孫(sun)云球(qiu)出身于(yu)一(yi)(yi)個已衰落(luo)的官宦之家(jia)。其父(fu)孫(sun)志(zhi)(zhi)儒,曾做過福(fu)州、漳州知府。其母(mu)(mu)董如蘭,是(shi)個有(you)知識的婦女,孫(sun)云球(qiu)著作的序,就是(shi)他(ta)母(mu)(mu)親寫的。孫(sun)云球(qiu)年(nian)幼時(shi),隨(sui)父(fu)母(mu)(mu)遷居蘇(su)州虎丘山畔,他(ta)自幼聰(cong)穎(ying)異(yi)常,13歲即為吳江縣鄉學(xue)生。不久父(fu)親去世,家(jia)境中落(luo),又(you)遇明朝(chao)滅亡清(qing)軍南下,生計艱難,他(ta)遂以(yi)采(cai)集出售中草藥謀(mou)生。雖然(ran)如此,孫(sun)云球(qiu)并未喪志(zhi)(zhi),仍勤奮好學(xue),鉆研數學(xue)知識,探討(tao)測量(liang)、算(suan)指、幾(ji)何之法。他(ta)精于(yu)器(qi)械制造(zao),《吳縣志(zhi)(zhi)》說他(ta)“精于(yu)測量(liang),凡有(you)所制造(zao),時(shi)人(ren)服(fu)其奇巧。”為了校準自鳴鐘,他(ta)制造(zao)了“自然(ran)晷”,這是(shi)一(yi)(yi)種據日影以(yi)定時(shi)刻(ke)的儀(yi)器(qi)。經過使用后證明,以(yi)之判定時(shi)刻(ke),十(shi)分準確(que)。
據(ju)文獻(xian)記載,眼(yan)鏡(jing)(jing)在元(yuan)代已有,但是(shi)其價格昂貴,非一般(ban)人(ren)所能享用,至明(ming)代,眼(yan)鏡(jing)(jing)仍(reng)是(shi)珍(zhen)貴的(de)稀罕之(zhi)物,到了(le)晚明(ming),杭(hang)州成為(wei)我國(guo)早期眼(yan)鏡(jing)(jing)制作的(de)中(zhong)心。孫云球年輕時就到杭(hang)州去學習制鏡(jing)(jing)技(ji)術,而在他的(de)思想中(zhong)又根(gen)據(ju)中(zhong)國(guo)古代的(de)幾何、物理等(deng)科學知識,經過自己制作眼(yan)鏡(jing)(jing)的(de)實踐積累和探索(suo),最(zui)后(hou)終于掌握了(le)“磨片對光”技(ji)術,創造性地用水(shui)晶材料磨制成鏡(jing)(jing)片,還創造了(le)磨制鏡(jing)(jing)片的(de)牽陀(tuo)車。
經他(ta)一(yi)(yi)(yi)番悉心研究改進之后(hou),使(shi)磨(mo)(mo)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)對(dui)光技術有了(le)很大(da)的(de)(de)(de)提高,他(ta)能(neng)(neng)根據(ju)眼(yan)(yan)疾(ji)患者(zhe)(zhe)(zhe)年(nian)令(ling)大(da)小(xiao)、疾(ji)癥不(bu)同,而隨目(mu)(mu)(mu)配(pei)鏡(jing)(jing)(jing)(jing),而且還(huan)可以(yi)(yi)“以(yi)(yi)年(nian)別者(zhe)(zhe)(zhe)老少花(hua)(hua),以(yi)(yi)地分者(zhe)(zhe)(zhe)遠(yuan)近(jin)光”,讓患者(zhe)(zhe)(zhe)配(pei)到適合(he)自己(ji)眼(yan)(yan)睛的(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片。在磨(mo)(mo)制(zhi)(zhi)凸透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)和(he)凹(ao)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)基礎上,他(ta)又(you)利用(yong)水(shui)晶石磨(mo)(mo)制(zhi)(zhi)成存目(mu)(mu)(mu)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、萬花(hua)(hua)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、鴛鴦鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、放大(da)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、幻(huan)(huan)容鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、夜明鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、千里鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing))等各(ge)類(lei)光學制(zhi)(zhi)品,使(shi)廣(guang)大(da)的(de)(de)(de)眼(yan)(yan)疾(ji)患者(zhe)(zhe)(zhe)能(neng)(neng)減輕痛苦(ku)。他(ta)的(de)(de)(de)好友文康裔在《讀〈鏡(jing)(jing)(jing)(jing)史(shi)〉書后(hou)》中寫道:“其(qi)遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)尤為奇幻(huan)(huan),偕(xie)登虎丘(qiu)巔,遠(yuan)觀(guan)城中樓臺塔院,若(ruo)招致(zhi)幾(ji)席(xi),了(le)然在目(mu)(mu)(mu);睹(du)彼天(tian)平(ping)、鄧(deng)尉(wei)、穹隆諸峰,崚嶒蒼翠,如列目(mu)(mu)(mu)前,體色畢現。神哉(zai)!技至(zhi)此乎!向見時晷,愚謂奇亦至(zhi)矣,何(he)幸(xing)又(you)得此幻(huan)(huan)觀(guan)也(ye)?先生(sheng)曰:‘是未足以(yi)(yi)盡其(qi)奇耳(er)。’更(geng)以(yi)(yi)存目(mu)(mu)(mu)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)相貽(yi),試之兩眸,心曠神怡,百倍光明,無微不(bu)矚。先生(sheng)資(zi)我(wo)披覽誦讀者(zhe)(zhe)(zhe),殆錫我(wo)以(yi)(yi)如意珠也(ye)。悉之有數十種(zhong)類(lei),各(ge)有不(bu)同,而功用(yong)亦迥(jiong)別。”孫云球在制(zhi)(zhi)作(zuo)實(shi)踐和(he)科學研究的(de)(de)(de)基礎上還(huan)寫了(le)一(yi)(yi)(yi)本眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)制(zhi)(zhi)作(zuo)方面(mian)的(de)(de)(de)專(zhuan)著(zhu)《鏡(jing)(jing)(jing)(jing)史(shi)》,“令(ling)市(shi)坊依(yi)法(fa)制(zhi)(zhi)造(zao),(眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing))遂盛行(xing)于世(shi)。”(《虎阜志》)眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)價格也(ye)一(yi)(yi)(yi)路走底,最終使(shi)一(yi)(yi)(yi)般(ban)的(de)(de)(de)老百姓都能(neng)(neng)消(xiao)費得起(qi)。“順治(1644年(nian)—1661年(nian))以(yi)(yi)后(hou)價漸(jian)賤,每副值銀不(bu)過(guo)五(wu)(wu)六錢。近(jin)來蘇杭人多制(zhi)(zhi)造(zao)之,遍地販賣,人人可得,每副值銀最貴者(zhe)(zhe)(zhe)不(bu)過(guo)七八(ba)分,甚而四(si)五(wu)(wu)分,直有二三分一(yi)(yi)(yi)副者(zhe)(zhe)(zhe),皆堪明目(mu)(mu)(mu),一(yi)(yi)(yi)般(ban)用(yong)也(ye)。”(清葉夢珠《閱世(shi)編》)
他著有專著《鏡史(shi)》,制造的(de)各類光學儀器達七十(shi)余種。
在(zai)孫(sun)(sun)云球(qiu)短(duan)暫的(de)(de)(de)(de)(de)一生中,他(ta)制造的(de)(de)(de)(de)(de)各類光學(xue)儀器(qi)達七十(shi)余種(zhong)。這些(xie)儀器(qi)早已蕩然無存,所幸(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)是《吳縣(xian)志》在(zai)介紹孫(sun)(sun)云球(qiu)時,提到(dao)了他(ta)所發(fa)明的(de)(de)(de)(de)(de)一些(xie)儀器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)稱(cheng),使我們得以窺其一斑。在(zai)孫(sun)(sun)云球(qiu)研(yan)制的(de)(de)(de)(de)(de)光學(xue)儀器(qi)中,望(wang)遠(yuan)鏡常被人們提及(ji)。他(ta)所研(yan)制的(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡性能(neng)良好,據(ju)《吳門補乘》記載,浙(zhe)江天臺(tai)有(you)一個名(ming)叫文康(kang)裔的(de)(de)(de)(de)(de)人,患(huan)有(you)嚴重近視(shi),孫(sun)(sun)云球(qiu)曾和他(ta)一道(dao),登(deng)上虎丘(qiu)山,用(yong)自制的(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡眺望(wang),看到(dao)蘇(su)州城內的(de)(de)(de)(de)(de)樓臺(tai)塔院近在(zai)眼前(qian),清晰可辨;天平、靈巖、穹窿諸(zhu)峰(feng)蒼翠(cui)挺拔,歷歷在(zai)目(mu)。文康(kang)裔贊嘆不(bu)已,視(shi)為(wei)神技。
另外(wai),孫云球(qiu)(qiu)還(huan)為蘇州眼(yan)鏡(jing)業的發(fa)展做出(chu)了重要(yao)貢獻。用以(yi)矯正(zheng)視(shi)(shi)(shi)力的眼(yan)鏡(jing)并非(fei)孫云球(qiu)(qiu)所發(fa)明,孫云球(qiu)(qiu)的貢獻在于他創造性地(di)采用水(shui)晶為原料,磨制成各種(zhong)凹凸鏡(jing)片(pian),并根(gen)據近(jin)視(shi)(shi)(shi)、遠(yuan)視(shi)(shi)(shi)不(bu)同情(qing)況,“隨(sui)目對鏡(jing)”,使人們配(pei)到(dao)適合自己(ji)眼(yan)睛的鏡(jing)片(pian),“以(yi)年別者(zhe)(zhe)老少花,以(yi)地(di)分(fen)者(zhe)(zhe)遠(yuan)近(jin)光”,從而使視(shi)(shi)(shi)力得到(dao)矯正(zheng)。這種(zhong)水(shui)晶眼(yan)鏡(jing)在當(dang)時很引人注目,人們不(bu)惜出(chu)重資購買,蘇州眼(yan)鏡(jing)業也就在此(ci)基礎上興盛起來了。
孫云球還制(zhi)有(you)“存目(mu)鏡(jing)(jing)”,用這種鏡(jing)(jing)來觀察物體,“百(bai)倍光明,無(wu)微不(bu)矚”,能(neng)將極(ji)細小的(de)東西(xi),看得一(yi)目(mu)了然。這有(you)可(ke)能(neng)是(shi)一(yi)塊放(fang)大(da)鏡(jing)(jing)或(huo)一(yi)架(jia)簡單的(de)顯微鏡(jing)(jing)。考慮到單個放(fang)大(da)鏡(jing)(jing)在(zai)此之前已經存在(zai),宋代已用水晶照(zhao)(zhao)物,明代已有(you)“單照(zhao)(zhao)”,但(dan)那(nei)類放(fang)大(da)鏡(jing)(jing)很(hen)難達到此處所說的(de)“存目(mu)鏡(jing)(jing)”的(de)效果。所以(yi),孫云球所發(fa)明的(de)存目(mu)鏡(jing)(jing),極(ji)有(you)可(ke)能(neng)是(shi)一(yi)架(jia)簡單顯微鏡(jing)(jing),即具(ju)有(you)較高放(fang)大(da)倍數的(de)凸(tu)透鏡(jing)(jing)。
還有一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)“萬花鏡”,“能化一(yi)物為(wei)數十者”,“能視一(yi)物化為(wei)數十”,這種(zhong)(zhong)(zhong)鏡會(hui)使一(yi)個(ge)像(xiang)變(bian)成多(duo)個(ge),有些類似(si)于(yu)今天的(de)萬花筒。估計其結構(gou)是一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)呈菱形折射的(de)鏡片,依靠光線的(de)多(duo)次反射形成群像(xiang)。
另外,“察(cha)微鏡”也(ye)是孫云(yun)球(qiu)的發明之(zhi)一(yi)。
如果說“存(cun)(cun)目鏡(jing)”是(shi)一(yi)種簡單(dan)顯微(wei)(wei)鏡(jing)的(de)(de)話,那么“察微(wei)(wei)鏡(jing)”就應該是(shi)一(yi)種復(fu)合(he)顯微(wei)(wei)鏡(jing)。對于孫云球來說,制(zhi)造(zao)復(fu)合(he)顯微(wei)(wei)鏡(jing)的(de)(de)技術障礙并不存(cun)(cun)在。因(yin)為他(ta)能夠制(zhi)造(zao)望(wang)遠(yuan)鏡(jing),在制(zhi)造(zao)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)過程(cheng)中,只要稍(shao)稍(shao)改(gai)變一(yi)下透鏡(jing)的(de)(de)裝置方法,望(wang)遠(yuan)鏡(jing)就會變成一(yi)架復(fu)合(he)顯微(wei)(wei)鏡(jing)。只是(shi)由于他(ta)英年早逝,加(jia)上中國當時(shi)科(ke)學(xue)狀況的(de)(de)限制(zhi),這架顯微(wei)(wei)鏡(jing)在當時(shi)的(de)(de)科(ke)學(xue)研究中,未能發揮它應有的(de)(de)作用。
值得一提的還有(you)“半(ban)鏡(jing)(jing)(jing)”。這種“半(ban)鏡(jing)(jing)(jing)”,不太可能是現代意義(yi)上(shang)的雙(shuang)焦點眼鏡(jing)(jing)(jing),它應(ying)該是一種半(ban)圓(yuan)盤形的眼鏡(jing)(jing)(jing),即眼鏡(jing)(jing)(jing)僅(jin)僅(jin)有(you)下面半(ban)塊透鏡(jing)(jing)(jing),佩(pei)戴者眺望遠方時可以直接通過上(shang)部,不必借助鏡(jing)(jing)(jing)片。這種形式的眼鏡(jing)(jing)(jing)有(you)時還能看到,它特(te)別(bie)適應(ying)于(yu)老花(hua)眼之類視者使用。孫云球當時能制作出這種眼鏡(jing)(jing)(jing)來,也是一個進步。
除了這(zhe)些儀(yi)(yi)器(qi)之外(wai),孫云球還磨制過多面鏡(jing)、夜(ye)明鏡(jing)、幻(huan)容(rong)鏡(jing)、鴛鴦鏡(jing)、放光鏡(jing)、夕陽(yang)鏡(jing)等等。這(zhe)些儀(yi)(yi)器(qi)性(xing)能(neng)和用途各異,但均“巧妙不可思議”。
孫云球還(huan)總結多年制鏡(jing)經驗,寫成《鏡(jing)史》一卷,他的(de)母親(qin)董如蘭親(qin)自為(wei)該書寫序。這本書的(de)問世(shi)(shi),對后世(shi)(shi)光學儀(yi)器制造技(ji)術(shu)影響很大,可惜的(de)是它后來失傳了,使我們今日(ri)難以窺(kui)其全貌。
被(bei)譽為明朝科學巨人(ren),是(shi)我國著名的發明家。