孫云(yun)球出身于(yu)一(yi)(yi)個已衰落的(de)官宦之(zhi)家。其(qi)父(fu)孫志儒,曾做過福州、漳州知(zhi)府。其(qi)母(mu)(mu)董如蘭(lan),是(shi)個有(you)知(zhi)識的(de)婦女,孫云(yun)球著作的(de)序,就是(shi)他(ta)(ta)母(mu)(mu)親寫的(de)。孫云(yun)球年幼時,隨父(fu)母(mu)(mu)遷居蘇州虎(hu)丘(qiu)山畔,他(ta)(ta)自幼聰穎異常,13歲即為吳(wu)江(jiang)縣(xian)鄉學(xue)生。不久父(fu)親去世,家境(jing)中(zhong)落,又遇明(ming)(ming)朝滅亡清軍南下,生計艱(jian)難,他(ta)(ta)遂(sui)以采集出售中(zhong)草藥(yao)謀(mou)生。雖(sui)然(ran)如此,孫云(yun)球并未喪(sang)志,仍勤奮好學(xue),鉆研(yan)數學(xue)知(zhi)識,探討測量(liang)(liang)、算指、幾何(he)之(zhi)法(fa)。他(ta)(ta)精于(yu)器械制(zhi)造,《吳(wu)縣(xian)志》說(shuo)他(ta)(ta)“精于(yu)測量(liang)(liang),凡有(you)所制(zhi)造,時人(ren)服其(qi)奇巧(qiao)。”為了(le)校準自鳴(ming)鐘,他(ta)(ta)制(zhi)造了(le)“自然(ran)晷”,這是(shi)一(yi)(yi)種據日影以定(ding)時刻的(de)儀器。經過使用后證明(ming)(ming),以之(zhi)判(pan)定(ding)時刻,十(shi)分準確。
據文(wen)獻記載,眼鏡在元代(dai)已有,但是(shi)其價格昂貴(gui),非一般(ban)人所能(neng)享(xiang)用(yong)(yong),至明代(dai),眼鏡仍是(shi)珍貴(gui)的(de)(de)稀罕(han)之物(wu),到了晚(wan)明,杭州成(cheng)為我國(guo)早期眼鏡制(zhi)(zhi)作的(de)(de)中心。孫云球年(nian)輕時就到杭州去學習(xi)制(zhi)(zhi)鏡技(ji)術,而在他的(de)(de)思(si)想中又(you)根據中國(guo)古代(dai)的(de)(de)幾(ji)何、物(wu)理等科(ke)學知(zhi)識,經過自(zi)己(ji)制(zhi)(zhi)作眼鏡的(de)(de)實踐積累和探索,最后(hou)終于掌握了“磨片對光”技(ji)術,創造性(xing)地用(yong)(yong)水(shui)晶(jing)材料磨制(zhi)(zhi)成(cheng)鏡片,還(huan)創造了磨制(zhi)(zhi)鏡片的(de)(de)牽陀車(che)。
經他(ta)一(yi)番悉心(xin)研究改進之(zhi)后,使磨鏡(jing)(jing)(jing)(jing)對(dui)光(guang)技術有(you)(you)了(le)很大的(de)(de)(de)提高,他(ta)能(neng)根據眼(yan)疾患者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)年令(ling)大小、疾癥(zheng)不同(tong),而(er)隨(sui)目配(pei)鏡(jing)(jing)(jing)(jing),而(er)且還(huan)可以(yi)“以(yi)年別(bie)者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)老少(shao)花(hua),以(yi)地分者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)遠近光(guang)”,讓(rang)患者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)配(pei)到適合自己眼(yan)睛(jing)的(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片。在磨制(zhi)凸透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)和(he)凹透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)上,他(ta)又利用(yong)水晶(jing)石(shi)磨制(zhi)成存(cun)目鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、萬花(hua)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、鴛(yuan)鴦鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、放大鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、幻容鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、夜明(ming)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、千里鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(望遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing))等(deng)各類(lei)光(guang)學制(zhi)品,使廣大的(de)(de)(de)眼(yan)疾患者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)能(neng)減(jian)輕痛苦。他(ta)的(de)(de)(de)好友文康裔(yi)在《讀〈鏡(jing)(jing)(jing)(jing)史〉書后》中(zhong)寫道:“其遠鏡(jing)(jing)(jing)(jing)尤(you)為奇(qi)幻,偕(xie)登虎(hu)丘(qiu)巔,遠觀城中(zhong)樓臺塔院,若招(zhao)致(zhi)幾席,了(le)然在目;睹彼天平、鄧尉、穹隆諸峰,崚(leng)嶒蒼(cang)翠,如列目前,體色(se)畢現。神哉!技至此(ci)乎(hu)!向(xiang)見時晷,愚(yu)謂奇(qi)亦至矣,何(he)幸又得(de)此(ci)幻觀也(ye)?先(xian)(xian)生曰:‘是(shi)未(wei)足以(yi)盡其奇(qi)耳(er)。’更以(yi)存(cun)目鏡(jing)(jing)(jing)(jing)相貽,試之(zhi)兩眸,心(xin)曠神怡,百倍光(guang)明(ming),無微不矚。先(xian)(xian)生資我(wo)披覽誦讀者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe),殆錫(xi)我(wo)以(yi)如意珠也(ye)。悉之(zhi)有(you)(you)數十種(zhong)類(lei),各有(you)(you)不同(tong),而(er)功用(yong)亦迥別(bie)。”孫云球在制(zhi)作實踐和(he)科(ke)學研究的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)上還(huan)寫了(le)一(yi)本眼(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)制(zhi)作方面的(de)(de)(de)專著《鏡(jing)(jing)(jing)(jing)史》,“令(ling)市坊(fang)依(yi)法制(zhi)造(zao),(眼(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing))遂盛行于世。”(《虎(hu)阜志(zhi)》)眼(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)價(jia)格(ge)也(ye)一(yi)路走底,最終使一(yi)般的(de)(de)(de)老百姓都能(neng)消費得(de)起。“順(shun)治(1644年—1661年)以(yi)后價(jia)漸賤,每(mei)副(fu)(fu)值(zhi)銀不過五六錢。近來蘇杭(hang)人(ren)多制(zhi)造(zao)之(zhi),遍地販賣,人(ren)人(ren)可得(de),每(mei)副(fu)(fu)值(zhi)銀最貴者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)不過七八分,甚而(er)四五分,直有(you)(you)二三分一(yi)副(fu)(fu)者(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)(zhe),皆堪明(ming)目,一(yi)般用(yong)也(ye)。”(清葉夢珠《閱(yue)世編》)
他著有專(zhuan)著《鏡史》,制造的各類光(guang)學儀器達七十(shi)余種。
在孫(sun)云(yun)球(qiu)(qiu)(qiu)短暫(zan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一生中,他(ta)制造的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)各類(lei)光學儀(yi)器(qi)達七十余種。這些(xie)儀(yi)器(qi)早已蕩(dang)然(ran)無存,所(suo)幸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是《吳(wu)縣志(zhi)》在介紹孫(sun)云(yun)球(qiu)(qiu)(qiu)時,提到了(le)他(ta)所(suo)發明的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一些(xie)儀(yi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)名稱,使(shi)我們得(de)以窺其一斑。在孫(sun)云(yun)球(qiu)(qiu)(qiu)研(yan)制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光學儀(yi)器(qi)中,望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)常被人們提及。他(ta)所(suo)研(yan)制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)性能良好(hao),據《吳(wu)門補(bu)乘》記載,浙(zhe)江天(tian)臺(tai)有一個名叫文康裔的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人,患(huan)有嚴(yan)重近視(shi),孫(sun)云(yun)球(qiu)(qiu)(qiu)曾和他(ta)一道,登(deng)上虎丘(qiu)山(shan),用自制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)眺望(wang),看到蘇州(zhou)城內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)樓臺(tai)塔院近在眼前(qian),清(qing)晰可辨(bian);天(tian)平、靈(ling)巖、穹窿諸(zhu)峰蒼(cang)翠(cui)挺拔,歷(li)歷(li)在目。文康裔贊嘆不(bu)已,視(shi)為(wei)神技(ji)。
另外,孫云(yun)球還(huan)為(wei)蘇州眼(yan)鏡(jing)業的發(fa)展做出了(le)重要貢(gong)獻。用以矯正視(shi)力的眼(yan)鏡(jing)并非孫云(yun)球所發(fa)明,孫云(yun)球的貢(gong)獻在(zai)于他(ta)創造性地(di)采用水(shui)晶為(wei)原(yuan)料,磨制成各種(zhong)凹(ao)凸鏡(jing)片(pian),并根據(ju)近視(shi)、遠視(shi)不同情況,“隨目對(dui)鏡(jing)”,使人們配(pei)到(dao)(dao)適合自己眼(yan)睛的鏡(jing)片(pian),“以年別者老(lao)少花,以地(di)分(fen)者遠近光”,從(cong)而使視(shi)力得到(dao)(dao)矯正。這種(zhong)水(shui)晶眼(yan)鏡(jing)在(zai)當時很引人注目,人們不惜出重資購(gou)買,蘇州眼(yan)鏡(jing)業也就在(zai)此(ci)基(ji)礎上(shang)興盛起來了(le)。
孫(sun)云球還(huan)制有(you)“存(cun)目(mu)鏡(jing)(jing)(jing)”,用(yong)這種鏡(jing)(jing)(jing)來(lai)觀察物體(ti),“百倍(bei)光明,無微(wei)不(bu)矚”,能(neng)將極細小的(de)(de)東(dong)西,看得(de)一(yi)目(mu)了(le)然。這有(you)可(ke)能(neng)是一(yi)塊放(fang)(fang)(fang)(fang)大鏡(jing)(jing)(jing)或一(yi)架簡單的(de)(de)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)。考慮到(dao)單個放(fang)(fang)(fang)(fang)大鏡(jing)(jing)(jing)在此(ci)之(zhi)前已經(jing)存(cun)在,宋代已用(yong)水晶照(zhao)物,明代已有(you)“單照(zhao)”,但那類放(fang)(fang)(fang)(fang)大鏡(jing)(jing)(jing)很難達到(dao)此(ci)處所說的(de)(de)“存(cun)目(mu)鏡(jing)(jing)(jing)”的(de)(de)效(xiao)果(guo)。所以,孫(sun)云球所發(fa)明的(de)(de)存(cun)目(mu)鏡(jing)(jing)(jing),極有(you)可(ke)能(neng)是一(yi)架簡單顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing),即具有(you)較高放(fang)(fang)(fang)(fang)大倍(bei)數的(de)(de)凸(tu)透鏡(jing)(jing)(jing)。
還有(you)一(yi)種(zhong)“萬花鏡(jing)”,“能化一(yi)物(wu)為數十者”,“能視一(yi)物(wu)化為數十”,這種(zhong)鏡(jing)會使一(yi)個像變成多個,有(you)些類似于今天的萬花筒。估計(ji)其結構是一(yi)種(zhong)呈菱(ling)形折射(she)的鏡(jing)片,依靠光(guang)線的多次反(fan)射(she)形成群像。
另外(wai),“察(cha)微鏡”也是(shi)孫(sun)云(yun)球(qiu)的(de)發明之一(yi)。
如果說“存(cun)目(mu)鏡(jing)(jing)”是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)簡單顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)的話(hua),那么(me)“察微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)”就應(ying)該是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)復(fu)合顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)。對于孫云球來說,制(zhi)(zhi)造復(fu)合顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)的技(ji)術障(zhang)礙并不存(cun)在(zai)。因為他(ta)能(neng)夠(gou)制(zhi)(zhi)造望(wang)遠鏡(jing)(jing),在(zai)制(zhi)(zhi)造望(wang)遠鏡(jing)(jing)過程中(zhong),只(zhi)要(yao)稍稍改變一(yi)(yi)下透鏡(jing)(jing)的裝置(zhi)方(fang)法,望(wang)遠鏡(jing)(jing)就會變成一(yi)(yi)架復(fu)合顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)。只(zhi)是(shi)由(you)于他(ta)英年(nian)早逝,加上中(zhong)國(guo)當(dang)時科學狀況的限制(zhi)(zhi),這架顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)在(zai)當(dang)時的科學研究中(zhong),未能(neng)發揮它應(ying)有的作用。
值(zhi)得一(yi)提的還(huan)有“半鏡(jing)(jing)(jing)”。這(zhe)種(zhong)“半鏡(jing)(jing)(jing)”,不(bu)太可能是現代意義上(shang)的雙焦(jiao)點眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing),它應該是一(yi)種(zhong)半圓(yuan)盤形(xing)的眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing),即眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)僅僅有下面(mian)半塊透鏡(jing)(jing)(jing),佩(pei)戴者(zhe)眺望遠方時可以直接通過(guo)上(shang)部(bu),不(bu)必借(jie)助鏡(jing)(jing)(jing)片。這(zhe)種(zhong)形(xing)式的眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)有時還(huan)能看到,它特別適應于老花眼(yan)(yan)之類視者(zhe)使用。孫云球當時能制作出這(zhe)種(zhong)眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)來,也(ye)是一(yi)個(ge)進步。
除了這些儀器之外,孫云球(qiu)還磨制過多面鏡(jing)、夜明(ming)鏡(jing)、幻容鏡(jing)、鴛(yuan)鴦鏡(jing)、放(fang)光鏡(jing)、夕(xi)陽鏡(jing)等(deng)等(deng)。這些儀器性能和(he)用途各異,但均(jun)“巧(qiao)妙(miao)不可思議”。
孫云球還總結(jie)多年制鏡經驗,寫成《鏡史》一卷,他的母親(qin)董(dong)如蘭(lan)親(qin)自為該(gai)書寫序。這(zhe)本書的問世,對后世光學儀器制造(zao)技術影響很(hen)大(da),可惜(xi)的是它后來失傳了,使我們今日難以(yi)窺其全貌。
被(bei)譽為明朝(chao)科學(xue)巨人(ren),是我(wo)國著(zhu)名的發明家。