孫(sun)云(yun)球出身于(yu)一(yi)個已(yi)衰落(luo)(luo)的(de)(de)(de)(de)官宦之(zhi)家(jia)。其(qi)父孫(sun)志儒,曾(ceng)做過福州、漳州知(zhi)府。其(qi)母董如(ru)蘭,是個有知(zhi)識(shi)的(de)(de)(de)(de)婦女,孫(sun)云(yun)球著作的(de)(de)(de)(de)序,就是他母親寫的(de)(de)(de)(de)。孫(sun)云(yun)球年幼時,隨父母遷居蘇州虎丘山(shan)畔,他自幼聰穎異常,13歲即為吳(wu)江縣鄉學(xue)生(sheng)。不久(jiu)父親去世,家(jia)境中落(luo)(luo),又遇明(ming)朝(chao)滅亡(wang)清軍南下,生(sheng)計艱難,他遂以采集出售中草藥謀(mou)生(sheng)。雖(sui)然如(ru)此,孫(sun)云(yun)球并未喪志,仍勤(qin)奮好學(xue),鉆(zhan)研數學(xue)知(zhi)識(shi),探討測量(liang)、算(suan)指、幾何之(zhi)法。他精(jing)于(yu)器(qi)械制(zhi)造(zao),《吳(wu)縣志》說(shuo)他“精(jing)于(yu)測量(liang),凡有所制(zhi)造(zao),時人服其(qi)奇巧。”為了校準(zhun)自鳴鐘,他制(zhi)造(zao)了“自然晷(gui)”,這是一(yi)種(zhong)據日影(ying)以定(ding)時刻的(de)(de)(de)(de)儀(yi)器(qi)。經過使(shi)用(yong)后證明(ming),以之(zhi)判定(ding)時刻,十分準(zhun)確。
據(ju)文(wen)獻(xian)記(ji)載,眼鏡(jing)在元代(dai)(dai)已有,但是其價格昂貴,非一般(ban)人所能(neng)享(xiang)用,至明代(dai)(dai),眼鏡(jing)仍是珍貴的(de)稀(xi)罕(han)之物,到了(le)晚(wan)明,杭州(zhou)成為我國早期眼鏡(jing)制作(zuo)的(de)中心。孫云球年輕時(shi)就(jiu)到杭州(zhou)去學習制鏡(jing)技術(shu),而(er)在他的(de)思(si)想中又根據(ju)中國古(gu)代(dai)(dai)的(de)幾何、物理(li)等科學知識,經過自己(ji)制作(zuo)眼鏡(jing)的(de)實(shi)踐積累和探索,最后終于掌握了(le)“磨(mo)片對(dui)光”技術(shu),創(chuang)造性地用水晶(jing)材料磨(mo)制成鏡(jing)片,還(huan)創(chuang)造了(le)磨(mo)制鏡(jing)片的(de)牽陀車。
經他一(yi)(yi)番悉(xi)心研(yan)究改進之后(hou),使(shi)(shi)磨(mo)(mo)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)對(dui)光技術(shu)有(you)了(le)很大(da)(da)的(de)(de)提高,他能根據眼(yan)(yan)疾(ji)患(huan)者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)年令大(da)(da)小、疾(ji)癥不(bu)同,而(er)隨目(mu)配鏡(jing)(jing)(jing)(jing),而(er)且(qie)還可以(yi)(yi)“以(yi)(yi)年別者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)老少花(hua),以(yi)(yi)地(di)分(fen)(fen)者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)遠近光”,讓患(huan)者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)配到適合(he)自己眼(yan)(yan)睛的(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片。在磨(mo)(mo)制(zhi)凸(tu)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)和(he)凹透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)基礎上,他又利用(yong)(yong)水(shui)晶石磨(mo)(mo)制(zhi)成存(cun)目(mu)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、萬花(hua)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、鴛鴦鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、放大(da)(da)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、幻容(rong)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、夜明(ming)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、千(qian)里(li)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(望(wang)遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing))等各(ge)(ge)類(lei)光學制(zhi)品,使(shi)(shi)廣大(da)(da)的(de)(de)眼(yan)(yan)疾(ji)患(huan)者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)能減輕(qing)痛苦。他的(de)(de)好(hao)友文康裔在《讀〈鏡(jing)(jing)(jing)(jing)史〉書后(hou)》中寫道(dao):“其遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)尤為奇(qi)(qi)幻,偕登(deng)虎丘巔,遠觀城中樓臺塔院(yuan),若招致(zhi)幾(ji)席,了(le)然在目(mu);睹(du)彼天平、鄧(deng)尉、穹隆(long)諸峰,崚(leng)嶒蒼翠,如列目(mu)前(qian),體(ti)色畢現(xian)。神哉!技至此(ci)乎(hu)!向見時晷,愚謂奇(qi)(qi)亦(yi)至矣,何幸又得(de)(de)此(ci)幻觀也?先(xian)(xian)生曰:‘是未足(zu)以(yi)(yi)盡其奇(qi)(qi)耳。’更以(yi)(yi)存(cun)目(mu)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)相貽,試之兩(liang)眸,心曠神怡,百倍光明(ming),無微(wei)不(bu)矚。先(xian)(xian)生資我(wo)披覽誦(song)讀者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe),殆錫我(wo)以(yi)(yi)如意珠也。悉(xi)之有(you)數十種(zhong)類(lei),各(ge)(ge)有(you)不(bu)同,而(er)功用(yong)(yong)亦(yi)迥(jiong)別。”孫云球在制(zhi)作實踐和(he)科(ke)學研(yan)究的(de)(de)基礎上還寫了(le)一(yi)(yi)本眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)制(zhi)作方面的(de)(de)專著《鏡(jing)(jing)(jing)(jing)史》,“令市(shi)坊(fang)依法制(zhi)造,(眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing))遂盛(sheng)行于(yu)世(shi)。”(《虎阜志》)眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)價(jia)格也一(yi)(yi)路走底(di),最終使(shi)(shi)一(yi)(yi)般的(de)(de)老百姓都能消費得(de)(de)起。“順(shun)治(1644年—1661年)以(yi)(yi)后(hou)價(jia)漸賤,每副值銀不(bu)過(guo)五六錢。近來(lai)蘇杭人多制(zhi)造之,遍地(di)販賣,人人可得(de)(de),每副值銀最貴者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)不(bu)過(guo)七八(ba)分(fen)(fen),甚而(er)四五分(fen)(fen),直有(you)二三分(fen)(fen)一(yi)(yi)副者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe),皆堪明(ming)目(mu),一(yi)(yi)般用(yong)(yong)也。”(清(qing)葉(xie)夢珠《閱世(shi)編》)
他著(zhu)(zhu)有專著(zhu)(zhu)《鏡史》,制(zhi)造的各類光學儀器達七(qi)十余種。
在(zai)(zai)孫(sun)(sun)云球短暫的(de)一(yi)(yi)(yi)生中,他(ta)(ta)制(zhi)造的(de)各類光(guang)學儀(yi)器達七(qi)十余種。這些儀(yi)器早(zao)已蕩(dang)然無(wu)存,所幸的(de)是《吳縣志》在(zai)(zai)介紹孫(sun)(sun)云球時,提到(dao)了他(ta)(ta)所發(fa)明的(de)一(yi)(yi)(yi)些儀(yi)器的(de)名稱,使我(wo)們得以窺其一(yi)(yi)(yi)斑。在(zai)(zai)孫(sun)(sun)云球研制(zhi)的(de)光(guang)學儀(yi)器中,望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)常(chang)被人們提及。他(ta)(ta)所研制(zhi)的(de)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)性(xing)能良好,據(ju)《吳門補乘(cheng)》記載,浙江天(tian)臺(tai)有(you)一(yi)(yi)(yi)個名叫文康裔(yi)的(de)人,患(huan)有(you)嚴重(zhong)近視,孫(sun)(sun)云球曾和他(ta)(ta)一(yi)(yi)(yi)道(dao),登(deng)上虎丘山,用(yong)自制(zhi)的(de)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)眺望(wang),看到(dao)蘇(su)州城內的(de)樓臺(tai)塔院近在(zai)(zai)眼前,清晰可(ke)辨;天(tian)平、靈巖(yan)、穹(qiong)窿諸峰蒼翠挺拔,歷歷在(zai)(zai)目。文康裔(yi)贊嘆不(bu)已,視為神技(ji)。
另外,孫(sun)云球(qiu)還為(wei)蘇(su)州眼(yan)鏡(jing)(jing)業的(de)發(fa)展做(zuo)出(chu)了重要貢(gong)獻。用(yong)(yong)以(yi)矯(jiao)正視力(li)的(de)眼(yan)鏡(jing)(jing)并非孫(sun)云球(qiu)所(suo)發(fa)明,孫(sun)云球(qiu)的(de)貢(gong)獻在于他創造性地采用(yong)(yong)水(shui)(shui)晶為(wei)原(yuan)料(liao),磨制成(cheng)各種凹凸鏡(jing)(jing)片(pian),并根據(ju)近視、遠視不(bu)同情況,“隨目對鏡(jing)(jing)”,使人們(men)配到適合自己眼(yan)睛(jing)的(de)鏡(jing)(jing)片(pian),“以(yi)年別者(zhe)老少(shao)花,以(yi)地分(fen)者(zhe)遠近光”,從(cong)而使視力(li)得到矯(jiao)正。這種水(shui)(shui)晶眼(yan)鏡(jing)(jing)在當時(shi)很引人注目,人們(men)不(bu)惜出(chu)重資購買,蘇(su)州眼(yan)鏡(jing)(jing)業也就在此基(ji)礎(chu)上興盛起來了。
孫云球還制有“存(cun)目(mu)(mu)(mu)鏡(jing)”,用這(zhe)種鏡(jing)來觀察物(wu)體,“百倍光明,無微不矚”,能(neng)將極(ji)細小的東(dong)西,看得一(yi)目(mu)(mu)(mu)了然。這(zhe)有可能(neng)是一(yi)塊(kuai)放(fang)大鏡(jing)或一(yi)架簡(jian)單(dan)(dan)的顯微鏡(jing)。考慮到單(dan)(dan)個放(fang)大鏡(jing)在此之前已(yi)經存(cun)在,宋(song)代已(yi)用水晶照物(wu),明代已(yi)有“單(dan)(dan)照”,但那類(lei)放(fang)大鏡(jing)很難達到此處所說的“存(cun)目(mu)(mu)(mu)鏡(jing)”的效(xiao)果。所以,孫云球所發明的存(cun)目(mu)(mu)(mu)鏡(jing),極(ji)有可能(neng)是一(yi)架簡(jian)單(dan)(dan)顯微鏡(jing),即(ji)具(ju)有較高放(fang)大倍數(shu)的凸透鏡(jing)。
還(huan)有(you)一種(zhong)“萬花(hua)鏡”,“能(neng)化一物(wu)為數(shu)十者”,“能(neng)視一物(wu)化為數(shu)十”,這(zhe)種(zhong)鏡會使一個(ge)像(xiang)變成(cheng)多(duo)個(ge),有(you)些(xie)類(lei)似(si)于今天的萬花(hua)筒。估計其(qi)結構(gou)是一種(zhong)呈菱(ling)形折射的鏡片,依靠光線的多(duo)次反射形成(cheng)群像(xiang)。
另(ling)外,“察微鏡”也(ye)是孫云球的發(fa)明之一(yi)。
如果說“存目鏡(jing)(jing)(jing)”是(shi)一(yi)(yi)種簡(jian)單(dan)顯微鏡(jing)(jing)(jing)的(de)話,那么“察微鏡(jing)(jing)(jing)”就應該是(shi)一(yi)(yi)種復合(he)顯微鏡(jing)(jing)(jing)。對(dui)于孫云球來說,制(zhi)造(zao)復合(he)顯微鏡(jing)(jing)(jing)的(de)技(ji)術(shu)障礙并(bing)不存在(zai)。因(yin)為他(ta)能夠制(zhi)造(zao)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing),在(zai)制(zhi)造(zao)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)過(guo)程中,只(zhi)要稍稍改變一(yi)(yi)下透鏡(jing)(jing)(jing)的(de)裝置方(fang)法,望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)就會變成(cheng)一(yi)(yi)架復合(he)顯微鏡(jing)(jing)(jing)。只(zhi)是(shi)由于他(ta)英年早逝,加上中國當時科學(xue)狀況的(de)限(xian)制(zhi),這架顯微鏡(jing)(jing)(jing)在(zai)當時的(de)科學(xue)研究中,未(wei)能發揮(hui)它(ta)應有的(de)作用。
值得一提(ti)的(de)還有(you)“半鏡(jing)”。這種“半鏡(jing)”,不太(tai)可能(neng)是現(xian)代意義上的(de)雙焦點(dian)眼(yan)(yan)鏡(jing),它(ta)應(ying)該是一種半圓盤形(xing)的(de)眼(yan)(yan)鏡(jing),即眼(yan)(yan)鏡(jing)僅僅有(you)下(xia)面(mian)半塊(kuai)透鏡(jing),佩戴者(zhe)眺(tiao)望遠(yuan)方時(shi)可以(yi)直接通過上部,不必(bi)借助鏡(jing)片。這種形(xing)式的(de)眼(yan)(yan)鏡(jing)有(you)時(shi)還能(neng)看到,它(ta)特別適應(ying)于老花(hua)眼(yan)(yan)之類視者(zhe)使用。孫云球當時(shi)能(neng)制作出這種眼(yan)(yan)鏡(jing)來,也是一個進步(bu)。
除了這些(xie)儀器(qi)之外,孫云球(qiu)還磨制過(guo)多(duo)面鏡(jing)(jing)、夜明(ming)鏡(jing)(jing)、幻容鏡(jing)(jing)、鴛鴦鏡(jing)(jing)、放光鏡(jing)(jing)、夕陽鏡(jing)(jing)等等。這些(xie)儀器(qi)性能和用(yong)途各異,但(dan)均“巧妙不可思議(yi)”。
孫云球還總結多年(nian)制鏡經驗,寫成《鏡史》一(yi)卷(juan),他(ta)的(de)母親董(dong)如蘭親自為該書寫序。這本書的(de)問世,對后世光學儀器制造技術(shu)影響(xiang)很大,可(ke)惜的(de)是它后來失(shi)傳(chuan)了,使(shi)我們(men)今日難以窺其全貌。
被(bei)譽(yu)為明朝科學巨(ju)人,是(shi)我國著(zhu)名(ming)的(de)發明家。