邹伯奇

  
邹伯奇
邹伯奇
     邹伯奇(1819年-1869年),广东南海人,清末的科学家,精通天文学、数学和光学,著作甚丰。除此之外,邹伯奇对测量学也有深入的认识。邹伯奇更是第一位掌握银版摄影法的中国人,并制作了中国史上第一台照相机。邹伯奇也制作过不少科学仪器,例如望远镜、显微镜、天球仪、太阳系模型等。1869年5月,邹伯奇因急病离世,享年50岁。

简介

  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。
  曾测绘广东省地图,制造过望远镜、显微镜、照相机、浑球仪和七政仪等仪器。现在广州市文物管理处还收藏有他制作的七政仪、地图、望远镜和手稿。他17岁开始研究光学,对北宋科学家沈括“格术”(研究光线通过焦点成倒像的原理)之说作了详尽探讨,《格术补》是邹伯奇在物理学方面的代表著作,同治十三年(1874)刊行,是中国近代自著较早的较完整的一部几何光学。《格术补》在《墨经》、《梦溪笔谈》等有关光学论述的基础上,进一步用几何光学的方法,透彻地分析了许多光学原理、光学仪器的结构和光学现象。此外,邹伯奇对照相术很有贡献。在道光二十四年(1844年),他制成“摄影之器”,即取景器。后来又把它装上“收光”(即光圈)与“弹簧活动”(即快门)以及自制感光底片,成为照相机。他对感光底片的制作、照片的拍摄、冲洗和印晒等都有介绍。他的著作《格术补》、《补小尔雅释度量衡》等收录在《邹征君遗书》中。他的《摄影之器记》和另一篇文稿论述了光学原理、暗箱制作、感光板制造和拍摄、冲洗等方法,是中国第一部系统的、全面的摄影著作。

人物生平

 
邹伯奇雕像
邹伯奇雕像
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      邹伯奇,广东南海人。父在本乡教书。少年时代在乡贤指导下学习算术,自此对算术有浓厚的兴趣。其后,他又致力研究光学。道光十九年(1839),20岁已研制出“比例规”。翌年,又研制出一种叫做“指南尺”的测量器。
  清代科学家--邹伯奇当时中国绘制地图用“方格地图绘制法”,经纬线皆为直线。邹伯奇认为,“用半度切线法,内密外疏,与实数不符”。他研究出用曲线表示经纬线的画法,因为地球是圆形的,“以圆绘圆,其形乃肖也”。他用这种科学方法,改绘了最具权威的《皇舆全图》(总图1幅,分图66幅),于道光二十四年完成,使中国落后的地图绘制技术有了很大提高。同年,他研制成“摄影器”,后又在这基础上制造出中国第一架照相机。摄影术虽是法国人1839年发明的,但邹伯奇没有见过照相机,他仅根据有限的文字资料,独自研制出照相机,主要得益于他的光学知识。他所用的洗相、印相药物,除西方照相用药之外,还用了一些广东的药品如桃皮胶、阳起石等。他对摄影技术的研究,有相当的独创性。同年,他还写了《度算版释例》,说明“度算版”的原理和使用方法。而他发明“度算版”则在此论文之前。“度算版”是用比例相似法进行测量的仪器。若A、B、C三个点构成一个三角形,已知AB长度,则可借“度算版”量出AC或BC的长度。它的构造简单,使用方便,不用三角知识即能求解。
  咸丰三年(1853年),他设计制造了“对数尺”,该尺有多种功能,除一般的计算之外,还能作气节、天文、体积等计算。约在咸丰四年前后,邹设计制造了一批日晷(计时器),有“坚晷”、“地平式日晷”、“日夜晷”等。在此之前,中国自制的日晷以及外国传教士进贡的日晷都没有考虑日晷使用地点的磁偏角问题。邹伯奇设计的日晷把使用地点的磁偏角在日晷中纠正了,使晷针真正直指北极。如广州文物管理处珍藏的邹伯奇亲手制造的两台“地平式日晷”,一台日晷晷针倾斜度为23度,适用于广州;另一台晷针倾斜度小于40度,则适用于北京。如此精确的日晷,已达到当时的先进水平。
  咸丰七年,邹伯奇被聘为广东学海堂学长,与著名经学大师陈澧过从甚密,陈常请邹为他解决学术难题。
  同治四年(1865年),广东巡抚郭嵩焘聘请他主持测绘《广东沿海地图》。邹把自己创立的“以圆绘圆”法改进为椭圆画法。他认为,地球两极半径比赤道半径小,是椭圆形的,在测算时,应“以椭圆曲率算之”。使绘图技术趋于准确。
  同治八年五月,因病逝世,葬于故乡南海县泌冲。

数学天才

·看不懂的“邹伯奇密码”  

邹伯奇故居
邹伯奇故居
      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。  邹伯奇制作的“天球仪”

·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,“现在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。

·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  邹伯奇创制的“七政仪”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,明年七月,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。

主要贡献

  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。

万达

  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。

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  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。
  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”。