嘉(jia)慶二十四(si)年(1819年),鄒伯(bo)(bo)奇(qi)出(chu)生在(zai)南海泌沖(chong)一個教(jiao)書(shu)人(ren)家(jia),父(fu)(fu)親和外祖(zu)父(fu)(fu)都是學養深(shen)厚的“數學愛好者”,因而給(gei)了他(ta)當時(shi)(shi)少有(you)的數理(li)啟蒙教(jiao)育。10歲時(shi)(shi)被身為(wei)南海儒林知名詩(shi)人(ren)的外祖(zu)父(fu)(fu)接到家(jia)中,教(jiao)他(ta)《周易》、《九章算術(shu)》等,為(wei)鄒伯(bo)(bo)奇(qi)日后研習西方文化(hua)和科學知識埋下了興(xing)趣(qu)的種(zhong)子。后來,鄒伯(bo)(bo)奇(qi)又(you)曾經(jing)拜酷愛算術(shu)的梁序鏞(yong)(yong)為(wei)師,在(zai)承教(jiao)儒家(jia)經(jing)典(dian)的同時(shi)(shi),跟隨梁序鏞(yong)(yong)學習了大量古代數學知識。
道光(guang)十五年(1835年),17歲的(de)(de)鄒伯(bo)奇因讀《夢溪筆談》中(zhong)塔(ta)(ta)倒(dao)影(ying)與陽遂倒(dao)影(ying)同理,他開始對(dui)透鏡(jing)成像的(de)(de)研(yan)(yan)究發(fa)生興趣。發(fa)現古代“諸經義疏”中(zhong)的(de)(de)算學(xue)(xue)錯誤后,就開始孜孜不倦研(yan)(yan)究數學(xue)(xue),而(er)人們司空見(jian)慣(guan)的(de)(de)湖光(guang)塔(ta)(ta)影(ying),又使他一頭扎進對(dui)光(guang)學(xue)(xue)的(de)(de)研(yan)(yan)究中(zhong)。
道(dao)光二十四(si)年(1844年),鄒伯奇發明、制成了(le)中國第一臺照相機。設計了(le)攝影繪(hui)地圖法(fa)。他還寫(xie)了(le)《度算版釋例》,說明“度算版”的原理(li)和使用方法(fa)。
道光二十五年(1845年),鄒伯奇撰寫的《攝影之器記》成(cheng)為(wei)世界最早(zao)的攝影文獻之一。
咸豐
三年(1853年),他設計制(zhi)造了(le)“對數(shu)尺(chi)”,該尺(chi)有多種功能(neng),除一般的計算之(zhi)外,還能(neng)作氣節、天文(wen)、體積等計算 。
咸豐七年(nian)(1857年(nian)),鄒伯奇(qi)任(ren)學(xue)(xue)海堂學(xue)(xue)長(chang) ,與(yu)經學(xue)(xue)大師陳澧過從甚密,陳常請鄒伯奇(qi)為他(ta)解決學(xue)(xue)術難題。
同治(zhi)三年(1864年),進行了(le)攝影繪地圖法的(de)實地繪制。郭嵩(song)燾(dao)特疏(shu)將鄒(zou)伯(bo)奇(qi)推薦給(gei)朝廷,鄒(zou)伯(bo)奇(qi)稱病推辭。曾(ceng)國藩在兩江(jiang)視察時,希(xi)望讓(rang)鄒(zou)伯(bo)奇(qi)在上海機器局旁設(she)的(de)書(shu)院(yuan)教書(shu),亦未(wei)成。
同治四年(nian)(1865年(nian)),廣東巡撫郭嵩(song)燾聘請(qing)他主(zhu)持測繪(hui)《廣東沿(yan)海地(di)圖》。鄒把自己創立的(de)“以圓(yuan)繪(hui)圓(yuan)”法(fa)改進為橢(tuo)圓(yuan)畫法(fa)。他認為,地(di)球兩極(ji)半(ban)徑比赤道半(ban)徑小,是(shi)橢(tuo)圓(yuan)形的(de),在(zai)測算時,應(ying)“以橢(tuo)圓(yuan)曲(qu)率算之(zhi)”。使(shi)繪(hui)圖技(ji)術趨于準(zhun)確(que)。
同(tong)治(zhi)八年(nian)(1869年(nian)),因病逝世,葬于故鄉南海縣(xian)泌沖 。
鄒伯奇的(de)攝(she)影器也就是照相機。只要有感光化學物(wu)和(he)配置感光板,照相即可成功。根據(ju)學者的(de)調(diao)研,鄒伯奇解決(jue)了(le)這些(xie)問(wen)題。
在鄒伯(bo)奇的(de)一(yi)篇散(san)(san)存文章中(zhong),述(shu)及了攝影(ying)機的(de)濕板(ban)照相(xiang)(xiang)法和濕板(ban)照相(xiang)(xiang)的(de)操作(zuo)過程。鄒伯(bo)奇還留有一(yi)頁散(san)(san)稿,記述(shu)了有關這些化合物的(de)藥(yao)料(liao)(liao)配方。在這個藥(yao)料(liao)(liao)配方中(zhong),鄒伯(bo)奇是最早定名了“硝酸(suan)”、“鹽酸(suan)”、“醋(cu)酸(suan)”三(san)類酸(suan)性(xing)物質。這批(pi)藥(yao)料(liao)(liao)從(cong)19世紀50年代起都可以在澳門(men)購(gou)買,但鄒伯(bo)奇多以本地產(chan)原料(liao)(liao)配制。
在藥(yao)料配(pei)方中(zhong)(zhong),雞蛋(dan)(dan)(dan)膠是玻璃(li)攝影術(shu)中(zhong)(zhong)極為重(zhong)要的(de)化(hua)學物品,其主(zhu)要成(cheng)分是蛋(dan)(dan)(dan)清(qing)(qing)(qing)(即蛋(dan)(dan)(dan)白)。戴念祖(zu)說,其中(zhong)(zhong),“氣水(shui)(shui)”可(ke)能是蒸餾水(shui)(shui),加(jia)明礬,是以(yi)之(zhi)(zhi)凈化(hua)水(shui)(shui)質(zhi)。將蛋(dan)(dan)(dan)清(qing)(qing)(qing)、少(shao)量食鹽(yan)加(jia)純凈水(shui)(shui)以(yi)筷(kuai)子打(da)勻(攪打(da)時間不宜過短),刮去浮(fu)沫,再打(da),將絲(si)縷打(da)化(hua),再倒入盆(pen)中(zhong)(zhong)澄之(zhi)(zhi)。俟(si)清(qing)(qing)(qing)之(zhi)(zhi)后,傾入瓷盤(pan)或(huo)(huo)玻盤(pan)中(zhong)(zhong)待用。這蛋(dan)(dan)(dan)清(qing)(qing)(qing)能稱為玻板(ban)(ban)或(huo)(huo)紙面(mian)的(de)令人滿意的(de)銀(yin)(yin)鹽(yan)載體。將玻板(ban)(ban)或(huo)(huo)紙的(de)一面(mian)細心地(di)放(fang)入盛有蛋(dan)(dan)(dan)清(qing)(qing)(qing)的(de)瓷盤(pan)中(zhong)(zhong),使其均勻地(di)黏連蛋(dan)(dan)(dan)清(qing)(qing)(qing)之(zhi)(zhi)后,再將其置于銀(yin)(yin)鹽(yan)溶液中(zhong)(zhong),使之(zhi)(zhi)均勻地(di)附著著銀(yin)(yin)鹽(yan)溶液,因而就(jiu)(jiu)制成(cheng)了銀(yin)(yin)質(zhi)陽面(mian)板(ban)(ban)或(huo)(huo)紙(或(huo)(huo)膠片)的(de)正片。早期(qi)玻璃(li)板(ban)(ban)照(zhao)相術(shu)遲遲未(wei)(wei)成(cheng)功(gong),就(jiu)(jiu)是因為未(wei)(wei)曾發現蛋(dan)(dan)(dan)清(qing)(qing)(qing)膠及其耐心細致的(de)操(cao)作法。但是,每種藥(yao)料的(de)數(shu)量,鄒伯奇沒有詳(xiang)盡的(de)記錄。
鄒伯(bo)奇(qi)以他自制的照相機和感(gan)光化合物拍了許(xu)多照片。其(qi)中(zhong)一塊自拍像玻璃底版(ban)珍藏(zang)在廣州(zhou)市博物館。1973年,戴(dai)念祖用(yong)這底版(ban)沖印了極為(wei)清晰的鄒伯(bo)奇(qi)相片 。
此前(qian)(qian)的(de)1839年,法國的(de)達(da)蓋爾制成了(le)第一(yi)臺實用(yong)的(de)銀版照相(xiang)機(ji)(ji),它(ta)是由兩個(ge)木箱(xiang)組成,把(ba)一(yi)個(ge)木箱(xiang)插入(ru)另(ling)一(yi)個(ge)木箱(xiang)中(zhong)進行(xing)調焦(jiao),用(yong)鏡頭蓋作為快門,來控制長達(da)三十(shi)分鐘的(de)曝光(guang)時間,能拍攝出清晰的(de)圖(tu)像。鄒伯奇的(de)相(xiang)機(ji)(ji)發(fa)明與(yu)此相(xiang)去不(bu)遠。有研(yan)究(jiu)者指出,目前(qian)(qian)并沒有證(zheng)據證(zheng)明鄒伯奇的(de)相(xiang)機(ji)(ji)曾(ceng)經參考了(le)達(da)蓋爾的(de)發(fa)明,所以很有可能他是獨立完成了(le)相(xiang)機(ji)(ji)的(de)發(fa)明 。
鄒伯奇另(ling)一個突破性的(de)成(cheng)(cheng)就,就是將他的(de)研究成(cheng)(cheng)果(guo)運(yun)用到(dao)地(di)圖繪制(zhi)上來。在(zai)地(di)圖繪制(zhi)方(fang)面,經線緯(wei)線的(de)繪制(zhi)在(zai)當時(shi)是一個高難度的(de)問題。盡管地(di)球球形(xing)說(shuo)在(zai)15世紀(ji)末已經得到(dao)了(le)西方(fang)的(de)廣泛認可(ke),但是清代聽說(shuo)到(dao)這(zhe)個信(xin)息(xi)比西方(fang)整整晚了(le)200 多年,當時(shi)甚(shen)至仍有多數壓倒少數的(de)聲音(yin)反對球形(xing)說(shuo)。而當時(shi)已經是科學先(xian)行者的(de)鄒伯奇卻是欣然接受了(le)這(zhe)個理論,并迅(xun)速進(jin)行研究 。
鄒(zou)伯奇(qi)認為(wei),“用(yong)半度切線(xian)法(fa)(fa),內密外疏,與(yu)實數不符”。他(ta)研究出用(yong)曲(qu)線(xian)表示經(jing)緯(wei)線(xian)的(de)畫法(fa)(fa),因(yin)為(wei)地(di)(di)球(qiu)是圓形的(de),“以圓繪圓,其形乃(nai)肖也”。鄒(zou)伯奇(qi)摸索(suo)出用(yong)曲(qu)線(xian)來表示經(jing)緯(wei)線(xian)的(de)畫法(fa)(fa),也開始設(she)計和運用(yong)攝影(ying)來繪制(zhi)(zhi)地(di)(di)圖(tu)(tu),他(ta)的(de)攝影(ying)繪圖(tu)(tu)為(wei)古老的(de)中國實地(di)(di)實測、勘測地(di)(di)表地(di)(di)質打開了(le)一(yi)扇塵(chen)封之門,他(ta)也成為(wei)了(le)現代地(di)(di)圖(tu)(tu)繪制(zhi)(zhi)的(de)科學(xue)先驅 。他(ta)先后用(yong)自己的(de)方(fang)法(fa)(fa)改繪了(le)當時最(zui)具權(quan)威(wei)的(de)全國地(di)(di)圖(tu)(tu)《皇興全圖(tu)(tu)》(共(gong)66幅),成為(wei)了(le)當時最(zui)為(wei)“洛(luo)陽(yang)紙貴”的(de)地(di)(di)圖(tu)(tu)。另(ling)外,他(ta)率(lv)領(ling)弟子繪制(zhi)(zhi)的(de)家鄉地(di)(di)圖(tu)(tu)《廣東(dong)省地(di)(di)圖(tu)(tu)》、《南海(hai)縣地(di)(di)圖(tu)(tu)》、《潯岡州地(di)(di)圖(tu)(tu)》 。
鄒伯(bo)奇又從(cong)耶(ye)穌會士傳(chuan)入中(zhong)(zhong)國的測(ce)量(liang)(liang)著作(zuo)中(zhong)(zhong)有關“以平(ping)鏡測(ce)高”的幾何(he)原(yuan)理得到啟(qi)發,立(li)即將景(jing)畫器(qi)用作(zuo)繪(hui)制地(di)圖(tu)和平(ping)面測(ce)量(liang)(liang)。《攝影(ying)之(zhi)器(qi)記》就繪(hui)圖(tu)與測(ce)量(liang)(liang)方法也留下了很具(ju)體的說明。同(tong)時鄒伯(bo)奇也清楚知道,畫紙必須(xu)處于物鏡焦平(ping)面上,因此,被畫之(zhi)物或地(di)域(yu)不(bu)宜太分散、遠(yuan)近相差太大,這才能(neng)使所(suo)“畫與當(dang)面景(jing)色無少異”由鄒伯(bo)奇指導其(qi)弟子們繪(hui)的《潯(xun)崗洲圖(tu)》、《桑圓圍全圖(tu)》等(deng),都(dou)是以此攝影(ying)法測(ce)繪(hui)的。這攝影(ying)繪(hui)圖(tu)為現代空(kong)中(zhong)(zhong)測(ce)地(di)圖(tu)、勘測(ce)地(di)表地(di)質打開了技術之(zhi)門(men)。
在(zai)物理(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)方(fang)(fang)面,著(zhu)有《磬求(qiu)重(zhong)心(xin)術》、《求(qiu)重(zhong)心(xin)說(shuo)》、《格術補》等,分別論(lun)(lun)述力學(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)光學(xue)(xue)(xue)(xue)問題(ti);在(zai)數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)方(fang)(fang)面,著(zhu)有《乘(cheng)方(fang)(fang)捷(jie)術》三卷,第(di)一卷講(jiang)乘(cheng)方(fang)(fang)和(he)開(kai)方(fang)(fang),第(di)二卷講(jiang)對數(shu),第(di)三卷為(wei)乘(cheng)方(fang)(fang)、開(kai)方(fang)(fang)、對數(shu)之應(ying)用;在(zai)天(tian)文學(xue)(xue)(xue)(xue)方(fang)(fang)面,鄒(zou)伯(bo)奇(qi)繪(hui)制(zhi)過(guo)《赤道(dao)南恒星(xing)(xing)圖》、《赤道(dao)北恒星(xing)(xing)圖》,制(zhi)作過(guo)“天(tian)球儀(yi)(yi)”、“太陽(yang)系表演(yan)儀(yi)(yi)”。在(zai)鄒(zou)伯(bo)奇(qi)的(de)時代,中(zhong)國(guo)學(xue)(xue)(xue)(xue)術界對哥白尼的(de)太陽(yang)中(zhong)心(xin)說(shuo)還(huan)有爭議,鄒(zou)伯(bo)奇(qi)制(zhi)作的(de)儀(yi)(yi)器(qi),以太陽(yang)為(wei)中(zhong)心(xin),顯示出進步(bu)的(de)天(tian)文學(xue)(xue)(xue)(xue)思想。他還(huan)用天(tian)文學(xue)(xue)(xue)(xue)理(li)論(lun)(lun),考證了(le)中(zhong)國(guo)古籍中(zhong)關于天(tian)文學(xue)(xue)(xue)(xue)現象(xiang)論(lun)(lun)述的(de)正誤,寫了(le)《夏少正南門星(xing)(xing)考》等論(lun)(lun)文十(shi)幾篇(pian),有很高的(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)術價值。在(zai)儀(yi)(yi)器(qi)制(zhi)作方(fang)(fang)面,他還(huan)研制(zhi)了(le)“渾(hun)圓水(shui)(shui)準(zhun)儀(yi)(yi)”、“水(shui)(shui)銀溢流式(shi)水(shui)(shui)準(zhun)器(qi)”、“風雨(yu)針”(氣(qi)壓計兼測(ce)高儀(yi)(yi)》等 。
在地理(li)學上,他率先(xian)采(cai)用經緯法(fa)畫出了全(quan)國(guo)地圖,并將(jiang)經過(guo)北京的一條(tiao)經線定為本初子午線 。
梁啟超(chao)在著(zhu)作《中國近三(san)百年學術史(shi)》中,談到(dao)清(qing)代算學等學術時,數度將鄒伯奇列為科技(ji)方(fang)面的(de)代表人物之一,其中最重要的(de)評價是:“特夫又自制攝(she)影器。觀其圖說,以(yi)較現代日出(chu)日精之新器,誠樸(pu)僿可笑,然(ran)在五(wu)十年前無所承而獨(du)創,又豈不可謂豪(hao)杰之士(shi)耶? ”
《南(nan)海縣志》稱,不赴(fu)科舉、終其一生仍是秀才的鄒伯奇(qi)“能薈(hui)萃中西之說而貫(guan)通之,為吾粵(yue)向來名(ming)儒所未有” 。
《清(qing)史稿》則評(ping)價稱(cheng)“聰(cong)敏絕世,覃思聲音文字(zi)度數(shu)之源。尤(you)精天(tian)文歷算,能薈萃中、西之說而貫通之,靜極生明,多具神解。”
戴念祖(zu):“在鴉(ya)片戰爭前后(hou),中(zhong)國(guo)人尚能(neng)做出(chu)居世界(jie)前列的科技成就(jiu)是難能(neng)可貴的。”“鄒(zou)伯奇的學術研究,完全憑借自(zi)(zi)己(ji)的實踐,比(bi)如(ru)說(shuo)當時世界(jie)上普遍使用的四(si)種望遠鏡,他沒有見過實物,自(zi)(zi)己(ji)揣摩、研究,自(zi)(zi)己(ji)制作出(chu)來了”。