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邹伯奇
来源/作者:广东省人民政府网 类别:广府名人 发布时间:2014-01-10 点击:1649


    邹伯奇(1819~1869 广东南海人),清代物理学家,对天文学、数学、光学、地理学等都很有研究。他自己动手制作照相机并拍摄照片,并著有《摄影之器记》和《格术补》,专门探讨摄影技艺及理论问题。他曾独立制造了中国第一台照相机,比西方仅仅晚了4年;还曾参与测绘画出中国第一张有经纬线的中国地图,另外还测绘了广东地图、南海县地图、广州城地图、南海各司(相当于镇)地图甚至他所在的浔峰洲(金沙洲所在江岛)地图。


简介
    邹伯奇(1819-1869年) 字特夫,广东南海县泌冲人。他自少受在乡村私塾教学的父亲影响,对传统文化有较多的认知,尤其是对算术有浓厚的兴趣。邹伯奇的悟性甚高,当西方的科学知识传入广东后,他就通过自学将中西方的文化精粹加以融合,并独自对光学、数学、天文学、测绘学、力学、化学及地理学进行研究。
    邹在25岁时就已参照西方的地图测绘术自创了“方格地图绘制法”以此绘制中国地图全册——《皇舆全图》,并于清道光二十四年(1844)完成(总图1幅,分图66幅)。该图的制成标显出传统的地图绘制技术有了突破性的提高,被誉之为近代中国科学技术的重大成果之一。
    他对天文学、数学、光学、 地理学等都很有研究。《南海县志》称他“尤精于天文历算,能萃中西之说而贯通之, 为吾粤向来名儒所未有。”邹伯奇在整理和研究我国最早的一部天文历算著作《周髀算经》方面,取得不少成果,为历史上著名的天文学家所不及。他运用了当时先进的钟表机械,设计和制造了不少天文仪器,如浑天仪、“七政仪”。他还善于运用天文学知识破除迷信。当时民间纷纷传说道光十九年焚烧鸦片的那天,正是太白星经天,所以认为太白经天是干戈兵乱之兆。于是他在南海学宫谈艺时,指出星变与灾祥风马牛不相及,他绘图说明,形象讲授,并预言第二年太白星又要出现了。后来事实证明确是如此。
    邹伯奇的数学成就体现在他的一系列著述中,为当时中国数学界填补了不少空白。他撰写的《学计一得》二卷和《补小尔雅释度量衡》一卷,以数学知识解释儒家经籍;《乘方捷法》三卷,对二项式的n次根和对数的幂级数展开式进行深入探讨,扩大了它们的应用;又撰《对数尺记》一卷,阐述计算尺的构造和它在数字计算中所起的作用。
    邹伯奇在光学方面也获得显著成就。二十六岁时他写了《格术补》。当中用数学的方法叙述了平面镜、透镜、透镜组等成像的规律;对眼镜、望远镜、显微镜 等光学仪器的工作原理进行了解释。他对摄影(当时称为照相术)进行了全面的研究,亲自制造了摄影机,用这部摄影机为自己拍摄的照片至今还保存在广州博物馆。他的《摄影之器记》和另一篇文稿论述了光学原理、暗箱制作、感光版制造以及拍摄、冲洗等方法,是我国第一部系统的、全面的摄影著作,当时摄影刚传入中国,这对传播和普及摄影技术起了很大的作用。
    邹伯奇从事科技研究的范围很广。他绘制的《舆地全图》一册,是清代有名的地图,他著述的《测量备要》四卷,详细地介绍了绘制地图的方法。邹伯奇由于在科学研究上很有成就,1857年被推举为当时广东著名的学府――广东学海堂的学长。


中国第一部照相机
    邹伯奇曾独立制造了中国第一台照相机,比西方仅仅晚了4年。他著有《摄影之器记》,对照相机的结构、制作和原理有详细的介绍。邹伯奇先介绍了针孔成像的特点;然后依此原理,在孔处装上可以活动的镜筒和镜头,屏上安白纸,构成了具有调焦功能的简单照相机。
    邹伯奇制作的照相机不仅具有调焦功能,而且也具备了光圈功能:“校其收光,得影明朗,乃视天色光暗,加鉴中光限(光圈),视见形暗。细视实明晰乃合,如太光则浓,太阴则薄。”这里介绍说根据光线条件的不同,使用“加鉴中光限”来控制进入暗箱的光线,这实际上就是今天照相机光圈的功能。邹伯奇韵照相机结构比较完备,基本上具备了今天照相机的一般功能。
    在制造相机完成之后,邹伯奇又制成感光湿版以及照相用的化学制剂。制作感光湿版必须有严格的技术要求,邹伯奇的制作方法相当原始,这种不成熟的工艺要求势必对感光湿版的质量有相当大的影响,但是这并没有妨碍邹伯奇在获得负片上取得成功。


他所绘制的浔冈州地图


现代地图绘制先驱

    邹伯奇掌握了摄影技术后,他并没有止步于拍肖像照,他开始将他的研究成果运用到地图绘制上来。在地图绘制方面,经线纬线的绘制在当时是一个高难度的问题。尽管地球球形说在15世纪末已经得到了西方的广泛认可,但是清代听说到这个消息比西方整整晚了200 多年,当时甚至仍有多数压倒少数的声音反对球形说。而当时已经是科学先行者的邹伯奇却是欣然接受了这个理论,并迅速进行研究。
    邹伯奇摸索出用曲线来表示经纬线的画法,也开始设计和运用摄影来绘制地图,他的摄影绘图为古老的中国实地实测、勘测地表地质打开了一扇尘封之门,他也成为了现代地图绘制的科学先驱。他用自己的这套方法改绘了当时最具权威的全国地图《皇兴全图》(共66幅),成为了当时最为“洛阳纸贵”的地图。而另外,他率领弟子绘制的家乡地图《浔冈州地图》更是被乡人所热爱,他也愈加被人所敬佩。
    而邹伯奇热爱绘制地图还有一个更深层次的目的,在那个动辄就割地赔款的年代,尤其是他的家乡所在广东,正是入侵列强争夺最为激烈的地方之一,邹伯奇一直在以自己的方式表达着自己对这片土地的热爱,他爬山涉水,穿街走巷,最后终于累倒在了工作场地。逝去那年,他51岁,对于一个科学家来说,这个年龄往往是一生中最鼎盛的时期,他却在这个年龄告别人们,留给人们无限的惋惜。



邹伯奇自制的观象仪


数学天才
“邹伯奇密码”
    邹伯奇于1854年制作的表现天体运动的“天球仪” 在黄岐泌冲邹氏祠堂内,邹伯奇第五代后人,玄孙邹信廉老人向记者展示了一批文稿复印件,老人告诉记者这是他们经过好几年的时间整理搜集回来的邹伯奇手稿,大部分都是最新亮相的。
邹伯奇毕生醉心于科研和教育,他的手稿其实有一部分留在学海堂。由子孙保管的部分资料大多在20世纪50年代捐献给了广州博物馆,收藏在 “五层楼”内,还有少部分手稿在上世纪80年代时借给了内蒙古大学一位教授。“这批手稿多是他生前所写,也有部分是他的子孙抄录,也有一些是从《学海堂集》、《邹征君遗书》、《南海县志》,甚至有关的碑刻碑文中摘录下来,有教案,也有书信,十分珍贵。” 这些手稿内容多是数字排列,有时甚至连续10张、8张都是密密麻麻的数字,虽然先人偶有标注,但都是用古文讲数学,简直不知道这是什么。

运算思路简直和电脑一样
    2009年7月,邹氏后人将邹伯奇手稿复印件送到中山大学陈树坚教授家中。陈树坚教授是中山大学力学权威,也是广东省定向爆破的顶级专家,精通数学、物理、力学。经连日研究结束后,他向邹氏后人连说了三个“妙”字。“这些手稿其实是邹伯奇在学海堂讲课时的教案,里面的注解就是他的解题思路,由于当时abc、123都还没传入中国,邹伯奇均用汉字和古文标示数学公式。邹伯奇对代数、对数以及几何均有很高造诣,而且不少解法在现在看来也非常有创意。” 另外,陈教授特别留意到邹伯奇在运算的时候经常是精确到小数点后16位,“一般的计算器都不能算到小数点后16位,就算是人手运算也十分困难,后来从研究他的对数解读中发现,他的运算思维其实相当科学,按照他众多算例提出的计算步骤,可以编制出现代计算机程序,而且运算结果竟然一致,说明他的思维与计算机高度一致。


邹伯奇创制的“七政仪”


坚持科学,破除迷信
    邹伯奇是一个唯物主义者,坚持无神论自然观。他从不迷信,以自己掌握的科学知识来解释自然现象,帮助人们破除封建迷信思想。有一次,他就用科学知识来破除了借迷信来反对禁烟的谬说。就是在邹伯奇研制出“比例规”、“指南尺”那一年,林则徐在虎门销烟后英国发动侵华战争,当时在邹伯奇的朋友中,有人开始担忧,说禁烟那一日太白经天,预示着以后有麻烦了,要干戈不绝、战火连绵啦。邹伯奇马上指出,如果凭这个可以知道福祸,那么星体的运动就是没有规律,不能事先预测的。但是,他说,我可以说,七月,太白肯定又经天。而且还手绘了一张图给朋友看,指出金星会在那个方位出现。第二年果然是那样。


淡泊名利,专心钻研

    邹伯奇的学识和人品,得到清廷高官的重视。1864年,主张开办洋务的改革家郭嵩焘出任广东巡抚,成立广东地图测绘局,邀请邹伯奇负责测绘事务,却遭到邹伯奇的婉言拒绝。1866年北京同文馆增设天文、数学等科,同治皇帝两次下圣旨召邹伯奇赴京任教员,他两次借身体不舒服的理由来推辞。
    声势显赫的洋务运动领袖曾国藩久慕邹伯奇的人品和才学,在上海创办近代第一个军工企业——江南制造总局时,两次    诚恳邀请邹伯奇到上海任职,校订所翻译的西方科技著作,招收门徒讲授数学。邹伯奇都委婉拒绝:“我是一介书生,学识疏浅,地位低下,对军事一窍不通,我起不到什么作用啊”。
    其实,邹伯奇清心寡欲,志向高远,视科学研究为自己的使命。他对功名利禄不感兴趣,不参加科举,只潜心于钻研科学。因为邹伯奇生于清朝后期,当时内忧外患,战争不断,中国因为经济落后被西方国家欺凌,邹伯奇深感中国经济落后的原因是科学技术不发达,从此,邹伯奇立志从事科学技术的研究,献身于学术。

成就
    邹伯奇在科学技术上有多方面的成就。在物理学方面,著有《磬求重心术》、《求重心说》、《格术补》等,分别论述力学和光学问题;在数学方面,著有《乘方捷术》三卷,第一卷讲乘方和开方,第二卷讲对数,第三卷为乘方、开方、对数之应用;在天文学方面,邹伯奇绘制过《赤道南恒星图》、《赤道北恒星图》,制作过“天球仪”、“太阳系表演仪”。在邹伯奇的时代,中国学术界对哥白尼的太阳中心说还有争议,邹伯奇制作的仪器,以太阳为中心,显示出进步的天文学思想。他还用天文学理论,考证了中国古籍中关于天文学现象论述的正误,写了《夏少正南门星考》等论文十几篇,有很高的学术价值。在仪器制作方面,他还研制了“浑圆水准仪”、“水银溢流式水准器”、“风雨针”(气压计兼测高仪》等。

邹伯奇一生著作很多,是中国近代科学先驱。但大多数是未完成稿。他逝世后,学者陈澧从其遗稿中选一部分,以《邹征君存稿》为书名,与《邹征君遗书》同时刊出,传播于世。


著作


人物评价
    邹伯奇精于光学、天文学、数学、力学和声学等现代科学,是中国近代第一个百科全书型学者。邹伯奇是南粤56先贤之一,1819年生于南海泌冲,长年活跃在广佛两地,是中国清代著名的科学家。特别是他在1844年自制了中国第一台照相机,被称为“中国照相机之父”。
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