中国最早的国产摄影器的制造者是清代科学家邹伯奇

清代科学家邹伯奇(1819-1869),字一鹗,又字特夫、征君,广东南海县(今广东省佛山市南海区)人。

他博学多才,对天文学、数学、物理学、地理学、仪器制造等均有较深的造诣。著有《格术补》、《甲寅恒星表》等书,制造过观测天象的“七政仪”、“观象仪”、“天球仪”,以及“地平经仪”、“象限仪”、“风雨针”、“寒暑针”、“指南分率尺”、“计算尺”等仪器,所绘制的家乡地图《浔冈洲图》流传至今。

邹伯奇的突出成就是制造了中国第一部摄影器(当时称摄影之器)。这归因于他在光学方面的深厚造诣。

1835年,17岁的邹伯奇开始研究光学。他从墨子的《墨经》、沈括的《梦溪笔谈》中寻找资料,理解吸收他们的光学理论,发现了摄影原理,26岁时撰写成《格术补》一书。书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,透彻分析“小孔成像”的光学原理。《格术补》是邹伯奇在物理方面的代表作,是一部光学巨著,收录在《邹征君遗书》里,于1874年刊行。

在此基础之上,他对摄影(当时称为照像术)进行了全面的研究,亲手制作了摄影器,写成《摄影之器记》。书中详细记载了他制作摄影器的经历:“变而更之以木为箱,中张白纸或白色玻璃,前面开孔安简,简口安镜而退进之,后面开窥孔,随意转移而观之,名曰摄影之器。”邹伯奇还在摄影器上安装“收光”(即光圈)与“弹簧活动”(即快门)以及自制感光的玻璃底片,使之更加完善。邹伯奇摄影器已具备了照相机的构造和摄影功能,是一台简易的照相机。

邹伯奇撰写的《摄影之器记》成为世界最早的摄影文献之一。在邹伯奇的另外一些手稿中,还有详细的关于摄影器的制作及拍照成像的论述,以及制作玻璃底片的说明和冲洗照片的药物配方。

邹伯奇最大胆的猜想是关于眼睛成像的原理。邹伯奇曾说“目睛如凸镜,物光直射至睛面,折照而聚光点于睛底,合成物倒影,仍能见之”。今天我们知道,瞳孔相当于透镜,光线通过瞳孔折射后在视网膜上形成倒像,经大脑处理后成为正像。但在邹伯奇的年代,这是一个不折不扣的“奇谈怪论”,邹伯奇是如何形成这一正确认识的,至今无人知晓。

邹伯奇曾经用自己发明的摄影器拍摄了不少风景花卉及人物活动的照片,现仅存4幅藏于广州博物馆,这是国产摄影器拍摄的最早照片。这些照片今天还保存在广州博物馆。

其中3幅是邹伯奇利用三脚支架自拍的,从侧面反映了他的活动片断;另一幅是他的亲属所拍。这些珍贵照片,是研究中国摄影史和邹伯奇活动的重要文物。

照片上的邹伯奇,戴着瓜皮帽,穿着对襟长衫,还戴着一副眼镜。在自拍照上,有邹伯奇题写的一首诗《自照遗真》,诗曰:

“平常容貌古,通套布衣新。自照原无意,呼之有如神。均瞻留地步,觉处悟天真。樵占鳌峰侧,渔居泌水滨。行年将五十,乐道识纤尘。”

从这首诗可以看出邹伯奇性格中的耿直与幽默诙谐的一面,以及他安贫乐道的人生志趣。

邹伯奇一生不赴科举,不求仕进,以秀才身份为满足。1864年,朝廷大员郭嵩焘巡抚广东,考察邹伯奇的为人“足以矜式浮靡”且“专精数学”,特意向朝廷上书,“请置之同文馆”,清廷命地方官咨送邹伯奇到北京任职,邹伯奇却称病辞谢了。不久,曾国藩在上海创办江南制造总局,内设学堂,“请伯奇以数学授生徒”,邹伯奇还是没有接受,理由是须“家居养母”。唯一一次与官方的接触,是1864年受聘主持广东的地图绘制工作。

终其一生,邹伯奇始终是一位姿态鲜明的“民间学者”,坚持过着清贫却怡然自乐的生活。

邹伯奇常常利用自己掌握的天文学知识帮助老百姓破除迷信。当时民间传说道光十九年焚烧鸦片的那天,正是太白星经天,有干戈兵乱之兆。邹伯奇在南海学宫讲学时,就特意通过绘图的方法向学生说明,星变与灾祥并无直接联系,并预言第二年太白星还将出现。后来事实证明果然如此。

由于邹伯奇在学术上的造诣和在地方上的声望,1857年,40岁时他被推举为当时广东著名的学府——广东学海堂的学长。到学海堂后,邹伯奇不仅致力于授课、培养人才,还热衷于学术交流。他虽不善交际,但却尽量结交全国各地的学者,在自己周围,形成一个松散的学术团体,在当地营造出良好的学术研究的氛围。

邹伯奇曾经去拜访当时的岭南大儒朱次琦。传说邹伯奇一身粗布衣裳,手持一根长杆烟管,步行50里路到达九江。当时朱次琦正给学生讲课,学生们看见一个衣着寒酸的老头站在门口,禁不住哄堂大笑。朱次琦却恭敬地将邹伯奇迎进屋,当上宾款待。学生深感奇怪,交头接耳,议论纷纷。待邹伯奇落座之后,朱次琦才向学生们宣布,这就是有名的学者邹伯奇,听到这个名字,学生立刻肃然起敬。

1869年5月,邹伯奇去世,终年五十岁。邹伯奇逝世后,他的儿子把他的生平著述辑为《邹征君遗书》四卷。

《清史列传-邹伯奇传》这样评价邹伯奇:“聪敏绝世,覃思声音文字度数之源。尤精天文历算,能荟萃中、西之说而贯通之,静极生明,多具神解。”可以说是对邹伯奇这位奇才的精当评价。

当代研究科学史的专家均认为邹伯奇在中国科学史上有着举足轻重的地位。中国科学院自然科学史所研究员戴念祖指出,在鸦片战争前后的中国,能够像邹伯奇那样作出居世界前列的科技成就,是难能可贵的。戴念祖认为,邹伯奇有两项成就最令人称道:一是于1844年最先发明以摄影术测绘地图的方法,与欧洲人以摄影法作实地测绘几乎同时出现;二是以玻板摄影术最早成功地拍摄人物肖像

综观邹伯奇的一生,虽擅长西学,却不迷信洋人。他认为西方的力学、光学、化学等技术,我国古代早有发明,甚至认为《墨子》一书可视为西学的源头;虽熟悉古文献,却不拘泥。他不参加科举,显示了他不愿为八股而读书的决心,以及吸纳西方科技的眼光与识见。他对知识和学问保持着实用主义的观念,并用一生的科学实践体现出极强的实干精神与操作能力。

如果说读书与著书是中国传统知识分子的常态,那么对“器”和“图”的重视,以及极强的动手操作能力,则显示了邹伯奇有别于中国传统读书人的一面,体现了他身上的科学精神。

梁启超在《中国近三百年学术史》一文中说:“特夫(邹伯奇的号)自制摄影器,观其图说,以较近代日出口精之新器,诚朴可笑。然五十年前,无所承而独创,又岂可不谓豪杰之士耶?”这位“豪杰之士”做过的科学实验数不胜数。他不像徐光启,从意大利人利玛窦那里获得灵感,而是独立创造,从古人的片言只字中一边演绎一边实验,开了实验科学之先河。中国近代科学,因为有邹伯奇而不再显得那么贫乏。

邹伯奇去世时给本乡子弟留下了一副楹联,其中有“创业本维艰”一语,希望后人要不畏艰险,勇于开拓。这似乎概括了这位在国学与西学中游刃有余的近代科学先驱一生所奉行的理念。

由于邹伯奇使用的摄影技术——玻板照相术(又称作“湿片照相术”)并非世界公认的摄影术“银板摄影术”,因此,邹伯奇虽不是所谓中国第一台银板摄影术照相机的最早发明者,其为郑崇兰,但邹伯奇可称得上是中国开拓与实践摄影术的鼻祖,而中国人发明的最早照相术即为“湿片照相术”(即玻板照相术),邹伯奇即使尚未有可靠证据证实其为最早的发明人,但他却是中国应用此术做出显著贡献的科学家。

中国科学院科学史研究所研究员戴念祖介绍说:早在17世纪,欧洲人制成了带有凸透镜的暗箱,已为摄影术的发明做好了准备。直到1800年,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或白皮上,然而,因不知道如何掌握感光时间,照片在阳光下变成漆黑一片。1816年,尼普斯用氯化银感光纸取影,但他从负片翻转成正片的过程中失败。10年之后,他用了长达8小时的曝光时间,以犹太沥青做感光底片拍摄了世界上第一张照片。后来,尼普斯又做了改进,使感光时间只需2-3小时。但它仍然只能用于拍风景。

1837年,法国物理学家盖达尔才以银板照相法,以相对较短的时间拍摄了一张较清晰和能保存持久的照片。1839年8月19日,达盖尔将其操作方法公诸于众。这一日期,称为摄影术的诞生日。

据戴念祖介绍,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。但是,蛋清玻板照相术发明后,欧美尚未解决其照人物肖像的工艺,一直用其制作玻璃幻灯片。邹伯奇却使之成功地拍照人物肖像,这大概是与他的“药料配方”和欧洲不尽相同颇有关系。在时间上,胶棉湿板照相术是在1851年获得成功的。胶卷摄影术是在19世纪80至90年代之际才得以形成,因为他与胶片制作的化学工艺密切相关。

邹伯奇的玻板照相术是什么时候获得成功的?戴念祖说,这个问题尚无定论,1999年10月6日,邹伯奇后裔邹锡良给他打来电话说,已发现邹伯奇自拍像。戴念祖据此推测,邹伯奇在1853年前后已以内感玻板照相术拍摄了人物肖像。

他表示,从邹伯奇的“自照遗真”断定他于1863-1866年间在西方传入中国的摄影术启示下以玻板照相术开创了中国摄影业,这是毫无疑问的。

纵使邹伯奇不是玻板照相术的独立发明者,他亦理应享有以玻板照相术拍摄人物获得成功的荣誉。

英国传教医师德贞于1863年底在北京崇文门内开设照相馆。他以中文撰写的有关摄影的著作《脱影奇观》刊刻于1873年。此时,邹伯奇已谢世4年整。

邹伯奇所写下的有关摄影的文稿,是中国最早相关的科学文献

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