孫云球出身于(yu)一(yi)個(ge)已衰落(luo)的(de)(de)官宦之家。其(qi)父(fu)孫志儒(ru),曾做(zuo)過福州(zhou)、漳州(zhou)知府。其(qi)母(mu)董如(ru)蘭,是個(ge)有知識的(de)(de)婦女(nv),孫云球著作的(de)(de)序,就(jiu)是他母(mu)親寫的(de)(de)。孫云球年幼時(shi),隨父(fu)母(mu)遷居蘇州(zhou)虎丘山畔,他自(zi)(zi)幼聰(cong)穎異常,13歲即為(wei)(wei)吳(wu)(wu)江縣(xian)鄉學生。不久父(fu)親去世(shi),家境中落(luo),又遇明朝滅亡清(qing)軍南下,生計艱(jian)難,他遂以(yi)采集出售中草藥(yao)謀(mou)生。雖(sui)然(ran)如(ru)此,孫云球并未(wei)喪志,仍勤(qin)奮好學,鉆研數學知識,探討測量(liang)、算指(zhi)、幾何(he)之法。他精于(yu)器(qi)械制(zhi)造,《吳(wu)(wu)縣(xian)志》說他“精于(yu)測量(liang),凡有所制(zhi)造,時(shi)人服其(qi)奇巧。”為(wei)(wei)了校準自(zi)(zi)鳴(ming)鐘(zhong),他制(zhi)造了“自(zi)(zi)然(ran)晷(gui)”,這(zhe)是一(yi)種據日影以(yi)定時(shi)刻(ke)的(de)(de)儀器(qi)。經過使用后證明,以(yi)之判定時(shi)刻(ke),十(shi)分準確。
據(ju)文獻(xian)記載,眼鏡(jing)(jing)(jing)在元代(dai)已有,但是其價格昂貴(gui),非(fei)一般(ban)人所能享用,至明(ming)代(dai),眼鏡(jing)(jing)(jing)仍是珍貴(gui)的(de)(de)稀罕(han)之(zhi)物,到了晚明(ming),杭州成為我(wo)國(guo)早期眼鏡(jing)(jing)(jing)制(zhi)(zhi)作的(de)(de)中(zhong)心。孫云球(qiu)年輕時(shi)就(jiu)到杭州去學(xue)習制(zhi)(zhi)鏡(jing)(jing)(jing)技術,而在他(ta)的(de)(de)思想中(zhong)又根(gen)據(ju)中(zhong)國(guo)古代(dai)的(de)(de)幾何、物理等科(ke)學(xue)知(zhi)識,經過自己制(zhi)(zhi)作眼鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)實踐積累和探索(suo),最后終于掌握(wo)了“磨(mo)片對(dui)光”技術,創(chuang)造(zao)性(xing)地用水晶材料磨(mo)制(zhi)(zhi)成鏡(jing)(jing)(jing)片,還創(chuang)造(zao)了磨(mo)制(zhi)(zhi)鏡(jing)(jing)(jing)片的(de)(de)牽陀(tuo)車。
經他(ta)一番(fan)悉(xi)心研(yan)究(jiu)改(gai)進之后(hou),使(shi)磨鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)對光(guang)技術有(you)了(le)(le)很(hen)大的(de)(de)提高,他(ta)能根據眼(yan)(yan)疾(ji)(ji)患者(zhe)年令(ling)大小、疾(ji)(ji)癥不(bu)(bu)同,而隨(sui)目(mu)(mu)配鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing),而且還可以(yi)(yi)“以(yi)(yi)年別者(zhe)老(lao)少花,以(yi)(yi)地分(fen)者(zhe)遠(yuan)(yuan)近光(guang)”,讓患者(zhe)配到適合自己眼(yan)(yan)睛的(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)片。在磨制(zhi)凸透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)和凹透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)基礎(chu)(chu)上(shang),他(ta)又利用水晶石磨制(zhi)成存目(mu)(mu)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)、萬花鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)、鴛鴦鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)、放大鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)、幻容鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)、夜明鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)、千里鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing))等(deng)各類光(guang)學制(zhi)品,使(shi)廣大的(de)(de)眼(yan)(yan)疾(ji)(ji)患者(zhe)能減輕(qing)痛苦。他(ta)的(de)(de)好(hao)友文康裔(yi)在《讀(du)(du)〈鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)史(shi)〉書(shu)后(hou)》中(zhong)寫(xie)道:“其(qi)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)尤為奇(qi)幻,偕登虎丘巔(dian),遠(yuan)(yuan)觀城(cheng)中(zhong)樓臺(tai)塔院,若招致幾席,了(le)(le)然在目(mu)(mu);睹(du)彼(bi)天(tian)平、鄧尉、穹(qiong)隆諸峰,崚嶒蒼翠,如(ru)(ru)列目(mu)(mu)前,體色(se)畢現。神哉!技至此乎!向見時晷,愚謂(wei)奇(qi)亦(yi)至矣,何幸又得(de)此幻觀也(ye)?先生曰:‘是(shi)未足以(yi)(yi)盡其(qi)奇(qi)耳。’更以(yi)(yi)存目(mu)(mu)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)相貽,試之兩(liang)眸,心曠神怡,百倍(bei)光(guang)明,無(wu)微不(bu)(bu)矚。先生資我(wo)披覽誦讀(du)(du)者(zhe),殆(dai)錫我(wo)以(yi)(yi)如(ru)(ru)意珠(zhu)也(ye)。悉(xi)之有(you)數(shu)十種類,各有(you)不(bu)(bu)同,而功用亦(yi)迥(jiong)別。”孫云球在制(zhi)作實踐(jian)和科學研(yan)究(jiu)的(de)(de)基礎(chu)(chu)上(shang)還寫(xie)了(le)(le)一本眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)制(zhi)作方面的(de)(de)專著《鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)史(shi)》,“令(ling)市坊(fang)依法制(zhi)造,(眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing))遂(sui)盛(sheng)行(xing)于世。”(《虎阜(fu)志》)眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)價格也(ye)一路走(zou)底,最終使(shi)一般(ban)(ban)的(de)(de)老(lao)百姓都能消費得(de)起(qi)。“順治(1644年—1661年)以(yi)(yi)后(hou)價漸賤,每(mei)副值(zhi)銀不(bu)(bu)過五(wu)(wu)六錢。近來蘇杭人多(duo)制(zhi)造之,遍地販(fan)賣,人人可得(de),每(mei)副值(zhi)銀最貴者(zhe)不(bu)(bu)過七八分(fen),甚而四五(wu)(wu)分(fen),直有(you)二三(san)分(fen)一副者(zhe),皆堪明目(mu)(mu),一般(ban)(ban)用也(ye)。”(清葉夢珠(zhu)《閱世編》)
他著(zhu)有專著(zhu)《鏡史》,制(zhi)造的各類光學儀(yi)器(qi)達七(qi)十余種。
在(zai)(zai)孫(sun)云(yun)(yun)(yun)球(qiu)短暫的(de)(de)一生中,他(ta)制(zhi)造的(de)(de)各類光學儀(yi)(yi)器達七十(shi)余種。這些(xie)儀(yi)(yi)器早已蕩然(ran)無存,所(suo)(suo)幸的(de)(de)是《吳縣(xian)志》在(zai)(zai)介紹孫(sun)云(yun)(yun)(yun)球(qiu)時(shi),提到了他(ta)所(suo)(suo)發明的(de)(de)一些(xie)儀(yi)(yi)器的(de)(de)名稱,使我們(men)得以窺其(qi)一斑(ban)。在(zai)(zai)孫(sun)云(yun)(yun)(yun)球(qiu)研制(zhi)的(de)(de)光學儀(yi)(yi)器中,望遠(yuan)鏡常被人們(men)提及。他(ta)所(suo)(suo)研制(zhi)的(de)(de)望遠(yuan)鏡性能良好,據(ju)《吳門補(bu)乘》記(ji)載(zai),浙(zhe)江天臺有一個名叫(jiao)文康(kang)裔的(de)(de)人,患有嚴(yan)重近視,孫(sun)云(yun)(yun)(yun)球(qiu)曾和(he)他(ta)一道,登(deng)上(shang)虎丘(qiu)山,用自制(zhi)的(de)(de)望遠(yuan)鏡眺(tiao)望,看到蘇州(zhou)城(cheng)內(nei)的(de)(de)樓(lou)臺塔院(yuan)近在(zai)(zai)眼前,清晰可(ke)辨;天平、靈巖(yan)、穹窿諸峰蒼翠(cui)挺拔(ba),歷(li)歷(li)在(zai)(zai)目。文康(kang)裔贊嘆不已,視為(wei)神(shen)技。
另外,孫(sun)云(yun)球(qiu)還為蘇(su)州眼(yan)鏡業的(de)(de)發(fa)展做出了(le)重要貢獻(xian)。用以(yi)矯正(zheng)視(shi)力的(de)(de)眼(yan)鏡并非孫(sun)云(yun)球(qiu)所發(fa)明,孫(sun)云(yun)球(qiu)的(de)(de)貢獻(xian)在于他創(chuang)造性地(di)(di)采用水(shui)晶(jing)為原(yuan)料(liao),磨制成各種(zhong)凹凸鏡片(pian),并根據(ju)近視(shi)、遠(yuan)視(shi)不(bu)同情況,“隨(sui)目對鏡”,使(shi)人們(men)配到(dao)適合自己(ji)眼(yan)睛的(de)(de)鏡片(pian),“以(yi)年別者老少花,以(yi)地(di)(di)分者遠(yuan)近光”,從(cong)而使(shi)視(shi)力得到(dao)矯正(zheng)。這種(zhong)水(shui)晶(jing)眼(yan)鏡在當時很引人注目,人們(men)不(bu)惜出重資(zi)購買,蘇(su)州眼(yan)鏡業也就在此基礎上興盛起來了(le)。
孫(sun)云球還制(zhi)有“存(cun)(cun)目鏡(jing)(jing)”,用(yong)這種(zhong)鏡(jing)(jing)來觀(guan)察物(wu)體(ti),“百倍光明(ming),無微不矚(zhu)”,能(neng)將極細小的(de)東西,看得一(yi)目了然。這有可(ke)能(neng)是一(yi)塊放大鏡(jing)(jing)或一(yi)架(jia)簡單(dan)的(de)顯微鏡(jing)(jing)。考(kao)慮到單(dan)個放大鏡(jing)(jing)在此之前已經(jing)存(cun)(cun)在,宋代已用(yong)水晶照物(wu),明(ming)代已有“單(dan)照”,但那類放大鏡(jing)(jing)很難達到此處所(suo)(suo)說的(de)“存(cun)(cun)目鏡(jing)(jing)”的(de)效果。所(suo)(suo)以,孫(sun)云球所(suo)(suo)發明(ming)的(de)存(cun)(cun)目鏡(jing)(jing),極有可(ke)能(neng)是一(yi)架(jia)簡單(dan)顯微鏡(jing)(jing),即(ji)具(ju)有較高放大倍數的(de)凸透鏡(jing)(jing)。
還有(you)(you)一(yi)種(zhong)“萬花(hua)鏡(jing)(jing)”,“能化一(yi)物(wu)為數十者”,“能視一(yi)物(wu)化為數十”,這(zhe)種(zhong)鏡(jing)(jing)會使一(yi)個(ge)像變(bian)成(cheng)多(duo)個(ge),有(you)(you)些類似于今天的萬花(hua)筒。估計其(qi)結(jie)構是一(yi)種(zhong)呈菱形折射的鏡(jing)(jing)片,依靠光線的多(duo)次反射形成(cheng)群像。
另外,“察微鏡”也(ye)是孫云球的(de)發明之一。
如果說“存目鏡(jing)(jing)(jing)”是(shi)一種簡單(dan)顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)話,那(nei)么“察(cha)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)”就(jiu)(jiu)應該(gai)是(shi)一種復(fu)合顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)。對(dui)于孫云球來說,制(zhi)造(zao)復(fu)合顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)技術障礙并不存在(zai)(zai)。因為(wei)他能(neng)夠制(zhi)造(zao)望遠鏡(jing)(jing)(jing),在(zai)(zai)制(zhi)造(zao)望遠鏡(jing)(jing)(jing)過程(cheng)中(zhong),只(zhi)要稍(shao)稍(shao)改變一下透鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)裝置方法,望遠鏡(jing)(jing)(jing)就(jiu)(jiu)會變成一架復(fu)合顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)。只(zhi)是(shi)由于他英年(nian)早逝(shi),加上中(zhong)國當時(shi)科學狀況的(de)(de)限(xian)制(zhi),這架顯微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)(jing)在(zai)(zai)當時(shi)的(de)(de)科學研究中(zhong),未能(neng)發揮它應有的(de)(de)作用。
值得(de)一(yi)提的還有(you)“半(ban)(ban)鏡(jing)(jing)”。這種(zhong)(zhong)“半(ban)(ban)鏡(jing)(jing)”,不(bu)太可(ke)能(neng)(neng)是(shi)現代意義上(shang)的雙焦點眼鏡(jing)(jing),它應(ying)該是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)半(ban)(ban)圓盤形的眼鏡(jing)(jing),即眼鏡(jing)(jing)僅僅有(you)下面半(ban)(ban)塊透鏡(jing)(jing),佩戴(dai)者(zhe)眺望遠方時可(ke)以直(zhi)接通過上(shang)部(bu),不(bu)必借(jie)助(zhu)鏡(jing)(jing)片。這種(zhong)(zhong)形式的眼鏡(jing)(jing)有(you)時還能(neng)(neng)看到,它特(te)別適應(ying)于老花眼之類視者(zhe)使(shi)用。孫云球當(dang)時能(neng)(neng)制作出這種(zhong)(zhong)眼鏡(jing)(jing)來(lai),也是(shi)一(yi)個進步。
除(chu)了這些(xie)儀器(qi)之(zhi)外,孫云球還磨制(zhi)過(guo)多面(mian)鏡(jing)、夜明鏡(jing)、幻容鏡(jing)、鴛鴦鏡(jing)、放光(guang)鏡(jing)、夕(xi)陽(yang)鏡(jing)等等。這些(xie)儀器(qi)性(xing)能和用(yong)途各異,但均“巧(qiao)妙(miao)不可思(si)議”。
孫云球還總結多年制(zhi)(zhi)鏡(jing)經驗,寫成《鏡(jing)史》一卷,他的母親董(dong)如蘭親自為該(gai)書(shu)(shu)寫序。這(zhe)本書(shu)(shu)的問世,對(dui)后(hou)世光學儀(yi)器制(zhi)(zhi)造(zao)技術影響很大,可惜的是它后(hou)來失(shi)傳了,使(shi)我們今日難以(yi)窺其(qi)全貌。
被譽(yu)為明(ming)朝科學巨人(ren),是我國著名的發(fa)明(ming)家。