鄒伯奇，字特夫，號一鶚，是生活在清代末年的科學(xué)家。他既對中國傳統(tǒng)的詩書禮樂之學(xué)有深厚的積累，也對西方數(shù)學(xué)、物理和儀器制造等科學(xué)技術(shù)有獨(dú)到的造詣?！赌虾？h志》稱他“能萃中西之說而貫通之”，堪稱我國近代科學(xué)先驅(qū)。
鄒伯奇生活的時代，正是鴉片戰(zhàn)爭之后的中國。在列強(qiáng)“船堅炮利”的威脅下，中國人被迫認(rèn)識到，西方的科學(xué)技術(shù)并非“奇技淫巧”，而是關(guān)系到民族存亡的大事。在這種形勢下，大批年輕人出國留學(xué)，期望求得富國強(qiáng)兵之道。
鄒伯奇走的卻是另一條路。他一生未曾踏出嶺南一步，然而他對當(dāng)時所能接觸到的西方科學(xué)知識，幾乎一樣都沒有放過。他憑著自己的聰明才智，涉獵了數(shù)學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)、測繪學(xué)、機(jī)械制造等學(xué)科，均有所成就。
多方涉獵
鄒伯奇的父親是當(dāng)?shù)氐乃桔永蠋?。鄒伯奇自幼聰明過人，且十分勤奮，愛好鉆研書本學(xué)問，尤其對科學(xué)技術(shù)感興趣。11歲時，他師從進(jìn)士梁序鏞，開始閱讀數(shù)學(xué)書籍，包括《三統(tǒng)術(shù)》、《弧角設(shè)如》、《弧三角舉如》等。經(jīng)過4年的學(xué)習(xí)，在算學(xué)、測繪等方面頗有心得。1839年，鄒伯奇研制出“比例規(guī)”和“度算版”，1840年又制造了“指南尺”。
鄒伯奇的數(shù)學(xué)成就還體現(xiàn)在他一系列的著述中，為當(dāng)時中國數(shù)學(xué)界填補(bǔ)了不少空白。1844年他撰寫了《學(xué)計一得》、《磬求重心術(shù)》、《度算版釋例》等書?！秾W(xué)計一得》以數(shù)學(xué)知識解釋儒家經(jīng)籍；《乘方捷法》對二項(xiàng)式的n次根和對數(shù)的冪級數(shù)展開式進(jìn)行深入探討，擴(kuò)大了它們的應(yīng)用；又撰《對數(shù)尺記》一卷，闡述計算尺的構(gòu)造和它在數(shù)字計算中所起的作用。他在書中闡述的并不限于“因循中國古代數(shù)學(xué)的模式”，不少內(nèi)容與今天高等數(shù)學(xué)中的內(nèi)容一致，例如對數(shù)函數(shù)的冪級數(shù)展開，曲線積分，正、余弦定理等。按照鄒伯奇手稿中的眾多算例，可以編制出現(xiàn)代計算機(jī)程序，其計算結(jié)果與鄒伯奇當(dāng)年的結(jié)果相當(dāng)吻合。其計算結(jié)果不少算至小數(shù)點(diǎn)后16位，這在160年前是難以想象的。
除數(shù)學(xué)外，鄒伯奇還擅長繪制地圖。他繪制的《輿地全圖》一冊，是清代有名的地圖，另外他還曾繪制出《皇輿全圖》（全國各省圖）、《廣東省地圖》、《南?？h地圖》等，都是以實(shí)際測量的數(shù)據(jù)按比例繪制而成。他著述的《測量備要》四卷，詳細(xì)地介紹了繪制地圖的方法。鄒伯奇對于測繪情有獨(dú)鐘，他曾說：“繪地難于算天，天文可坐而推，地理必須親歷。近人不知古法，故疏舛失實(shí)。因考求地理沿革，為歷代地圖，以補(bǔ)史書地志之缺。”
此外，他運(yùn)用當(dāng)時先進(jìn)的鐘表機(jī)械，設(shè)計和制造了不少天文儀器，如渾天儀、七政儀等。
發(fā)明相機(jī)
鄒伯奇一生最突出的成就是發(fā)明照相機(jī)。這歸因于他在光學(xué)方面的深厚造詣。
1835年，17歲的鄒伯奇開始研究光學(xué)。他從墨子的《墨經(jīng)》、沈括的《夢溪筆談》中尋找資料，理解吸收他們的光學(xué)理論，發(fā)現(xiàn)了攝影原理，26歲時撰寫成《格術(shù)補(bǔ)》一書。書中用數(shù)學(xué)的方法敘述了平面鏡、透鏡、透鏡組等成像的規(guī)律；對眼鏡、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等光學(xué)儀器的工作原理進(jìn)行了解釋，透徹分析“小孔成像”的光學(xué)原理?！陡裥g(shù)補(bǔ)》是鄒伯奇在物理方面的代表作，是一部光學(xué)巨著，收錄在《鄒征君遺書》里，于1874年刊行。
在此基礎(chǔ)之上，他對攝影（當(dāng)時稱為照像術(shù)）進(jìn)行了全面的研究，親手制作了攝影機(jī)，寫成《攝影之器記》。書中詳細(xì)記載了他制作攝影器的經(jīng)歷：“變而更之以木為箱，中張白紙或白色玻璃，前面開孔安簡，簡口安鏡而退進(jìn)之，后面開窺孔，隨意轉(zhuǎn)移而觀之，名曰攝影之器。”鄒伯奇還在攝影器上安裝“收光”（即光圈）與“彈簧活動”（即快門）以及自制感光的玻璃底片，使之更加完善。鄒伯奇攝影器已具備了照相機(jī)的構(gòu)造和攝影功能，是一臺簡易的照相機(jī)。
鄒伯奇撰寫的《攝影之器記》成為世界最早的攝影文獻(xiàn)之一。在鄒伯奇的另外一些手稿中，還有詳細(xì)的關(guān)于攝影機(jī)的制作及拍照成像的論述，以及制作玻璃底片的說明和沖洗照片的藥物配方。
鄒伯奇最大膽的猜想是關(guān)于眼睛成像的原理。鄒伯奇曾說“目睛如凸鏡，物光直射至睛面，折照而聚光點(diǎn)于睛底，合成物倒影，仍能見之”。今天我們知道，瞳孔相當(dāng)于透鏡，光線通過瞳孔折射后在視網(wǎng)膜上形成倒像，經(jīng)大腦處理后成為正像。但在鄒伯奇的年代，這是一個不折不扣的“奇談怪論”，鄒伯奇是如何形成這一正確認(rèn)識的，至今無人知曉。
民間學(xué)者
鄒伯奇曾經(jīng)用自己發(fā)明的照相機(jī)拍過幾張自拍照，這些照片今天還保存在廣州博物館。照片上的鄒伯奇，戴著瓜皮帽，穿著對襟長衫，還戴著一副眼鏡。在自拍照上，有鄒伯奇題寫的一首詩《自照遺真》，詩曰：“平常容貌古，通套布衣新。自照原無意，呼之有如神。均瞻留地步，覺處悟天真。樵占鰲峰側(cè)，漁居泌水濱。行年將五十，樂道識纖塵?！?/FONT>從這首詩可以看出鄒伯奇性格中的耿直與幽默詼諧的一面，以及他安貧樂道的人生志趣。
鄒伯奇一生不赴科舉，不求仕進(jìn)，以秀才身份為滿足。1864年，朝廷大員郭嵩燾巡撫廣東，考察鄒伯奇的為人“足以矜式浮靡”且“專精數(shù)學(xué)”，特意向朝廷上書，“請置之同文館”，清廷命地方官咨送鄒伯奇到北京任職，鄒伯奇卻稱病辭謝了。不久，曾國藩在上海創(chuàng)辦江南制造總局，內(nèi)設(shè)學(xué)堂，“請伯奇以數(shù)學(xué)授生徒”，鄒伯奇還是沒有接受，理由是須“家居養(yǎng)母”。唯一一次與官方的接觸，是1864年受聘主持廣東的地圖繪制工作。
終其一生，鄒伯奇始終是一位姿態(tài)鮮明的“民間學(xué)者”，堅持過著清貧卻怡然自樂的生活。
鄒伯奇常常利用自己掌握的天文學(xué)知識幫助老百姓破除迷信。當(dāng)時民間傳說道光十九年焚燒鴉片的那天，正是太白星經(jīng)天，有干戈兵亂之兆。鄒伯奇在南海學(xué)宮講學(xué)時，就特意通過繪圖的方法向?qū)W生說明，星變與災(zāi)祥并無直接聯(lián)系，并預(yù)言第二年太白星還將出現(xiàn)。后來事實(shí)證明果然如此。
由于鄒伯奇在學(xué)術(shù)上的造詣和在地方上的聲望，1857年，40歲時他被推舉為當(dāng)時廣東著名的學(xué)府廣東學(xué)海堂的學(xué)長。到學(xué)海堂后，鄒伯奇不僅致力于授課、培養(yǎng)人才，還熱衷于學(xué)術(shù)交流。他雖不善交際，但卻盡量結(jié)交全國各地的學(xué)者，在自己周圍，形成一個松散的學(xué)術(shù)團(tuán)體，在當(dāng)?shù)貭I造出良好的學(xué)術(shù)研究的氛圍。
鄒伯奇曾經(jīng)去拜訪當(dāng)時的嶺南大儒朱次琦。傳說鄒伯奇一身粗布衣裳，手持一根長桿煙管，步行50里路到達(dá)九江。當(dāng)時朱次琦正給學(xué)生講課，學(xué)生們看見一個衣著寒酸的老頭站在門口，禁不住哄堂大笑。朱次琦卻恭敬地將鄒伯奇迎進(jìn)屋，當(dāng)上賓款待。學(xué)生深感奇怪，交頭接耳，議論紛紛。待鄒伯奇落座之后，朱次琦才向?qū)W生們宣布，這就是有名的學(xué)者鄒伯奇，聽到這個名字，學(xué)生立刻肅然起敬。
1869年5月，鄒伯奇去世，終年五十歲。鄒伯奇逝世后，他的兒子把他的生平著述輯為《鄒征君遺書》四卷。
《清史列傳·鄒伯奇?zhèn)鳌愤@樣評價鄒伯奇：“聰敏絕世，覃思聲音文字度數(shù)之源。尤精天文歷算，能薈萃中、西之說而貫通之，靜極生明，多具神解?！笨梢哉f是對鄒伯奇這位奇才的精當(dāng)評價。
當(dāng)代研究科學(xué)史的專家均認(rèn)為鄒伯奇在中國科學(xué)史上有著舉足輕重的地位。中國科學(xué)院自然科學(xué)史所研究員戴念祖指出，在鴉片戰(zhàn)爭前后的中國，能夠像鄒伯奇那樣作出居世界前列的科技成就，是難能可貴的。戴念祖認(rèn)為，鄒伯奇有兩項(xiàng)成就最令人稱道：一是于1844年最先發(fā)明以攝影術(shù)測繪地圖的方法，與歐洲人以攝影法作實(shí)地測繪幾乎同時出現(xiàn)；二是以玻板攝影術(shù)最早成功地拍攝人物肖像。
綜觀鄒伯奇的一生，雖擅長西學(xué)，卻不迷信洋人。他認(rèn)為西方的力學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等技術(shù)，我國古代早有發(fā)明，甚至認(rèn)為《墨子》一書可視為西學(xué)的源頭；雖熟悉古文獻(xiàn)，卻不拘泥。他不參加科舉，顯示了他不愿為八股而讀書的決心，以及吸納西方科技的眼光與識見。他對知識和學(xué)問保持著實(shí)用主義的觀念，并用一生的科學(xué)實(shí)踐體現(xiàn)出極強(qiáng)的實(shí)干精神與操作能力。
如果說讀書與著書是中國傳統(tǒng)知識分子的常態(tài)，那么對“器”和“圖”的重視，以及極強(qiáng)的動手操作能力，則顯示了鄒伯奇有別于中國傳統(tǒng)讀書人的一面，體現(xiàn)了他身上的科學(xué)精神。
梁啟超在《中國近三百年學(xué)術(shù)史》一文中說：“特夫（鄒伯奇的號）自制攝影器，觀其圖說，以較近代日出口精之新器，誠樸可笑。然五十年前，無所承而獨(dú)創(chuàng)，又豈可不謂豪杰之士耶？”這位“豪杰之士”做過的科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)不勝數(shù)。他不像徐光啟，從意大利人利瑪竇那里獲得靈感，而是獨(dú)立創(chuàng)造，從古人的片言只字中一邊演繹一邊實(shí)驗(yàn)，開了實(shí)驗(yàn)科學(xué)之先河。中國近代科學(xué)，因?yàn)橛朽u伯奇而不再顯得那么貧乏。
鄒伯奇去世時給本鄉(xiāng)子弟留下了一副楹聯(lián)，其中有“創(chuàng)業(yè)本維艱”一語，希望后人要不畏艱險，勇于開拓。這似乎概括了這位在國學(xué)與西學(xué)中游刃有余的近代科學(xué)先驅(qū)一生所奉行的理念。
（作者系美國伊利諾伊理工學(xué)院數(shù)學(xué)與科學(xué)教育系博士）
學(xué)術(shù)名片：
鄒伯奇（1819～1869），廣東南海人，清代物理學(xué)家，對天文學(xué)、數(shù)學(xué)、光學(xué)、地理學(xué)等都很有研究。他自己動手制作照相機(jī)并拍攝照片，并著有《攝影之器記》和《格術(shù)補(bǔ)》，專門探討攝影技藝及理論問題。他曾獨(dú)立制造了中國第一臺照相機(jī)，比西方僅僅晚了4年；還曾參與測繪畫出中國第一張有經(jīng)緯線的中國地圖，另外還測繪了廣東地圖、南海縣地圖、廣州城地圖、南海各司（相當(dāng)于鎮(zhèn)）地圖甚至他所在的潯峰洲（金沙洲所在江島）地圖。
