中国第一部照相机
邹伯奇从《梦溪笔谈》中看到一句话:“为什么通过孔隙的塔影会形成倒影”,便制作了一个木箱,开一个孔,证明“小孔成像”原理。
他奇异地发现,“日圆影圆,月缺影缺,影距孔近则小,影距孔远则大”。接着又证明了光孔大小与成影的关系,即“孔束愈小,则影界愈清”,还观察到小孔无论方、圆、三角,成影与物的原形相同。
在《格术补》中,他揭示出像、影、本影和半影之间的关系,还研究出光的折射、反射、散射原理,以及透镜聚焦成像原理。这些光学知识现在属于初中课本上的科普常识,但在150年前却是尖端科学。
搞清了“小孔成像”原理后,邹伯奇又尝试“变而更之”,将科学转化成生产力,于1844年制造出“摄影器”。
他所著的《摄影之器记》中记述了这个新技术:做一个木箱,前面开孔,孔上安装一个圆筒,筒口装透镜,筒能进退、自由调节焦距;木箱的中间装一框架,上置白色玻璃或白纸;木箱后再开一“窥孔”,整个木箱固定在三角架上,摄影器就完成了。
摄影器制成后,邹伯奇又改制成照相机,还研制出滤色镜、玻板照相术、显影剂和定影剂配方。
欧洲在1847年才发明蛋清玻板照相术,但一直未能解决拍摄人物肖像的工艺,一直用其制作玻璃幻灯片。而邹伯奇的玻板照相术,却能成功拍摄人物肖像,是中国对世界摄影技术的重要贡献。法国风景画家盖达尔发明的“银板照相法”是世界公认的最早的照相机,在1839年公之于众。可以说,在摄影术上,中国和西方几乎是同步发明。
上世纪50年代,邹伯奇的后代还保留着他亲自研制拍成的5张玻璃底片,用这些底板冲印出极为清晰的邹伯奇自拍照片。现在唯一留下来的一块邹伯奇自拍像的玻璃底片珍藏在广州博物馆。这块相隔100多年的底片竟然还能洗出清晰的照片,让人不得不对邹伯奇当年制作的经得起考验的“产品质量”产生敬意。
现代地图绘制先驱
邹伯奇掌握了摄影技术后,他并没有止步于拍肖像照,他开始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消息比西方整整晚了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。
邹伯奇用自己的这套方法改绘了当时最具权威的全国地图《皇兴全图》(共66幅),成为当时最为“洛阳纸贵”的地图。
而另外,他率领弟子绘制的家乡地图《浔冈州地图》更是被乡人所热爱,他也愈加被人所敬佩。
而邹伯奇热爱绘制地图还有一个更深层次的目的,在那个动辄就割地赔款的年代,尤其是他的家乡所在地广东,正是入侵列强争夺最为激烈的地方之一,邹伯奇一直在以自己的方式表达着自己对这片土地的热爱,他跋山涉水,穿街走巷,最后累倒在了工作场地。
逝去那年,他50岁,对于一个科学家来说,这个年龄往往是一生中最鼎盛的时期,他却在这个年龄告别人们,留给人们无限的惋惜。
坚持科学,破除迷信
邹伯奇是一个唯物主义者,坚持无神论自然观。他从不迷信,以自己掌握的科学知识来解释自然现象,帮助人们破除封建迷信思想。
有一次,他就用科学知识破除了借迷信来反对禁烟的谬说。
就是在邹伯奇研制出“比例规”、“指南尺”那一年,林则徐在虎门销烟后英国发动侵华战争,当时在邹伯奇的朋友中,有人开始担忧,说禁烟那一日太白经天,预示着以后有麻烦了,要干戈不绝、战火连绵。
邹伯奇马上指出,凭这个不可以知道福祸,因为星体的运动没有规律,不能事先预测的。
他说:“我可以说,明年七月,太白肯定又经天。”而且还手绘了一张图给朋友看,指出金星会在那个方位出现。
第二年,果真如此。
淡泊名利,专心钻研
邹伯奇的学识和人品,得到了清廷高官的重视。
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为由来推辞。
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。
名人坊:
邹伯奇(公元1819—1869年),清代末期著名科学家。对光学、天文学、乐律学、数学、力学、地图绘制和各种天文器械制造都很有研究。他发明了中国第一部照相机,为自己自拍相制作的玻璃底版至今仍能冲洗,并著有《摄影之器记》等较为全面系统的摄影技术文献,利用摄像技术测绘有广东和南海地图。不仅如此,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。
邹伯奇为了进行摄影创作,自制了照相机和其他照相用具,他使用过的相机,一直保留到抗日战争初期,并在当地展览过,后来就不知去向了。
一个成功的科学家,学识和人品都是很重要的,邹伯奇的学识和人品不仅得到了当时朝廷的重视,而且源远流长,成为后世所敬仰的楷模。