嘉慶二十四年(nian)(1819年(nian)),鄒伯(bo)奇出生在南海泌沖一個(ge)教書(shu)人家(jia),父(fu)親和(he)外(wai)祖(zu)父(fu)都是學(xue)養深厚(hou)的(de)(de)(de)“數學(xue)愛好者”,因(yin)而(er)給了(le)他(ta)當(dang)時(shi)少有(you)的(de)(de)(de)數理啟蒙(meng)教育。10歲時(shi)被身為南海儒林知(zhi)名詩人的(de)(de)(de)外(wai)祖(zu)父(fu)接到家(jia)中,教他(ta)《周(zhou)易(yi)》、《九(jiu)章(zhang)算術》等,為鄒伯(bo)奇日后研習西(xi)方文化(hua)和(he)科(ke)學(xue)知(zhi)識埋下(xia)了(le)興趣的(de)(de)(de)種(zhong)子(zi)。后來(lai),鄒伯(bo)奇又曾經拜酷愛算術的(de)(de)(de)梁序鏞為師,在承教儒家(jia)經典的(de)(de)(de)同(tong)時(shi),跟隨梁序鏞學(xue)習了(le)大量古代數學(xue)知(zhi)識。
道光十(shi)五年(1835年),17歲(sui)的(de)鄒伯奇因讀(du)《夢溪筆談(tan)》中(zhong)塔(ta)倒影(ying)與陽遂(sui)倒影(ying)同(tong)理(li),他開始(shi)對(dui)透鏡成像的(de)研究(jiu)發(fa)生興趣。發(fa)現(xian)古代(dai)“諸經義(yi)疏”中(zhong)的(de)算學(xue)錯(cuo)誤后(hou),就開始(shi)孜(zi)孜(zi)不倦研究(jiu)數(shu)學(xue),而人們司空(kong)見(jian)慣的(de)湖光塔(ta)影(ying),又使他一頭扎進對(dui)光學(xue)的(de)研究(jiu)中(zhong)。
道光二十四年(nian)(1844年(nian)),鄒伯奇發明、制(zhi)成了中國(guo)第一(yi)臺照(zhao)相機。設計了攝影繪地圖(tu)法。他還寫了《度算版釋例》,說明“度算版”的原理(li)和(he)使用方法。
道光二十五(wu)年(1845年),鄒伯奇撰寫的(de)《攝(she)影之器記》成為世界最早(zao)的(de)攝(she)影文獻之一。
咸豐
三年(nian)(1853年(nian)),他設(she)計制造了(le)“對數尺”,該尺有多種(zhong)功能,除一般的計算之(zhi)外,還能作氣(qi)節、天文(wen)、體積等計算 。
咸豐七(qi)年(nian)(1857年(nian)),鄒伯(bo)奇(qi)任(ren)學海堂學長 ,與經學大師(shi)陳澧(li)過(guo)從甚密,陳常請鄒伯(bo)奇(qi)為他解決學術難(nan)題。
同治(zhi)三(san)年(1864年),進行了攝影(ying)繪(hui)地(di)圖法的(de)實地(di)繪(hui)制。郭(guo)嵩燾特(te)疏將(jiang)鄒伯奇推薦給朝廷,鄒伯奇稱病推辭(ci)。曾國藩(fan)在兩江(jiang)視察(cha)時,希望讓鄒伯奇在上海機器局旁(pang)設(she)的(de)書(shu)院教書(shu),亦未(wei)成。
同治(zhi)四年(1865年),廣東(dong)巡(xun)撫(fu)郭嵩燾聘請他主持測繪(hui)《廣東(dong)沿海地(di)圖》。鄒把自(zi)己創立的(de)“以(yi)圓(yuan)(yuan)繪(hui)圓(yuan)(yuan)”法改進為(wei)橢圓(yuan)(yuan)畫法。他認為(wei),地(di)球兩極半徑(jing)比(bi)赤道半徑(jing)小,是(shi)橢圓(yuan)(yuan)形(xing)的(de),在(zai)測算(suan)時,應“以(yi)橢圓(yuan)(yuan)曲(qu)率(lv)算(suan)之”。使繪(hui)圖技術趨于準確。
同治八(ba)年(nian)(nian)(1869年(nian)(nian)),因病逝(shi)世,葬于故鄉(xiang)南海縣泌沖 。
鄒(zou)伯奇的(de)攝影器也(ye)就(jiu)是照相機。只要有感光化學物和配置(zhi)感光板,照相即可成功。根據學者(zhe)的(de)調研,鄒(zou)伯奇解決了這些問題。
在(zai)(zai)(zai)鄒伯(bo)奇(qi)的(de)(de)一篇散存文章中,述(shu)及了攝影(ying)機的(de)(de)濕(shi)板照相法(fa)和(he)濕(shi)板照相的(de)(de)操作過程(cheng)。鄒伯(bo)奇(qi)還留有(you)一頁散稿,記述(shu)了有(you)關這(zhe)些化合(he)物的(de)(de)藥料(liao)(liao)配方。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)個(ge)藥料(liao)(liao)配方中,鄒伯(bo)奇(qi)是(shi)最早(zao)定名了“硝酸(suan)(suan)”、“鹽酸(suan)(suan)”、“醋酸(suan)(suan)”三類酸(suan)(suan)性物質。這(zhe)批藥料(liao)(liao)從19世紀50年代起都可以在(zai)(zai)(zai)澳門購買,但(dan)鄒伯(bo)奇(qi)多(duo)以本地產(chan)原料(liao)(liao)配制。
在藥(yao)(yao)料配方中(zhong),雞蛋(dan)(dan)膠(jiao)是(shi)(shi)(shi)(shi)玻(bo)璃攝影(ying)術中(zhong)極為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)物品,其主要(yao)成分(fen)是(shi)(shi)(shi)(shi)蛋(dan)(dan)清(qing)(qing)(即(ji)蛋(dan)(dan)白)。戴念祖說,其中(zhong),“氣水(shui)”可能是(shi)(shi)(shi)(shi)蒸餾水(shui),加明礬(fan),是(shi)(shi)(shi)(shi)以之凈(jing)化(hua)水(shui)質(zhi)。將(jiang)(jiang)蛋(dan)(dan)清(qing)(qing)、少量食鹽(yan)(yan)(yan)(yan)加純(chun)凈(jing)水(shui)以筷子打(da)(da)勻(攪打(da)(da)時間不宜過短),刮去浮沫,再(zai)打(da)(da),將(jiang)(jiang)絲縷打(da)(da)化(hua),再(zai)倒入盆中(zhong)澄之。俟清(qing)(qing)之后(hou),傾入瓷盤或(huo)玻(bo)盤中(zhong)待(dai)用。這蛋(dan)(dan)清(qing)(qing)能稱為(wei)玻(bo)板或(huo)紙面(mian)的(de)(de)(de)令人滿意的(de)(de)(de)銀(yin)(yin)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)載體。將(jiang)(jiang)玻(bo)板或(huo)紙的(de)(de)(de)一(yi)面(mian)細心地(di)放入盛有(you)蛋(dan)(dan)清(qing)(qing)的(de)(de)(de)瓷盤中(zhong),使(shi)其均(jun)勻地(di)黏連蛋(dan)(dan)清(qing)(qing)之后(hou),再(zai)將(jiang)(jiang)其置于(yu)銀(yin)(yin)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)溶液中(zhong),使(shi)之均(jun)勻地(di)附著著銀(yin)(yin)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)溶液,因(yin)(yin)而就制成了銀(yin)(yin)質(zhi)陽面(mian)板或(huo)紙(或(huo)膠(jiao)片(pian))的(de)(de)(de)正片(pian)。早期玻(bo)璃板照相術遲遲未成功,就是(shi)(shi)(shi)(shi)因(yin)(yin)為(wei)未曾發(fa)現蛋(dan)(dan)清(qing)(qing)膠(jiao)及其耐心細致的(de)(de)(de)操(cao)作法。但是(shi)(shi)(shi)(shi),每(mei)種藥(yao)(yao)料的(de)(de)(de)數量,鄒伯奇(qi)沒有(you)詳盡的(de)(de)(de)記錄。
鄒(zou)伯奇(qi)以他自制的(de)照相機和感光化合(he)物(wu)(wu)拍(pai)了(le)(le)許多照片(pian)。其中一(yi)塊自拍(pai)像玻璃底(di)版珍藏在廣州市(shi)博(bo)物(wu)(wu)館。1973年(nian),戴(dai)念(nian)祖(zu)用這底(di)版沖印(yin)了(le)(le)極為清(qing)晰(xi)的(de)鄒(zou)伯奇(qi)相片(pian) 。
此前的(de)1839年,法國(guo)的(de)達(da)蓋爾制(zhi)成(cheng)(cheng)了第一臺實(shi)用(yong)的(de)銀版照相(xiang)機(ji)(ji),它(ta)是(shi)由兩(liang)個(ge)木(mu)箱(xiang)組成(cheng)(cheng),把一個(ge)木(mu)箱(xiang)插入另(ling)一個(ge)木(mu)箱(xiang)中(zhong)進行調焦,用(yong)鏡頭蓋作為快門(men),來控制(zhi)長達(da)三十分鐘的(de)曝光時間,能拍攝出清晰的(de)圖像(xiang)。鄒(zou)伯奇的(de)相(xiang)機(ji)(ji)發(fa)(fa)明與此相(xiang)去不遠。有研究者指(zhi)出,目前并沒有證(zheng)據證(zheng)明鄒(zou)伯奇的(de)相(xiang)機(ji)(ji)曾(ceng)經參(can)考(kao)了達(da)蓋爾的(de)發(fa)(fa)明,所(suo)以很有可能他是(shi)獨立完成(cheng)(cheng)了相(xiang)機(ji)(ji)的(de)發(fa)(fa)明 。
鄒伯(bo)奇另一(yi)個(ge)突破性(xing)的(de)(de)成就,就是(shi)(shi)將(jiang)他的(de)(de)研究成果運(yun)用到地(di)圖繪(hui)制(zhi)上來(lai)。在(zai)地(di)圖繪(hui)制(zhi)方面,經(jing)線(xian)緯線(xian)的(de)(de)繪(hui)制(zhi)在(zai)當時是(shi)(shi)一(yi)個(ge)高難(nan)度的(de)(de)問(wen)題(ti)。盡管地(di)球球形說在(zai)15世紀末已(yi)經(jing)得到了(le)西方的(de)(de)廣泛認可,但(dan)是(shi)(shi)清代(dai)聽(ting)說到這個(ge)信息比西方整整晚了(le)200 多(duo)(duo)年,當時甚至(zhi)仍有多(duo)(duo)數(shu)(shu)壓倒少數(shu)(shu)的(de)(de)聲音反(fan)對(dui)球形說。而(er)當時已(yi)經(jing)是(shi)(shi)科學(xue)先(xian)行者的(de)(de)鄒伯(bo)奇卻是(shi)(shi)欣然接受了(le)這個(ge)理(li)論,并(bing)迅(xun)速進行研究 。
鄒伯(bo)奇認為,“用(yong)半度切線(xian)(xian)法(fa),內(nei)密外疏(shu),與實(shi)(shi)數不符”。他(ta)研究出(chu)用(yong)曲線(xian)(xian)表示經緯線(xian)(xian)的(de)畫法(fa),因為地(di)球是圓形(xing)的(de),“以圓繪圓,其(qi)形(xing)乃(nai)肖也(ye)”。鄒伯(bo)奇摸索出(chu)用(yong)曲線(xian)(xian)來(lai)表示經緯線(xian)(xian)的(de)畫法(fa),也(ye)開始設計和運用(yong)攝(she)影來(lai)繪制地(di)圖(tu),他(ta)的(de)攝(she)影繪圖(tu)為古老的(de)中國實(shi)(shi)地(di)實(shi)(shi)測(ce)、勘測(ce)地(di)表地(di)質打開了(le)(le)一扇塵(chen)封(feng)之門,他(ta)也(ye)成(cheng)為了(le)(le)現代(dai)地(di)圖(tu)繪制的(de)科學先驅(qu) 。他(ta)先后用(yong)自己(ji)的(de)方法(fa)改繪了(le)(le)當(dang)(dang)時最具權威(wei)的(de)全國地(di)圖(tu)《皇(huang)興(xing)全圖(tu)》(共66幅),成(cheng)為了(le)(le)當(dang)(dang)時最為“洛(luo)陽紙貴”的(de)地(di)圖(tu)。另外,他(ta)率領弟(di)子繪制的(de)家鄉地(di)圖(tu)《廣東省地(di)圖(tu)》、《南海(hai)縣地(di)圖(tu)》、《潯岡州地(di)圖(tu)》 。
鄒(zou)伯(bo)(bo)奇又(you)從耶(ye)穌會士傳(chuan)入中(zhong)國的(de)(de)測量(liang)著作(zuo)中(zhong)有(you)關“以平鏡(jing)測高”的(de)(de)幾何原理得到(dao)啟發,立即(ji)將景畫器用作(zuo)繪(hui)(hui)(hui)制地(di)(di)(di)圖(tu)和(he)平面(mian)(mian)測量(liang)。《攝影之(zhi)器記》就繪(hui)(hui)(hui)圖(tu)與(yu)測量(liang)方法也留下了很具體的(de)(de)說(shuo)明。同時(shi)鄒(zou)伯(bo)(bo)奇也清楚知道(dao),畫紙必須處于物鏡(jing)焦平面(mian)(mian)上,因此,被畫之(zhi)物或地(di)(di)(di)域(yu)不宜太(tai)分散、遠(yuan)近(jin)相差太(tai)大,這(zhe)才能(neng)使所“畫與(yu)當面(mian)(mian)景色(se)無少異(yi)”由(you)鄒(zou)伯(bo)(bo)奇指導(dao)其(qi)弟子們繪(hui)(hui)(hui)的(de)(de)《潯崗(gang)洲圖(tu)》、《桑圓圍全(quan)圖(tu)》等,都是以此攝影法測繪(hui)(hui)(hui)的(de)(de)。這(zhe)攝影繪(hui)(hui)(hui)圖(tu)為現(xian)代(dai)空中(zhong)測地(di)(di)(di)圖(tu)、勘測地(di)(di)(di)表(biao)地(di)(di)(di)質打開了技術之(zhi)門。
在(zai)物理(li)學(xue)(xue)(xue)方(fang)面,著(zhu)有(you)(you)《磬(qing)求(qiu)重心(xin)(xin)術(shu)(shu)》、《求(qiu)重心(xin)(xin)說(shuo)》、《格術(shu)(shu)補》等(deng),分別論(lun)述(shu)力學(xue)(xue)(xue)和(he)光學(xue)(xue)(xue)問題(ti);在(zai)數學(xue)(xue)(xue)方(fang)面,著(zhu)有(you)(you)《乘方(fang)捷術(shu)(shu)》三(san)卷,第一卷講乘方(fang)和(he)開方(fang),第二卷講對數,第三(san)卷為(wei)乘方(fang)、開方(fang)、對數之應用;在(zai)天(tian)文學(xue)(xue)(xue)方(fang)面,鄒(zou)(zou)伯(bo)(bo)奇(qi)繪制(zhi)過《赤道南恒(heng)星(xing)(xing)圖》、《赤道北恒(heng)星(xing)(xing)圖》,制(zhi)作過“天(tian)球儀(yi)(yi)”、“太(tai)陽系表演儀(yi)(yi)”。在(zai)鄒(zou)(zou)伯(bo)(bo)奇(qi)的時代,中國學(xue)(xue)(xue)術(shu)(shu)界對哥白尼(ni)的太(tai)陽中心(xin)(xin)說(shuo)還(huan)有(you)(you)爭(zheng)議(yi),鄒(zou)(zou)伯(bo)(bo)奇(qi)制(zhi)作的儀(yi)(yi)器(qi)(qi),以太(tai)陽為(wei)中心(xin)(xin),顯示出進步的天(tian)文學(xue)(xue)(xue)思想。他還(huan)用天(tian)文學(xue)(xue)(xue)理(li)論(lun),考證了中國古籍中關于(yu)天(tian)文學(xue)(xue)(xue)現象論(lun)述(shu)的正誤,寫(xie)了《夏(xia)少正南門星(xing)(xing)考》等(deng)論(lun)文十幾篇(pian),有(you)(you)很高(gao)(gao)的學(xue)(xue)(xue)術(shu)(shu)價值。在(zai)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)制(zhi)作方(fang)面,他還(huan)研制(zhi)了“渾(hun)圓水(shui)準(zhun)儀(yi)(yi)”、“水(shui)銀溢流式水(shui)準(zhun)器(qi)(qi)”、“風雨針”(氣壓計兼測高(gao)(gao)儀(yi)(yi)》等(deng) 。
在地(di)理學上,他率先采用經(jing)(jing)緯法畫(hua)出了全(quan)國地(di)圖,并將經(jing)(jing)過北京的一(yi)條經(jing)(jing)線(xian)定(ding)為本初子午線(xian) 。
梁(liang)啟(qi)超在著作《中(zhong)國(guo)近三百年(nian)學(xue)術史》中(zhong),談到清代算學(xue)等(deng)學(xue)術時(shi),數度將鄒(zou)伯奇列為科技方面的(de)(de)代表人物之一,其中(zhong)最重要的(de)(de)評價(jia)是:“特夫又自(zi)制(zhi)攝影(ying)器。觀其圖(tu)說,以較現代日出日精之新器,誠樸僿(sai)可笑(xiao),然在五十年(nian)前(qian)無所(suo)承而獨創,又豈不(bu)可謂豪(hao)杰之士耶? ”
《南海縣(xian)志》稱,不赴(fu)科舉、終(zhong)其一生(sheng)仍是秀才的鄒伯奇(qi)“能(neng)薈(hui)萃中西之(zhi)(zhi)說(shuo)而貫通之(zhi)(zhi),為吾粵向來(lai)名儒所未有” 。
《清(qing)史稿(gao)》則評(ping)價稱“聰敏絕世,覃思聲音(yin)文字度數(shu)之源。尤精天文歷算,能薈萃中、西之說而貫通之,靜極生明(ming),多具(ju)神解。”
戴念(nian)祖:“在鴉(ya)片戰(zhan)爭前(qian)后,中(zhong)國人(ren)尚能做出(chu)居世(shi)界前(qian)列的(de)科技成就是(shi)難能可貴的(de)。”“鄒伯奇的(de)學術研究,完全憑借自己的(de)實踐,比如(ru)說當時世(shi)界上普遍使用(yong)的(de)四(si)種望遠鏡,他(ta)沒有見過實物(wu),自己揣(chuai)摩、研究,自己制作出(chu)來了”。