因为地球是圆形的,“以圆绘圆,其形乃肖也”。他用这种科学方法,改绘了最具权威的《皇舆全图》(总图1幅,分图66幅),于道光二十四年完成,使中国落后的地图绘制技术有了很大提高。

  同年,他研制成“摄影器”,后又在这基础上制造出中国第一架照相机。摄影术虽是法国人1839年发明的,但邹伯奇没有见过照相机,他仅根据有限的文字资料,独自研制出照相机,主要得益于他的光学知识。他所用的洗相、印相药物,除西方照相用药之外,还用了一些广东的药品如桃皮胶、阳起石等。他对摄影技术的研究,有相当的独创性。

  同年,他还写了《度算版释例》,说明“度算版”的原理和使用方法。而他发明“度算版”则在此论文之前。“度算版”是用比例相似法进行测量的仪器。若A、B、C三个点构成一个三角形,已知AB长度,则可借“度算版”量出AC或BC的长度。它的构造简单,使用方便,不用三角知识即能求解。

  咸丰三年(1853),他设计制造了“对数尺”,该尺有多种功能,除一般的计算之外,还能作气节、天文、体积等计算。

  约在咸丰四年前后,邹设计制造了一批日晷(计时器),有“坚晷”、“地平式日晷”、“日夜晷”等。在此之前,中国自制的日晷以及外国传教士进贡的日晷都没有考虑日晷使用地点的磁偏角问题。邹伯奇设计的日晷把使用地点的磁偏角在日晷中纠正了,使晷针真正直指北极。如广州文物管理处珍藏的邹伯奇亲手制造的两台“地平式日晷”,一台日晷晷针倾斜度为23度,适用于广州;另一台晷针倾斜度小于40度,则适用于北京。如此精确的日晷,已达到当时的先进水平。

  咸丰七年,邹伯奇被聘为广东学海堂学长,与著名经学大师陈澧过从甚密,陈常请邹为他解决学术难题。

  同治四年(1865),广东巡抚郭嵩焘聘请他主持测绘《广东沿海地图》。邹把自己创立的“以圆绘圆”法改进为椭圆画法。他认为,地球两极半径比赤道半径小,是椭圆形的,在测算时,应“以椭圆曲率算之”。使绘图技术趋于准确。

  邹伯奇在科学技术上有多方面的成就。在物理学方面,著有《磬求重心术》、《求重心说》、《格术补》等,分别论述力学和光学问题;在数学方面,著有《乘方捷术》三卷,第一卷讲乘方和开方,第二卷讲对数,第三卷为乘方、开方、对数之应用;在天文学方面,邹伯奇绘制过《赤道南恒星图》、《赤道北恒星图》,制作过“天球仪”、“太阳系表演仪”。在邹伯奇的时代,中国学术界对哥白尼的太阳中心说还有争议,邹伯奇制作的仪器,以太阳为中心,显示出进步的天文学思想。他还用天文学理论,考证了中国古籍中关于天文学现象论述的正误,写了《夏少正南门星考》等论文十几篇,有很高的学术价值。在仪器制作方面,他还研制了“浑圆水准仪”、“-溢流式水准器”、“风雨针”(气压计兼测高仪》等。

  邹伯奇一生著作很多,是中国近代科学先驱。但大多数是未完成稿。他逝世后,学者陈澧从其遗稿中选一部分,以《邹征君存稿》为书名,与《邹征君遗书》同时刊出,传播于世。

  同治八年五月,因病逝世,葬于故乡南海县泌冲。

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