孫(sun)云(yun)(yun)球出身于一個已衰落的(de)官宦之(zhi)(zhi)家(jia)。其父(fu)孫(sun)志(zhi)(zhi)儒(ru),曾做(zuo)過(guo)福州、漳(zhang)州知(zhi)府。其母(mu)董(dong)如(ru)蘭,是(shi)個有(you)知(zhi)識的(de)婦(fu)女,孫(sun)云(yun)(yun)球著(zhu)作的(de)序,就是(shi)他(ta)(ta)(ta)(ta)母(mu)親寫的(de)。孫(sun)云(yun)(yun)球年幼(you)(you)時,隨(sui)父(fu)母(mu)遷(qian)居蘇州虎丘山畔,他(ta)(ta)(ta)(ta)自(zi)幼(you)(you)聰穎異常,13歲即為吳江(jiang)縣鄉學生(sheng)。不久父(fu)親去世,家(jia)境中(zhong)落,又遇明朝滅亡(wang)清軍南下,生(sheng)計(ji)艱難,他(ta)(ta)(ta)(ta)遂以采集出售中(zhong)草藥謀生(sheng)。雖然如(ru)此,孫(sun)云(yun)(yun)球并未喪(sang)志(zhi)(zhi),仍勤奮(fen)好學,鉆研數學知(zhi)識,探(tan)討測量、算指、幾何之(zhi)(zhi)法。他(ta)(ta)(ta)(ta)精于器械制造(zao),《吳縣志(zhi)(zhi)》說他(ta)(ta)(ta)(ta)“精于測量,凡有(you)所(suo)制造(zao),時人服其奇巧。”為了(le)校準自(zi)鳴(ming)鐘(zhong),他(ta)(ta)(ta)(ta)制造(zao)了(le)“自(zi)然晷”,這是(shi)一種據(ju)日影(ying)以定(ding)時刻的(de)儀器。經(jing)過(guo)使用后證明,以之(zhi)(zhi)判定(ding)時刻,十分準確。
據文獻記(ji)載,眼鏡(jing)(jing)在元(yuan)代(dai)(dai)已有,但是(shi)(shi)其價格(ge)昂貴,非一(yi)般人(ren)所能享(xiang)用(yong),至明(ming)代(dai)(dai),眼鏡(jing)(jing)仍是(shi)(shi)珍貴的(de)稀罕之物,到了晚明(ming),杭(hang)州(zhou)(zhou)成為(wei)我國(guo)早期眼鏡(jing)(jing)制(zhi)作的(de)中(zhong)心(xin)。孫云球(qiu)年(nian)輕時(shi)就到杭(hang)州(zhou)(zhou)去學習制(zhi)鏡(jing)(jing)技術,而在他的(de)思想中(zhong)又根據中(zhong)國(guo)古代(dai)(dai)的(de)幾何、物理等科學知識,經過自(zi)己制(zhi)作眼鏡(jing)(jing)的(de)實踐(jian)積累和(he)探(tan)索,最后(hou)終于(yu)掌握了“磨片(pian)(pian)對光”技術,創造性地用(yong)水晶(jing)材料磨制(zhi)成鏡(jing)(jing)片(pian)(pian),還(huan)創造了磨制(zhi)鏡(jing)(jing)片(pian)(pian)的(de)牽(qian)陀車。
經他(ta)(ta)一(yi)(yi)番悉心研(yan)究(jiu)改進(jin)之后,使磨鏡(jing)(jing)(jing)對(dui)光(guang)(guang)技術有了(le)(le)很大(da)(da)的提(ti)高,他(ta)(ta)能根據眼疾患(huan)者(zhe)年(nian)令大(da)(da)小、疾癥不(bu)(bu)同,而(er)(er)隨(sui)目(mu)配鏡(jing)(jing)(jing),而(er)(er)且還可以(yi)“以(yi)年(nian)別(bie)者(zhe)老(lao)少花,以(yi)地分者(zhe)遠近(jin)光(guang)(guang)”,讓患(huan)者(zhe)配到(dao)適合自己眼睛的鏡(jing)(jing)(jing)片。在磨制凸(tu)透鏡(jing)(jing)(jing)和凹透鏡(jing)(jing)(jing)的基礎(chu)上,他(ta)(ta)又利用(yong)水晶(jing)石磨制成(cheng)存目(mu)鏡(jing)(jing)(jing)、萬花鏡(jing)(jing)(jing)、鴛鴦鏡(jing)(jing)(jing)、放(fang)大(da)(da)鏡(jing)(jing)(jing)、幻(huan)容鏡(jing)(jing)(jing)、夜明(ming)鏡(jing)(jing)(jing)、千里(li)鏡(jing)(jing)(jing)(望遠鏡(jing)(jing)(jing))等各類(lei)(lei)光(guang)(guang)學(xue)制品(pin),使廣大(da)(da)的眼疾患(huan)者(zhe)能減輕痛(tong)苦(ku)。他(ta)(ta)的好友文康裔在《讀(du)〈鏡(jing)(jing)(jing)史(shi)〉書后》中寫(xie)道:“其遠鏡(jing)(jing)(jing)尤為(wei)奇(qi)幻(huan),偕登虎丘巔(dian),遠觀城中樓(lou)臺(tai)塔院(yuan),若招致幾(ji)席,了(le)(le)然在目(mu);睹(du)彼天(tian)平、鄧尉、穹隆諸峰(feng),崚嶒蒼翠(cui),如列(lie)目(mu)前(qian),體色(se)畢現。神(shen)哉(zai)!技至此乎!向見時晷,愚謂奇(qi)亦(yi)至矣,何幸又得此幻(huan)觀也(ye)(ye)(ye)?先(xian)生曰:‘是(shi)未足(zu)以(yi)盡其奇(qi)耳。’更以(yi)存目(mu)鏡(jing)(jing)(jing)相貽(yi),試之兩(liang)眸,心曠神(shen)怡,百倍光(guang)(guang)明(ming),無微不(bu)(bu)矚。先(xian)生資我披覽誦讀(du)者(zhe),殆錫我以(yi)如意珠(zhu)也(ye)(ye)(ye)。悉之有數十(shi)種(zhong)類(lei)(lei),各有不(bu)(bu)同,而(er)(er)功用(yong)亦(yi)迥別(bie)。”孫云球在制作(zuo)實踐(jian)和科學(xue)研(yan)究(jiu)的基礎(chu)上還寫(xie)了(le)(le)一(yi)(yi)本眼鏡(jing)(jing)(jing)制作(zuo)方面的專(zhuan)著《鏡(jing)(jing)(jing)史(shi)》,“令市坊依(yi)法制造,(眼鏡(jing)(jing)(jing))遂盛(sheng)行于世(shi)。”(《虎阜志》)眼鏡(jing)(jing)(jing)的價格也(ye)(ye)(ye)一(yi)(yi)路走底,最(zui)終(zhong)使一(yi)(yi)般(ban)的老(lao)百姓都能消費得起。“順治(zhi)(1644年(nian)—1661年(nian))以(yi)后價漸賤,每(mei)副(fu)(fu)值(zhi)銀(yin)不(bu)(bu)過(guo)五六錢。近(jin)來蘇杭人多制造之,遍地販賣(mai),人人可得,每(mei)副(fu)(fu)值(zhi)銀(yin)最(zui)貴者(zhe)不(bu)(bu)過(guo)七八分,甚而(er)(er)四五分,直有二三分一(yi)(yi)副(fu)(fu)者(zhe),皆堪明(ming)目(mu),一(yi)(yi)般(ban)用(yong)也(ye)(ye)(ye)。”(清葉夢珠(zhu)《閱世(shi)編》)
他(ta)著有專著《鏡史》,制造的各類光學儀器達(da)七十余(yu)種。
在(zai)孫云(yun)球短暫的(de)(de)(de)一生中,他(ta)(ta)制造的(de)(de)(de)各類光學儀(yi)器(qi)(qi)達七十余(yu)種。這些儀(yi)器(qi)(qi)早已(yi)蕩然無存,所幸(xing)的(de)(de)(de)是《吳(wu)(wu)縣志》在(zai)介紹孫云(yun)球時,提(ti)到了他(ta)(ta)所發(fa)明(ming)的(de)(de)(de)一些儀(yi)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)名稱,使(shi)我們得(de)以窺其一斑。在(zai)孫云(yun)球研(yan)制的(de)(de)(de)光學儀(yi)器(qi)(qi)中,望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)常被人們提(ti)及。他(ta)(ta)所研(yan)制的(de)(de)(de)望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)性(xing)能良好(hao),據《吳(wu)(wu)門(men)補(bu)乘》記載,浙江(jiang)天(tian)臺有一個名叫文(wen)康裔的(de)(de)(de)人,患有嚴(yan)重近(jin)視(shi),孫云(yun)球曾和他(ta)(ta)一道,登(deng)上(shang)虎丘(qiu)山,用(yong)自制的(de)(de)(de)望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)眺望(wang)(wang)(wang),看(kan)到蘇州城內的(de)(de)(de)樓臺塔院近(jin)在(zai)眼前(qian),清晰可辨;天(tian)平、靈巖、穹窿諸峰蒼翠挺(ting)拔,歷歷在(zai)目(mu)。文(wen)康裔贊嘆不(bu)已(yi),視(shi)為神技。
另外(wai),孫云球還為(wei)蘇(su)州(zhou)(zhou)眼鏡(jing)業的(de)發(fa)展做出了(le)重要(yao)貢獻。用以(yi)(yi)矯正視(shi)(shi)力(li)的(de)眼鏡(jing)并(bing)非孫云球所發(fa)明,孫云球的(de)貢獻在(zai)于他創造性地(di)采用水晶(jing)為(wei)原料(liao),磨制成各種凹凸鏡(jing)片(pian),并(bing)根據(ju)近視(shi)(shi)、遠視(shi)(shi)不(bu)同(tong)情(qing)況,“隨目對鏡(jing)”,使(shi)人(ren)(ren)們(men)配到適合自(zi)己(ji)眼睛(jing)的(de)鏡(jing)片(pian),“以(yi)(yi)年別者老(lao)少花,以(yi)(yi)地(di)分者遠近光”,從而使(shi)視(shi)(shi)力(li)得到矯正。這種水晶(jing)眼鏡(jing)在(zai)當(dang)時很(hen)引人(ren)(ren)注目,人(ren)(ren)們(men)不(bu)惜出重資購買,蘇(su)州(zhou)(zhou)眼鏡(jing)業也(ye)就(jiu)在(zai)此基礎上(shang)興盛起(qi)來了(le)。
孫云球還制有(you)(you)“存(cun)(cun)目(mu)(mu)鏡(jing)(jing)”,用(yong)這種鏡(jing)(jing)來觀察物體,“百(bai)倍(bei)光明,無(wu)微不矚”,能(neng)將極細小的(de)東西,看得(de)一目(mu)(mu)了然。這有(you)(you)可能(neng)是(shi)一塊放大鏡(jing)(jing)或一架(jia)(jia)簡單(dan)(dan)的(de)顯微鏡(jing)(jing)。考慮到單(dan)(dan)個(ge)放大鏡(jing)(jing)在此之前已(yi)經存(cun)(cun)在,宋代(dai)已(yi)用(yong)水晶照(zhao)(zhao)物,明代(dai)已(yi)有(you)(you)“單(dan)(dan)照(zhao)(zhao)”,但那類(lei)放大鏡(jing)(jing)很(hen)難達到此處(chu)所(suo)說的(de)“存(cun)(cun)目(mu)(mu)鏡(jing)(jing)”的(de)效(xiao)果。所(suo)以,孫云球所(suo)發明的(de)存(cun)(cun)目(mu)(mu)鏡(jing)(jing),極有(you)(you)可能(neng)是(shi)一架(jia)(jia)簡單(dan)(dan)顯微鏡(jing)(jing),即具有(you)(you)較高放大倍(bei)數的(de)凸透鏡(jing)(jing)。
還有一種(zhong)“萬花鏡(jing)”,“能(neng)化一物為數十(shi)者”,“能(neng)視一物化為數十(shi)”,這種(zhong)鏡(jing)會使(shi)一個像(xiang)變成多個,有些類似(si)于(yu)今(jin)天的(de)萬花筒。估(gu)計其結構(gou)是一種(zhong)呈菱(ling)形折射的(de)鏡(jing)片(pian),依靠光線的(de)多次(ci)反射形成群(qun)像(xiang)。
另外,“察微(wei)鏡”也是(shi)孫云球的發明之一。
如果說“存(cun)(cun)目鏡(jing)(jing)”是(shi)一(yi)(yi)種簡單顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)的(de)話,那么“察微(wei)鏡(jing)(jing)”就應(ying)該是(shi)一(yi)(yi)種復(fu)合顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)。對(dui)于孫云球來說,制造(zao)復(fu)合顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)的(de)技術(shu)障礙并不(bu)存(cun)(cun)在。因(yin)為他能(neng)夠制造(zao)望遠(yuan)鏡(jing)(jing),在制造(zao)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)過程中,只(zhi)要(yao)稍稍改變(bian)一(yi)(yi)下透(tou)鏡(jing)(jing)的(de)裝(zhuang)置方(fang)法,望遠(yuan)鏡(jing)(jing)就會變(bian)成一(yi)(yi)架(jia)(jia)復(fu)合顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)。只(zhi)是(shi)由于他英年早(zao)逝(shi),加上中國(guo)當時科學狀況的(de)限(xian)制,這架(jia)(jia)顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)在當時的(de)科學研究(jiu)中,未(wei)能(neng)發揮它應(ying)有的(de)作(zuo)用。
值(zhi)得一提的還有“半(ban)鏡”。這種(zhong)“半(ban)鏡”,不太(tai)可能是(shi)現(xian)代意(yi)義上(shang)(shang)的雙(shuang)焦點眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡,它應該(gai)是(shi)一種(zhong)半(ban)圓盤形的眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡,即眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡僅僅有下(xia)面半(ban)塊透(tou)鏡,佩戴者(zhe)眺(tiao)望遠方時可以直接通過上(shang)(shang)部,不必借助(zhu)鏡片(pian)。這種(zhong)形式(shi)的眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡有時還能看到,它特別適應于老花(hua)眼(yan)(yan)(yan)(yan)之類視者(zhe)使用。孫云球當(dang)時能制作出這種(zhong)眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡來,也(ye)是(shi)一個進(jin)步。
除了這些儀器(qi)之(zhi)外,孫云(yun)球還磨制(zhi)過多面鏡(jing)(jing)、夜明鏡(jing)(jing)、幻容(rong)鏡(jing)(jing)、鴛鴦(yang)鏡(jing)(jing)、放光(guang)鏡(jing)(jing)、夕陽(yang)鏡(jing)(jing)等(deng)等(deng)。這些儀器(qi)性能和用(yong)途各異,但均“巧(qiao)妙不(bu)可思議(yi)”。
孫云球還總(zong)結(jie)多(duo)年制鏡經驗,寫成《鏡史(shi)》一(yi)卷,他(ta)的(de)(de)母親董(dong)如蘭親自為該(gai)書寫序(xu)。這本書的(de)(de)問世(shi),對后(hou)世(shi)光學儀器制造技術(shu)影(ying)響很(hen)大(da),可惜的(de)(de)是它后(hou)來失傳了,使我們今日難以窺其(qi)全貌。
被(bei)譽為(wei)明朝(chao)科學巨(ju)人,是(shi)我國著名的(de)發明家(jia)。