科技奇才——邹伯奇

2021-10-19 来源:本网原创稿

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邹伯奇像

  邹伯奇(1819—1869),字一鹗,又字特夫、征君,广东南海人,中国近代科学先驱,著有《乘方捷术》(数学)、《磬求重心术》(力学)、《格术补》(光学)、《测天约说》(天文学)等著作,发明设计了大量代表当时先进水平的科学仪器。同治《南海县志》称他“于声音文字度数之源,无不洞达,而尤精于天文历算,能萃荟中西之说而贯通之,为吾粤向来名儒所未有”[1],足见其在当时科学技术领域的影响力。

  数理天文的贡献

  对于中国数学存在的问题,邹伯奇指出,“今算学之衰,非不精深之患,而不熟习之患”。对此,他针对以往注经者在算数方面的不足予以改正补充,“谓向来注经者,于算学不尽精通,故解《三礼》制度多疏失,因作《深衣考》,以订江永之谬”[2]。道光二十四年(1844年),他编写《度算版释例》,阐述“度算版”的原理和使用方法。咸丰三年(1853年),他设计制造“对数尺”,变通使用西人的对数表,除一般的计算外,还能作天文、体积等计算。

  约在咸丰四年前后,他设计制造一批日晷(计时器),如“地平式日晷”“日夜晷”等,纠正磁偏角,使晷针真正直指北极,其精确程度已达到当时的先进水平。他制作的“七政仪”,以太阳为中心,显示出进步的天文学思想。他著有《春秋经传日月考》,写下《夏少正南门星考》等十多篇论文,具有很高的学术价值;用天文学理论,考证中国古籍中关于天文学现象论述的正误。他还研制出“浑圆水准仪”“风雨针”“天球仪”“太阳系表演仪”等仪器。

  邹伯奇认为治学不应脱离实际墨守古法而不知变达,而应古为今用,他曾批评当时一些算学家“皆墨守古法而不通融”。邹伯奇是当时读书人中的特例,在接受传统儒学教育的同时,没有放弃自己的兴趣,而是在自己感兴趣的领域里细细耕耘,为中国近代科学发展作出卓越贡献。

  严谨的绘图专家

  邹伯奇多次参与官方组织的绘图工作,自己设计绘图工具,注重实地考察。他主持绘制《皇舆全图》《新制地球正背两面全图》等,总结多种作图视法,展现了当时国人的绘图水平以及对地理前沿领域的跟进。他指出同时代画图方法的弊端,“画地图,不可遽为总图也。初稿先从一处起画,以数寸为一里,以次接画毗连各处,接续既广,乃缩临为总图”。他编写《舆图局饬发各厅州县绘图章程》,提出细致的作图法则,为绘制广东舆图提供了细致的方法指导。他指导弟子罗照沧、族弟邹景隆绘制的《浔冈洲图》,被著名学者陈澧誉为“山水形势,无不毕肖,地图至此,精密极矣”;所绘柳叶格星图及黄道经纬格,冯焌光认为“可作数千年星图”,为“千古绝作”[3]。咸丰七年(1857年),南海知县郑梦玉倡修《南海县志》,他接受邀请,编成“图说”二卷,合成“南海县图”,对此后的志书绘图产生重大影响[4]。同治三年(1864年),受广东巡抚郭嵩焘之请绘制《广东沿海地图》时,邹伯奇提出“椭圆画法”,使绘图技术趋于准确,在当时之中国可算极有创见。他多方搜集外国的绘图之器和外国人绘制的沿海地图,利用西方先进的研究成果,来使自己的绘图更为准确。邹伯奇在绘图上极为严谨,他不仅注重利用工具来增加地图的准确性,对于地图的格式批注要求也极为严格。他要求学生标注地名时要使用本名,而不能用俗名,其细致可见一斑。

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同治《南海县志》“南海学宫偿田图”(部分)

  中国摄影技术先行者

  邹伯奇作为中国早期摄影史中最重要的人物,其摄影经验是摄影艺术与中国社会最早的碰撞[5]。梁启超在《中国近三百年学术史》中给予邹伯奇在中国摄影技术地位上极高的评价:“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,又岂可不谓豪杰之士耶!”[6]他写的《格术补》是一本比较系统的几何光学著作,继承了前人的经验,再加上自己钻研而发展出来,不但综合了古今中外关于透镜聚焦成像的论述,而且有所发展和提高。该书中关于同透镜矫正视觉的叙述,是从西学东渐以来第一次完全正确的描述,比郑复光和西方传人中国的有关光学知识都更为进步[7]。陈澧评价到:“此书而古算家失传之法,复明于世。又可知西洋制器之法,实古算家所有。”

  邹伯奇热衷于光学实验,进行过本影和半影、折射实验以及关于焦点的种种实验,并通过这些实验总结了一定的光学规律,加深了对光学知识的理解和把握。同时,他也制造了一些光学仪器,如显微镜、望远镜、观象仪等。

  得益于光学知识,其在摄影技术方面有很多成果。邹伯奇的《摄影之器记》一文,是中国通用“摄影”的开山之作,也是世界上最早的摄影文献之一,其中详细记录了自己制作摄影器的方法、步骤和成果以及使用“摄影器”绘制地图的方法。同时,遗稿中有记录他采用湿片照相法的药液配方,使用了很多本地产如桃皮胶、阳起石等药料,虽不能证明其是否事先了解过外来的配方和原理,但也足以肯定他在药物配方上的探索成就。在欧洲照相术的著作还未介绍到中国之前,邹伯奇摄影技术的独创性某种程度上是应当被肯定的,从时间上虽晚于外国,但填补了中国摄影史的空白[8]。在其遗稿中,存有《自照遗真》一诗,这是其“自拍”的有力佐证。

  与人交往及人生态度

  邹伯奇虽然辞却官场,专于学术,但对此并不排斥,他的很多学生好友即是官场中人。同时,他虽然天赋异禀,但也离不开岭南特殊学术气氛的滋养,才得以有所成就。邹伯奇和当时作为广东学术文化中心的学海堂有密切的联系。邹伯奇与学海堂学长陈澧、谭莹等均有密切交往。他推辞就官,却出任学海堂的学长,可见他对于学海堂学术风气的认可,以及对于人才培养的关注。邹伯奇出任学长,为学海堂做出了一定贡献,学海堂很大程度上也为邹伯奇在科学上的成功提供了学问和人际资源的支持。陈澧和邹伯奇在自然观、学术上有许多共同看法,也都重视自然科学的作用。他们的往来书信,涉及学术讨论、日常琐事等方面,反映出二人交往之频繁、情谊之深厚。他称赞邹伯奇“聪颖绝人,非独精算术,凡古书难解者,辄得其解”,并经常虚心向邹伯奇讨教天文、地理、数学等各种问题。著名学者陈澧为其研究等提供便利,对邹伯奇的研究有很大的帮助。南海县人冯焌光,官至苏松太道,曾任江南制造总局局事,是邹伯奇的学生。他经常写信给老师,请教数理问题、询问仪器使用方法等,认为“探本穷源、变化神明非吾师莫当其任”。他多次向乃师寄送数学书籍、地图仪器等,对邹伯奇的研究和实验有一定的帮助。

  邹伯奇两次拒绝地方大员的举荐和邀请,郭嵩焘特疏举荐他,他以身体状况不佳婉拒;曾国藩任两江总督时,想要在上海机器局旁设立书院,邀请他教授学生数学,也被婉拒。这在那个时代是难能可贵的。虽然邹伯奇身体抱恙,但他对于问题钻研和感兴趣之事从来都是努力跟进,为友人解答问题以及孜孜不倦教导学生也是不遗余力,背后反映出来的,都是其淡泊名利、专于学术的人生态度和行为准则。 

  为了纪念邹伯奇,他的家乡佛山泌冲建有伯奇公园,公园大门廊柱上的对联,上书“纵横百家,才大如海;安坐一室,意古于天”,无疑是邹伯奇一生的真实写照。

  注释:

  [1] 郑梦玉:《南海县志》,卷十八《列传》,清同治十一年(1872年)。

  [2] 赵尔巽等:《清史稿》,中华书局点校本,1977年版,卷五百七,列传二百九十四 畴人二,一四零零七。

  [3] 广东省南海市政协文史和学习委员会,中共广东省南海市黄岐区委宣传办编:《南海文史资料第35辑 近代科技先驱邹伯奇》,2002年,第43页。

  [4] 陈泽泓著:广东省人民政府地方志办公室编:《岭表志谭》,广东人民出版社2013年版,第573-574页。

  [5] 安海波:《器与光:中国早期摄影史的广东现象》,《装饰》2013年1期。

  [6] 梁启超:《中国近三百年学术史》,中国和平出版社2014年版,第427页。

  [7] 沈雨梧:《清代科学家》,光明日报出版社2010年版,第136页。

  [8] 参见李迪:《邹伯奇对光学的研究》,《物理》1977年5期,第311-312页。

  作者:莫翠端

  作者单位:广东省社会科学院历史与孙中山研究所 

  来源:方志广东微信公众号