按自然科學(xué)史專家戴念祖的研究,,鄒伯奇在用透鏡取火的時候,,腦中靈光一閃,開始研制起了照相機(jī)的“鼻祖”——暗箱,當(dāng)時他剛滿26歲。
作者:王月華
本土科學(xué)家鄒伯奇數(shù)學(xué)力學(xué)光學(xué)天文地理無所不通領(lǐng)先時代
照相機(jī)氣壓計日夜晷天球儀太陽系表演儀無所不造名震廣府
“生命太短暫,所以不能空手走過,,你必須對某樣?xùn)|西傾注你的全部深情,?!边@是1997年諾貝爾獎獲得者朱棣文對哈佛大學(xué)畢業(yè)生所作演講中的一句話,。當(dāng)我查閱兩百年前廣州科學(xué)先驅(qū)鄒伯奇的相關(guān)資料時,這句話反復(fù)在腦海里出現(xiàn),。在那個絕大多數(shù)人壓根不知道科學(xué)思維為何物的年代,,“科學(xué)家”絕不是可以拿來顯擺的職業(yè),但他孜孜不倦地鉆研數(shù)學(xué),、光學(xué),、力學(xué)、天文學(xué)乃至地理學(xué),,樂此不疲地研制照相機(jī),、氣壓計、日夜晷,、天球儀和太陽系表演儀,,在把自己錘煉成百科全書式奇才的同時,也將鄒家原本豐厚的錢袋子折騰得差點(diǎn)見了底,。只有“深情”二字,,才能解釋他“苦并快樂著”的一生;也只有“深情”二字,,才真正值得今日之科學(xué)家和教育家們學(xué)習(xí)和反思,。
超越時代
清末嶺南書生
科學(xué)王國起舞
今天,如果自家孩子拿了物理學(xué)國際大賽的獎項(xiàng),,父母肯定會笑逐顏開,。把時光倒推兩百年,情況就完全不同了,。你很難想象會有中國小孩托著腮幫子坐在樹下,,苦苦思考蘋果為什么會掉到地上的問題。就算真有特聰明好奇的孩子,,想安安靜靜做幾道有難度的算術(shù)題,也多半會挨上父母的一頓笤帚:不多背幾篇八股文,,考個功名光宗耀祖,,反而去整這些沒幾個人看得明白的“閑篇兒”,不是自個討打嘛,?
不說別人,,就拿晚清名臣曾國藩來說吧,小兒子曾紀(jì)鴻酷愛數(shù)學(xué),,他壓根沒給什么鼓勵,,不過是沒有打壓而已,就成了現(xiàn)在歷史學(xué)者眼里不可多得的開明父親,可見數(shù)學(xué)家在當(dāng)時的地位實(shí)在太低,,壓根入不了主流人群的法眼,。
再翻翻本土地方志,狐仙蛇妖的傳說時有出現(xiàn),,科學(xué)家的故事卻幾乎沒影,,倒不是當(dāng)時一個“科學(xué)工作者”都沒有,而是這個團(tuán)體實(shí)在太不顯山露水,,沒幾個人理解他們工作的價值,。
早慧少年
探究問題不眠不休
鄒伯奇就是在這樣貧瘠的土壤里成就自己的科學(xué)傳奇的。1819年,,鄒伯奇出生在南海泌沖一個教書人家,,父親和外祖父都是學(xué)養(yǎng)深厚的“數(shù)學(xué)愛好者”,因而給了他當(dāng)時少有的數(shù)理啟蒙教育,。這個早慧的少年表現(xiàn)出了極其罕見的探究精神,,用同時代大儒、其知交好友陳醴的話來說,,鄒伯奇“讀書遇名物制度必究,,晝夜探索,務(wù)得其確”,。正因熱愛探究,,他發(fā)現(xiàn)古代“諸經(jīng)義疏”中的算學(xué)錯誤后,就開始孜孜不倦研究數(shù)學(xué),,而人們司空見慣的湖光塔影,,又使他一頭扎進(jìn)對光學(xué)的研究中,那時他剛滿17歲,。
這么個滿腦子“為什么”的早慧少年,,如果非要他死記硬背,到科場里混個功名出來,,那可就太“毀人不倦”了,。還好,沒人硬逼著鄒伯奇走科舉的路子,,他的最高頭銜不過是個生員(秀才),。據(jù)學(xué)者陳志國、倪根金的研究,,這還是因?yàn)楫?dāng)時的廣東學(xué)政戴煦見鄒伯奇精通訓(xùn)詁之學(xué),,才將他破格提拔進(jìn)官學(xué)的,之后他再未踏入科場一步,。
成為通才
學(xué)識橫跨幾大領(lǐng)域
把鄒伯奇這樣一個身著長袍,、頭戴瓜皮帽的晚清秀才,比作科學(xué)王國里的孤獨(dú)舞者,聽上去很不搭調(diào),,卻也符合事實(shí),。因?yàn)樵谧匀豢茖W(xué)幾乎被知識界全然漠視的時代背景之下,他卻在數(shù)學(xué),、光學(xué),、力學(xué)、天文,、地理等諸領(lǐng)域都取得了不錯的成就,。
根據(jù)學(xué)者李迪和白尚恕的研究,在數(shù)學(xué)上,,鄒伯奇曾寫了《乘方捷術(shù)》一書,,深入介紹了乘方、開方和對數(shù)的知識,,他還自己設(shè)計了對數(shù)表和刻算板,;在力學(xué)上,他找到了求解各種不規(guī)則形體重心的方法,;在光學(xué)上,,他獨(dú)立研制出了中國第一臺照相機(jī),其研究幾乎與歐洲同步,;在天文學(xué)上,,他計算了自1861年開始的若干年內(nèi)五大行星的運(yùn)行情況,還繪出了兩幅巨大的“赤道南,、北恒星圖”,;在地理學(xué)上,他率先采用經(jīng)緯法畫出了全國地圖,,并將經(jīng)過北京的一條經(jīng)線定為本初子午線,。說實(shí)話,任何一個現(xiàn)代科學(xué)家,,只要在以上任何一個領(lǐng)域作出成績,,就足可“笑傲江湖”了,兩百年前的一個民間學(xué)者,,卻可以成為橫跨幾大科學(xué)領(lǐng)域的通才,,的確是個奇跡。
有趣的是,,鄒伯奇一生“好覃思而懶著述”,留下的成書寥寥,,大量遺稿只為備忘而記,,很不系統(tǒng)。這一點(diǎn),倒與文藝復(fù)習(xí)時期的最偉大通才達(dá)芬奇有得一拼,。后者既是人類歷史上最偉大的畫家之一,,同時還是卓有成就的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家,、天文學(xué)家,、地質(zhì)學(xué)家、水力學(xué)家,、建筑學(xué)家,、解剖學(xué)家……成就之高,令人仰止,。達(dá)芬奇同樣是腦子轉(zhuǎn)得遠(yuǎn)比筆快,,除了不成系統(tǒng)的《達(dá)芬奇筆記》之外,少有著述傳世,。
達(dá)芬奇生活的文藝復(fù)興時期,,是世界科學(xué)初迎曙光的年代;鄒伯奇生活的晚清年間,,是中國近代科學(xué)初迎曙光的年代,。他們一個生活于貿(mào)易發(fā)達(dá),中世紀(jì)的觀念桎梏漸次松動的佛羅倫薩,;一個生活于商業(yè)繁榮,,儒家傳統(tǒng)觀念桎梏悄然松動的廣州。鄒伯奇的科學(xué)成就,,當(dāng)然遠(yuǎn)不能與達(dá)芬奇相提并論,,但這驚人的相似,是否意味著某種歷史的必然,?
科學(xué)精神
靈感多多著迷制造儀器
實(shí)驗(yàn)燒錢日子越過越窮
既然說起了達(dá)芬奇,,咱們再不妨說說一部被小資青年熱捧的美劇——《達(dá)芬奇的惡魔》。在這部“神劇”里,,牛氣沖天的青年達(dá)芬奇研制炮彈,、發(fā)明照相術(shù)和照相機(jī),試造原始飛行器,,搗鼓1.0版潛水服和潛水艇,,總之是上天下海,無所不能,。電視劇免不了夸張,,但達(dá)芬奇留下發(fā)明創(chuàng)造無數(shù),卻是史實(shí),。翻開后人整理出版的《達(dá)芬奇筆記》,,看一看他研制設(shè)計的“祖宗級”自行車,、懸掛式滑翔機(jī)、升降機(jī),、降落傘,、嵌齒輪、風(fēng)速計和潛水呼吸器……種類之多,,足可令人目瞪口呆,。
靈光一閃
率先發(fā)明照相機(jī)
本來是為了寫鄒伯奇,結(jié)果又扯到達(dá)芬奇身上,,當(dāng)然不是因?yàn)樗麄兊拿掷锒加幸粋€“奇”字,,而是因?yàn)猷u伯奇對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的癡迷程度,與達(dá)芬奇有得一拼,。他發(fā)明設(shè)計了大量的科學(xué)儀器,,其中最著名的當(dāng)屬中國第一臺照相機(jī)。按自然科學(xué)史專家戴念祖的研究,,鄒伯奇在用透鏡取火的時候,,腦中靈光一閃,開始研制起了照相機(jī)的“鼻祖”——暗箱,,當(dāng)時他剛滿26歲,。不過,以筆者的理解,,若不是在光學(xué)研究上花了近10年工夫,,鄒伯奇不會有這“靈光一閃”的時刻,比如,,像你我這樣的普通人,,腦中“靈光一閃”,多半只會想著去哪撮一頓,,絕不會想到什么科學(xué)發(fā)明,。
在一份遺稿中,鄒伯奇詳述了暗箱的制作過程:找一個木箱,,前端開孔,,安一個凸透鏡,箱中放一張白紙,,木箱后端再開一孔,,將木箱后半部分用黑布蒙上,將凸透鏡對準(zhǔn)“拍攝”對象,,影像就會清晰地出現(xiàn)在白紙之上,。這一發(fā)明看似簡單,但從墨子做出“小孔成像”的實(shí)驗(yàn),,到利用光學(xué)原理做成暗箱,,中國人花了兩千年的時間,。
暗箱研制成功后,鄒伯奇開始孜孜不倦地尋找感光材料,。他的配料清單上有雞蛋清、食鹽,、松香炭,、火酒、鹿角汁,、紅信石鐵銹水,、銀粉、桃樹膠,、苦木膠等不下數(shù)十種材料,,其中一些還取自于嶺南特有的植物。再看西方,,1839年,,法國人達(dá)蓋爾發(fā)明了“銀板照相術(shù)”;1847年,,歐洲人又發(fā)明了“玻板照相術(shù)”,,用玻璃板取代了銀銅合金板。歐洲照相術(shù)的發(fā)明與改進(jìn)日期被記得清清楚楚,,但學(xué)者要考證鄒伯奇發(fā)明“玻板照相術(shù)”的日期,,卻不是一般的困難。戴念祖先生費(fèi)了好一番周折,,才推測出鄒伯奇應(yīng)該是在1846年~1850年之間的某一年,,用“光藥水”和“雞蛋膠”獨(dú)立發(fā)明了玻板照相術(shù),這幾乎與歐洲不相上下,。
科研燒錢
富家子啃起菜根
照相機(jī)是鄒伯奇最廣為人知的發(fā)明,,此外,他發(fā)明的科學(xué)儀器與其理論研究如影隨形,。換言之,,鄒伯奇癡迷于研制科學(xué)儀器,其目的就在于驗(yàn)證基礎(chǔ)理論,,這是科學(xué)精神的真正體現(xiàn),。在天文學(xué)上,他以自己繪制的赤道南,、北恒星圖為藍(lán)本,,制成了一臺高約半米的天球儀,當(dāng)時,,哥白尼的日心說才傳入中國不久,,他率先運(yùn)用日心說,,制造出了中國第一臺太陽系表演儀;在物理學(xué)上,,他造出了“水銀流溢式取準(zhǔn)器”,、氣壓計(鄒稱其為風(fēng)雨針);在測量學(xué)上,,他造出了多種日晷,,設(shè)計時還特意考量了廣州的磁偏角問題……種種發(fā)明,盡顯奇思妙想,。
如果放在當(dāng)代,,像鄒伯奇這樣創(chuàng)造了多個“第一”的發(fā)明家多半不用為科研經(jīng)費(fèi)發(fā)愁,可在兩百年前,,他癡迷于科學(xué)儀器的研制,,真是在跟自己的錢袋子過不去。作為一個民間學(xué)者,,鄒伯奇幾乎不可能獲得任何資金支持,,科學(xué)實(shí)驗(yàn)又相當(dāng)之燒錢,鄒家在南海有房有地,,原本是個小康之家,,可到了鄒伯奇手里,日子越過越窮,,昔日的“高富帥”不得不嚼起了菜根,。可就算這樣,,鄒伯奇仍兩度拒絕了出仕的邀請?,F(xiàn)在,絕大多數(shù)人將他的選擇解讀為清苦守志,,可我不揣冒昧,,覺得假如鄒伯奇聽到這樣的言論,定會一笑置之,。雖然身處南海一隅,,但他的心靈可以在太陽系里徜徉,這樣的日子,,快樂還來不及,,哪里用得著“清苦守志”?
可惜的是,,鄒伯奇只活了50歲就辭世了,。歷史沒有假如,所以我們不能問,,如果當(dāng)時科學(xué)研究的土壤不是那么貧瘠,,資金支持不是那么稀缺,,生活不是那么清苦,他是不是能夠作出更大的貢獻(xiàn),??梢钥隙ǖ氖牵@個晚清年間的嶺南民間學(xué)者對科學(xué)傾注了全部深情,,并由此達(dá)到了常人難以企及的高度,。其實(shí),就算到了現(xiàn)在,,人們?nèi)绻麤]了這份深情,哪怕外部環(huán)境再好,,又能做出什么有價值的貢獻(xiàn)呢,?