行者改變天下

陳紅軍

海上絲綢之路作為一條藍色的紐帶，不僅連接了中外商品貿(mào)易，也溝通了中外科學(xué)技術(shù)的交流。而作為當年海絲之路上重要的中外科技交匯樞紐，中國許多先進的科學(xué)技術(shù)就是藉廣州口岸而向世界各地傳播的；同時，許多西方科學(xué)技術(shù)也經(jīng)廣州傳入中國，與中國原來的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，交輝相應(yīng)，使中國的科技也逐步邁向近代化，其中尤以醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、歷法、物理學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、建筑學(xué)和水利學(xué)諸領(lǐng)域最為顯著。在這個“一進一出、交流匯通”的過程中，有一位融通西方科技理念，推陳出新的代表性人物，他就是晚清廣東科學(xué)家鄒伯奇。

“發(fā)前人之未所發(fā)”

鄒伯奇是廣東南海人，生于清嘉慶二十三年（公元1818年）。他出生于書香門第，自小受到良好的家庭教育，讀書注意會通中西，遇名物制度，必日夜探索，務(wù)得其確，或按其度數(shù)，繪為圖，造其器而驗之，渙然冰釋而后已。所以他的解釋多能發(fā)前人之所未發(fā)。

鄒伯奇研制領(lǐng)域廣泛，從天文、歷法、測繪、圖表、輿地、物理、光學(xué)、力學(xué)，以至各種試驗儀器、標尺、望鏡、機械等等無不殫思竭慮，盡可能親自究之、制之、用之，獨出心裁，而又善于貫通中西之說用以釋古，更注重于實驗、測試、觀察研究。

例如，他從17歲時就開始研究光學(xué)。由于從北宋沈括《夢溪筆談》中得到啟發(fā)，認為針孔成倒像和凹面鏡成倒像的原理是一致的，利用這個原理，他進行了好幾年的探索和無數(shù)次的反復(fù)試驗。道光二十四年（公元1844年），他用鏡取火，忽然悟出凹面鏡能攝影，急忙將窗戶關(guān)閉，在板上鉆洞以驗證，觸類引申以木箱為暗箱研制成攝影之器。他利用這個“攝影之器”繪制地圖，后來寫了篇《攝影之器記》予以描述：“以木為方箱，前面開孔，置中高鏡，中張一凈白簿紙，后面為門，將此器前面向所欲繪之處，以黑布蔽后面，開門視之，則此地諸物悉見紙上，形色位置不失毫厘，以彩筆摹之，則為平遠山水一幅，又移別位，復(fù)摹一幅，以二幅其差角、即得各地之遠近，可以畫為平面圖矣。變而通之，其用不窮，亦快事也?！?/p>

實際上，鄒伯奇發(fā)明的這臺“攝影之器”，只是一臺利用小孔成像原理繪圖的投影機。但這也顯示了他敏于思考，勤于試驗的優(yōu)良品質(zhì)。鄒伯奇將這一發(fā)明歸功于《夢溪筆談》的啟發(fā)，其實這應(yīng)該是他長期潛心鉆研、重視科學(xué)實驗的結(jié)果?！秹粝P談》一書謂“陽遂照物皆倒，中間有礙故也，算家謂之格術(shù)”，這種“格術(shù)”之術(shù)，早已湮沒失傳。但鄒伯奇窮追妙理，觀察日月之光影，悟出望遠鏡、顯薇鏡的原理，又寫出了《格術(shù)補》一書。他在這部書中提出近視遠視的原因以及校正的方法，論述了透鏡成像的原理和公式，而且與現(xiàn)代教科書所言一樣，成了中國晚清幾何光學(xué)的重要專著之一。

在發(fā)現(xiàn)“攝影器”之后，鄒伯奇繼續(xù)深入研究攝影術(shù)。1962年，在其的故居（現(xiàn)廣東佛山南海區(qū)黃岐泌沖，編者注。）發(fā)現(xiàn)他的5張自拍像，從其自題《自照遺真》詩所云“行年將五十”，可證其為晚年所照。同時還發(fā)現(xiàn)他的一些詩文遺稿和他用過的一些攝影器材。據(jù)說，鄒氏使用的照像機抗戰(zhàn)初期還在家鄉(xiāng)石門中學(xué)展覽過，后來卻不知去向，難以考證此機是否自制?，F(xiàn)存的是他自制的木質(zhì)三腳架及一些照相用具。在遺存手稿中，有一篇專門介紹攝影機的構(gòu)造和攝影過程。據(jù)今人研究，該稿記述的“操作過程也符合當時濕片照相法的要求”，顯影液的成分和《色相留真》所介紹完全相同，“其所取藥料能結(jié)合實際，不是純粹依賴外國貨”。攝影術(shù)是在鴉片戰(zhàn)爭前后傳入我國的，但這時掌握攝影術(shù)的國人為數(shù)寥寥。鄒伯奇可以說是中國攝影技術(shù)研究者的先驅(qū)。他自己拍攝過多張相片。新近發(fā)現(xiàn)的他所拍的這5張照相玻琉底片，雖時隔百年，仍清晰可見?，F(xiàn)藏于廣州博物館的一張，是他本人半身坐像，無論構(gòu)圖、光線都有相當水平。這應(yīng)該是19世紀60年代中國人自己拍攝的最早照片之一，彌足珍貴。

推陳出新

鄒伯奇對古天文學(xué)精心鉆研。據(jù)說，他經(jīng)常夜登屋后之鰲峰岡頂以觀天象，悉心研究。他對上古天文學(xué)提出了許多新的見解。例如，他認為上古時二十八宿應(yīng)在赤道附近，后因歲差變成今狀。他將自己的見解撰寫了十多篇天文論文。他按歲差推定咸豐甲寅（公元1854年）歲前冬至《恒星黃赤經(jīng)緯表》二卷，繪成《赤道南恒星圖》、《赤道北恒星圖》兩巨冊，圖徑丈余，又按恒星圖內(nèi)容制作了一架高約50厘米的天球儀，制作十分精細。據(jù)記載，他同時還制作了多種日晷、地平式日晷、日夜晷等?，F(xiàn)廣州文物管理處收藏有鄒伯奇親手制作的兩臺木制地平式日晷和一臺木制日夜晷，精密度很高，稱得上是中國日晷發(fā)展史上的代表作。

18世紀中期，哥白尼的日心地動說已傳入中國，這個學(xué)說在中國引起了守舊和先進人士之間激烈爭論，鄒伯奇支持哥白尼的日心地動說，制作了一架“七政儀”，以1個大圓球和8個小圓球分別表示太陽和各行星，手搖可以運轉(zhuǎn)，演示太陽系各行星繞太陽運轉(zhuǎn)的情況。他是第一個制作演示哥白尼學(xué)說的天球儀的中國科學(xué)家。他制作的這具太陽系表演儀，居然有八大行星，其中的海王星，還是在1846年才發(fā)現(xiàn)的。這架表演儀現(xiàn)藏于廣州博物館。

除此之外，鄒伯奇還制作了自鳴鐘、漏箭及具有中國特色的天體儀，表現(xiàn)出他在天文、數(shù)學(xué)和機械制造上的天才。比如他設(shè)計的自鳴鐘，源于比利時耶穌會傳教士南不仁的《靈臺儀象圖考》一書，而又融會變通，別出心裁地使其可指示日、月、季節(jié)、年，和現(xiàn)代的各種表沒有差別。他還著成《說自鳴鐘》以介紹自鳴鐘的結(jié)構(gòu)原理，足證他注意吸收外來文化之精華。

涉及廣泛

對于科技有著如此濃厚的興趣，自然，鄒伯奇精于測繪制圖，他吸收西方科學(xué)方法，改我國傳統(tǒng)的計里畫方的地圖繪制法為經(jīng)緯線繪制法。25歲那年，他繪成了《皇輿全圖》這本中國地圖冊，包括總圖1幅、分圖66幅。這套圖冊30年后始刻板發(fā)行，成為清代有名的地圖。他根據(jù)地球為球形的認識，“以圓繪圖”，注意經(jīng)緯度成“半徑與余弦之比例”，此種繪制地圖的方法，在當時中國是很先進的，在他看來：“繪地難以算天，天文可坐而推求，地理必須親歷”。后來，他又指導(dǎo)弟子鄒景隆繪制《潯崗洲圖》，此圖布局合理、周密、精確，被陳澧譽為“山水形勢，無不畢肖，地圖至此，精密極矣”。《潯崗洲圖碑》現(xiàn)仍陳列于廣州博物館樓前碑廊。他還與門人作桑園圍全圖碑，該原圖現(xiàn)存于南海博物館中。

同治三年（公元1864年），廣東巡撫郭嵩燾于廣州府學(xué)署設(shè)局測繪廣東地圖，鄒伯奇應(yīng)聘參加繪制廣東地圖，他為此進行了大量的實地測量工作，提出了橢圓畫法，在當時之中國可謂極有創(chuàng)見。他著有測繪學(xué)方面的專著《測量備要》四卷，提到了指南尺、風(fēng)雨針（一種氣壓計）等許多測量儀器。

與此同時，鄒伯奇在數(shù)學(xué)上造詣甚深。他所著撰的《乘方捷術(shù)》，首卷講述乘方、開方；二卷講對數(shù)及對數(shù)簡史；三卷講乘方、開方、對數(shù)的應(yīng)用；卷末附有《對數(shù)尺度表》、《十億對數(shù)表》和《純雜表》（1-1000的數(shù)表）。他進一步探討了二項式的幾次根與對數(shù)的冪極數(shù)展開式，擴大了它們的應(yīng)用范圍，并設(shè)計制造了對數(shù)尺和度算板。對數(shù)尺兼有計算尺、比例規(guī)的某些功能，也能計算一些時間和測定方向，比例規(guī)則利用比例相似法，具有“以量代算”的作用。鄒伯奇還著有《對數(shù)尺記》、《度算板釋例》，對這兩件計算器的原理、構(gòu)造及應(yīng)用加以說明，“為算器增新制，為算術(shù)開捷徑”。對此，時人陳璞稱之為“極精微簡便”，呼吁“遍傳此法于世”。鄒伯奇還將數(shù)學(xué)應(yīng)用到力學(xué)上，在吸取眾家之長的基礎(chǔ)上研究出用數(shù)學(xué)方法求物體重心之法，寫出《磬求重心術(shù)》、《求重心說》及《遠西奇器圖說》等力學(xué)著作。

在科學(xué)出版社1993年出版的《中國古代科學(xué)家傳記》中，收入了鄒伯奇的傳記。今天，當我們回溯往事，在被這位百年前科學(xué)家吐故納新的治學(xué)心態(tài)、孜孜不倦的探索精神所感動的同時，也能對絲路在文化科技交流中所起到的作用窺見一斑。