19世纪40年代，中国的教育主体仍是 传统的封建教育 ，教育内容以儒家经典为中心。

　　义理学，考据学、辞章学被奉为学术正统，其他则被黜为异端。

　　士子即使是刻苦读经，考上进士，亦多无真才实学。

　　在这样的大环境下，好好学习八股文，考取功名光宗耀祖，是绝大多数人的选择。

　　若要跟这些儒生谈思想谈科学，未免有些痴人说梦。

　　可凡事都有例外，在晚清确实有一个“痴人”做出了杰出的科研成果。

　　以至于《清史稿》这样评价他： 能荟萃中、西之说而贯通之，静极生明，多具神解 。

　　而梁启超在总结中国近三百年学术史时，亦称他为“豪杰之士”。

　　梁启超，中国近代维新派代表人物

　　在数学上，他著有《乘方捷术》，并设计制造了对数表和刻算板;

　　在天文学上，他制作了天球仪、太阳系表演仪等一系列仪器，还绘制出两幅巨大的赤道南、北恒星图;

　　天球仪

　　在地理学上，他率先采用经纬法画出全国地图，并将经过北京的一条经线定为本初子午线;

　　在物理学上，他找到了求解各种不规则形体重心的方法，还制造了 中国第一台照相机 ，摄影技术上达到了世界领先水平。

　　普通人想要在以上任一领域取得成绩都不是一件容易的事情。

　　在当时绝大多数人都不知科学思维为何物的情况下，竟出现了一个横跨多领域的通才，真可谓奇迹。

　　他就是清代科学家，邹伯奇。

　　邹伯奇

　　1819年，邹伯奇出生在广东南海一个私塾教师家庭。

　　得益于父亲的 数理启蒙教育 ，邹伯奇童年并没有像大部分孩子一样死读四书五经。

　　在10岁那年，邹伯奇已经展现出过人的聪慧。

　　于是同为学者的外祖父将他接到家中，并开始教他《周易》和《九章算术》。

　　这激发了邹伯奇对古代数学的浓厚兴趣。

　　到了11岁他开始跟从进士梁序镛学习。

　　在求学期间，邹伯奇阅读了《三统术》、《弧角设如》等当时难得一见的珍本，由此习得了大量数理知识，为日后跨学科研究打下了坚实的基础。

　　尽管从小熟读古代文献，邹伯奇却不拘泥于其中。

　　古语有“ 千夫诺诺，不如一士谔谔 ”。

　　邹伯奇为自己改字“一谔”、“特夫”，就显示出了独树一帜的决心。

　　他一边积极接触各种西方科学理论，一边以中国古籍作为对照，从中发掘内在联系。

　　“ 西方制器之术，中国早已有之 ”。

　　从未踏出国门一步的 他坚持认为西学起源于《墨子》， 偏执得有些可爱。

　　邹伯奇真正开始对透镜成像的原理产生兴趣，源于17岁那年读到的北宋科学著作《梦溪笔谈》。

　　作者沈括在书中对 阳燧照物 进行了详细的论述。

　　阳燧，古代用以聚集日光点燃物体的凹面铜镜

　　阳燧面洼，以一指迫而照之则正;

　　渐远则无所见;过此遂倒。

　　当手指接近镜面的时候，可以看到一个正立的物像;

　　手指后移，移动到一定的位置，物像会突然消失;

　　手指再向后移，消失的物像又重新出现，但已经是倒立的物像了。

　　在这一实验中，沈括论证了物体在凹面镜焦点内、焦点上和焦点以外成像的重要规律。

　　经过对《梦溪笔谈》的仔细研究，并反复实验后，邹伯奇得出了自己的结果。

　　他后来在著作《格术补》中用数学的方法叙述了平面镜、透镜等 成像的规律 ，并用平实的语言解释了望远镜、显微镜等光学仪器的工作原理。

　　1844年，邹伯奇受到透镜取火的启发，制作出了摄影器，而那时他才26岁。

　　他在手稿中详述了摄影器的制作过程。

　　以木为箱，中张白纸或白色玻璃;

　　前面开孔安筒，筒口安镜而进退之;

　　后面开窥孔，随意转移而观之，名曰摄影之器。

　　这个摄影器相当于原始的照相机。

　　只要有合适的感光材料充当底片，就可以照相了。

　　在此基础上，邹伯奇很快制造出 我国第一台照相机 。

　　这台相机解放初曾存于南海的石门中学，可惜现已不知去向。

　　其实早在17世纪，欧洲人就制成了类似带有凸透镜的暗箱。

　　直到1800年，英国的托马斯·韦奇伍德才试图将暗箱影像固定在涂有 硝酸银溶液 的白纸上。

　　韦奇伍德利用的正是硝酸银在有机物存在下，遇光会还原变成灰黑色的特点。

　　然而，由于不懂得掌握感光时间，照片在阳光下变成漆黑一片。

　　1816年，尼埃普斯尝试用 氯化银感光纸 摄取影像，但在操作过程中失败了。

　　10年之后，他改进了方法，决定使用敷上一层薄沥青的白蜡板;经过8小时的，尼埃普斯终于拍摄出 世界上第一张照片 。

　　但由于漫长的时间，这种照相法只适用于拍摄静物。

　　1837年，法国物理学家盖达尔发明了银板照相法。

　　这种方法利用了 碘化银 的感光特性，时间仅需30分钟，且照片色调均匀，不易褪色。

　　在达盖尔银板照相术成功之后，直到1847年才有 玻板照相术 问世。

　　玻板照相术比前者便宜，玻璃作为底片又比纸透明性强，可谓具有诸多优点。

　　但它也 未能解决拍摄人物肖像 的工艺，因此人们一般将其用来制作玻璃幻灯片。

　　邹伯奇用自己的办法解决了这个问题。

　　邹伯奇在一页散稿中记述了自己独特的药料配方。

　　配料清单上包括鸡蛋清、食盐、松香炭、火酒、鹿角汁、银粉等数十种材料，还有一些取自于岭南特有的植物。

　　其中蛋清是玻板照相术中极为重要的材料。

　　我们可以从手稿中复原出大致的制作过程。

　　将蛋清、少量食盐加纯净水以筷子打匀;

　　刮去浮沫，再打，将丝缕打化，再倒入盆中澄之;

　　俟清之后，倾入瓷盘或玻盘中待用。

　　使用时，将玻璃板的一面细心地放入瓷盘中，使其均匀地沾上蛋清;

　　之后再将其置于银盐溶液中，使之均匀地附着银盐溶液，因而就制成了银质阳面板的正片。

　　用于保存玻璃感光板的金属片盒

　　据学者戴念祖先生研究，邹伯奇应该是在1846-1850年间独立发明了玻板照相术。

　　这几乎与欧洲照相术的发明进度不相上下 。

　　遗憾的是，邹伯奇没有详细记录下每种材料的用量。

　　邹伯奇还留下了五张玻璃板底片，虽时隔百年，仍非常清晰。

　　其中一张半身坐像的底片现藏于广州博物馆。

　　在1973年，还利用这张底片 冲印出了极为清晰的照片 。

　　邹伯奇半身像玻璃板底片

　　其余四张底片，据华南工学院已故教授梁恒心介绍：

　　其中有一张是邹伯奇的小像，背景是祠堂的石级，他本人身穿白长衫，坐在凳子上，手执白团扇。

　　玻璃边不整齐，不是外国的商品，而以石级为背景，也不是照相馆的布景，可能是邹伯奇自己叫人代按快门拍的。

　　尽管没有足够证据证明邹伯奇完全独立发明了玻板照相术，但他在运用此技术拍摄肖像上，确实是 国内第一人 。

　　玻璃板底片

　　不仅在照相技术上取得领先，邹伯奇还利用摄影器推动了 中国地图测绘技术 的进步。

　　当时经线、纬线的绘制是地图测绘的高难度问题。

　　尽管16世纪初麦哲伦已通过环球航行证明了地圆说，但地圆理论在当时的清代仍遭受压倒性的反对声音。

　　麦哲伦环球探险船“维多利亚”号

　　主流学说并没有影响到邹伯奇的判断，他开始着手对地圆理论展开研究。

　　很快他就摸索出 用曲线来表示经纬线 的画法，并且率先将自己制作的摄影器用作绘制地图和平面测量。

　　与此同时，邹伯奇的研究成果也得到了官府的重视。

　　郭嵩焘

　　同治三年(1864年)邹伯奇受广东巡抚 郭嵩焘 聘请测绘广东沿海地图。

　　其后邹伯奇还指导其弟子绘制了《浔岗洲图》、《桑圆围全图》等，并先后改绘了当时最具权威的全国地图《皇舆全览图》。

　　邹伯奇对理论的实践远不止这些，他还花费了大量的精力在研制各式各样的科学仪器上。

　　那时，哥白尼的日心说才传入中国不久。

　　作为科学先驱的邹伯奇，为了说明各大行星绕太阳运行的关系，制造出了一台 太阳系表演仪 。

　　这台表演仪中还包括了1846年才发现的海王星。

　　除此之外，他还制造了水银流溢式取准器、风雨针(气压计)等各种精巧的仪器。

　　在设计建造日晷时，邹伯奇甚至特意考量了广州的磁偏角问题。

　　用好友陈醴的话来说，他“读书遇名物制度必究，昼夜探索，务得其确”。

　　正是这份探究的热情一直指引着邹伯奇去 以实践验证理论 。

　　虽然制作了许多仪器，但直到1869年因病逝世，他都没有留下太多的成书。

　　大量遗稿多数是为了备忘而记，很不系统。

　　其中一个原因是，邹伯奇在世时没有足够的经济能力为自己出书。

　　直至去世后，他的部分书稿才在一些学者的资助下印刷出版。

　　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。

　　这些书籍在他身后名声鹊起。

　　其中最重要的几何光学著作《 格术补 》，成为了公认的清末中国科技代表作之一。

　　不管在古代还是现代，科学实验都需要资金投入。

　　而在现代，如果能取得某项实用的专利，至少经费是有了着落。

　　但当时的邹伯奇并无外界支持，因此所有的花销都要由自己承担。

　　原本有房有地生活富足的邹家，也抵不过他持续的实验开销。

　　富家子弟沉迷科研后，生活却是越来越拮据。

　　其实他也不是没有伯乐赏识。

　　当时的广东学政 戴煦 见邹伯奇精通训诂之学，将他破格提拔进官学。

　　但邹伯奇对秀才的头衔并不感兴趣，依旧每天沉浸在科学实验中，没有继续踏入科场一步。

　　由于郭嵩焘的极力推荐，清廷也曾两次召其到京师同文馆任职。

　　曾国藩在两江视察时，亦希望请邹伯奇到上海机器织布局旁设的书院教书。

　　可邹伯奇都逐一推辞了邀请。

　　或许当时很多人会觉得邹伯奇不懂变通错失了良机。

　　但他们也很难理解，对于邹伯奇而言 探求真理的过程已是最大的快乐 。

　　有精力花费在仕途官场上，何不多做一个实验呢。

　　邹伯奇的学术研究，完全凭借自己的实践。

　　在鸦片战争前后，中国人尚能做出世界领先的科技成果，若生在一个更加重视科研的时代，是否会有更大的成就?

　　可以肯定的是，若是缺乏了这种 探究精神 ，文明的发展必将原地踏步。