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邹伯奇(中国清代科学家)

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。

主要影响

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。

轶事典故

淡泊名利

邹伯奇的学识和人品,得到清廷高官的重视。1864年,主张开办洋务的改革家郭嵩焘出任广东巡抚,成立广东地图测绘局,邀请邹伯奇负责测绘事务,却遭到邹伯奇的婉言拒绝。1866年北京同文馆增设天文、数学等科,同治皇帝两次下圣旨召邹伯奇赴京任教员,他两次借身体不舒服的理由来推辞。

声势显赫的洋务运动领袖曾国藩久慕邹伯奇的人品和才学,在上海创办近代第一个军工企业——江南制造总局时,两次诚恳邀请邹伯奇到上海任职,校订所翻译的西方科技著作,招收门徒讲授数学。邹伯奇都委婉拒绝:“我是一介书生,学识疏浅,地位低下,对军事一窍不通,我起不到什么作用啊”。

其实,邹伯奇清心寡欲,志向高远,视科学研究为自己的使命。他对功名利禄不感兴趣,不参加科举,只潜心于钻研科学。因为邹伯奇生于清朝后期,当时内忧外患,战争不断,中国因为经济落后被西方国家欺凌,邹伯奇深感中国经济落后的原因是科学技术不发达,从此,邹伯奇立志从事科学技术的研究,献身于学术。

人际关系

外祖父:南海儒林知名诗人。

父亲:邹氏(数学家)。

历史评价

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”。

后世纪念

伯奇公园

伯奇公园位于泌冲村建设大道和伯奇南路交叉口地方,泌冲村和广州只是一水之隔,所以从黄岐镇前往广州的客车很多经过这个路段。伯奇公园占地4227平方米,于1994年秋奠基兴建1996年10月落成。通过各方面的支持和资料搜集,伯奇纪念室的资料不断完善,吸引了不少摄影爱好者前来参观。

由于曾经的邹氏宗祠早已经完全被拆了,不复存在了,连一个砖头都不剩。1994年,族人只能在伯奇公园内新建一个宗祠。

1994年,在邹伯奇曾孙邹孟才的带领下,泌冲村在村旁修建了一座伯奇公园,用以纪念先祖功绩。伯奇公园内绿树成荫,中间有一“伯奇铜像“,这四个字的落款为前国务院副总理邹家华所题。

1999年,泌冲村希望在公园内建立一邹伯奇铜像,村民认为,邹伯奇在中国科学史上留下重重一笔,梁启超曾赞其为“豪杰之士“,为其题字的也应该很有分量才行。正好,泌冲籍的原南海政府官员去北京开会,受到国务院副总理邹家华的接见,当时这位官员想起铜像一事,向邹家华提起题字一说,并向他做了简介,邹家华副总理认为邹伯奇很伟大,他很高兴,当即同意题字。

伯奇杯

为了纪念邹伯奇的重要贡献。中国摄影家协会、广东省摄影家协会、广东省佛山市南海区人民政府主办“伯奇杯”全国创意摄影大展,此大展已成为广东乃至全国的重大摄影品牌活动。

其它

大沥持续3年举办伯奇杯全国创意摄影大展,并成功创建了“省摄影之乡”,通过大赛打响了邹伯奇摄影文化品牌。

2013年12月,大沥镇正式推出“中国伯奇”网,让市民进一步了解伯奇文化及其精神。

纪念馆

2019年12月08日,纪念“中国照相机之父”邹伯奇诞辰200周年系列活动在广东佛山南海大沥镇黄岐文化广场举行启动仪式。伯奇纪念馆项目建设8日正式启动。

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