行者改变天下
陈红军
海上丝绸之路作为一条蓝色的纽带，不仅连接了中外商品贸易，也沟通了中外科学技术的交流。而作为当年海丝之路上重要的中外科技交汇枢纽，中国许多先进的科学技术就是藉广州口岸而向世界各地传播的；同时，许多西方科学技术也经广州传入中国，与中国原来的科学技术相结合，交辉相应，使中国的科技也逐步迈向近代化，其中尤以医学、数学、历法、物理学、天文学、地理学、建筑学和水利学诸领域最为显著。在这个“一进一出、交流汇通”的过程中，有一位融通西方科技理念，推陈出新的代表性人物，他就是晚清广东科学家邹伯奇。
“发前人之未所发”
邹伯奇是广东南海人，生于清嘉庆二十三年（公元1818年）。他出生于书香门第，自小受到良好的家庭教育，读书注意会通中西，遇名物制度，必日夜探索，务得其确，或按其度数，绘为图，造其器而验之，涣然冰释而后已。所以他的解释多能发前人之所未发。
邹伯奇研制领域广泛，从天文、历法、测绘、图表、舆地、物理、光学、力学，以至各种试验仪器、标尺、望镜、机械等等无不殚思竭虑，尽可能亲自究之、制之、用之，独出心裁，而又善于贯通中西之说用以释古，更注重于实验、测试、观察研究。
例如，他从17岁时就开始研究光学。由于从北宋沈括《梦溪笔谈》中得到启发，认为针孔成倒像和凹面镜成倒像的原理是一致的，利用这个原理，他进行了好几年的探索和无数次的反复试验。道光二十四年（公元1844年），他用镜取火，忽然悟出凹面镜能摄影，急忙将窗户关闭，在板上钻洞以验证，触类引申以木箱为暗箱研制成摄影之器。他利用这个“摄影之器”绘制地图，后来写了篇《摄影之器记》予以描述：“以木为方箱，前面开孔，置中高镜，中张一净白簿纸，后面为门，将此器前面向所欲绘之处，以黑布蔽后面，开门视之，则此地诸物悉见纸上，形色位置不失毫厘，以彩笔摹之，则为平远山水一幅，又移别位，复摹一幅，以二幅其差角、即得各地之远近，可以画为平面图矣。变而通之，其用不穷，亦快事也。”
实际上，邹伯奇发明的这台“摄影之器”，只是一台利用小孔成像原理绘图的投影机。但这也显示了他敏于思考，勤于试验的优良品质。邹伯奇将这一发明归功于《梦溪笔谈》的启发，其实这应该是他长期潜心钻研、重视科学实验的结果。《梦溪笔谈》一书谓“阳遂照物皆倒，中间有碍故也，算家谓之格术”，这种“格术”之术，早已湮没失传。但邹伯奇穷追妙理，观察日月之光影，悟出望远镜、显薇镜的原理，又写出了《格术补》一书。他在这部书中提出近视远视的原因以及校正的方法，论述了透镜成像的原理和公式，而且与现代教科书所言一样，成了中国晚清几何光学的重要专著之一。
在发现“摄影器”之后，邹伯奇继续深入研究摄影术。1962年，在其的故居（现广东佛山南海区黄岐泌冲，编者注。）发现他的5张自拍像，从其自题《自照遗真》诗所云“行年将五十”，可证其为晚年所照。同时还发现他的一些诗文遗稿和他用过的一些摄影器材。据说，邹氏使用的照像机抗战初期还在家乡石门中学展览过，后来却不知去向，难以考证此机是否自制。现存的是他自制的木质三脚架及一些照相用具。在遗存手稿中，有一篇专门介绍摄影机的构造和摄影过程。据今人研究，该稿记述的“操作过程也符合当时湿片照相法的要求”，显影液的成分和《色相留真》所介绍完全相同，“其所取药料能结合实际，不是纯粹依赖外国货”。摄影术是在鸦片战争前后传入我国的，但这时掌握摄影术的国人为数寥寥。邹伯奇可以说是中国摄影技术研究者的先驱。他自己拍摄过多张相片。新近发现的他所拍的这5张照相玻琉底片，虽时隔百年，仍清晰可见。现藏于广州博物馆的一张，是他本人半身坐像，无论构图、光线都有相当水平。这应该是19世纪60年代中国人自己拍摄的最早照片之一，弥足珍贵。
推陈出新
邹伯奇对古天文学精心钻研。据说，他经常夜登屋后之鳌峰冈顶以观天象，悉心研究。他对上古天文学提出了许多新的见解。例如，他认为上古时二十八宿应在赤道附近，后因岁差变成今状。他将自己的见解撰写了十多篇天文论文。他按岁差推定咸丰甲寅（公元1854年）岁前冬至《恒星黄赤经纬表》二卷，绘成《赤道南恒星图》、《赤道北恒星图》两巨册，图径丈余，又按恒星图内容制作了一架高约50厘米的天球仪，制作十分精细。据记载，他同时还制作了多种日晷、地平式日晷、日夜晷等。现广州文物管理处收藏有邹伯奇亲手制作的两台木制地平式日晷和一台木制日夜晷，精密度很高，称得上是中国日晷发展史上的代表作。
18世纪中期，哥白尼的日心地动说已传入中国，这个学说在中国引起了守旧和先进人士之间激烈争论，邹伯奇支持哥白尼的日心地动说，制作了一架“七政仪”，以1个大圆球和8个小圆球分别表示太阳和各行星，手摇可以运转，演示太阳系各行星绕太阳运转的情况。他是第一个制作演示哥白尼学说的天球仪的中国科学家。他制作的这具太阳系表演仪，居然有八大行星，其中的海王星，还是在1846年才发现的。这架表演仪现藏于广州博物馆。
除此之外，邹伯奇还制作了自鸣钟、漏箭及具有中国特色的天体仪，表现出他在天文、数学和机械制造上的天才。比如他设计的自鸣钟，源于比利时耶稣会传教士南不仁的《灵台仪象图考》一书，而又融会变通，别出心裁地使其可指示日、月、季节、年，和现代的各种表没有差别。他还著成《说自鸣钟》以介绍自鸣钟的结构原理，足证他注意吸收外来文化之精华。
涉及广泛
对于科技有着如此浓厚的兴趣，自然，邹伯奇精于测绘制图，他吸收西方科学方法，改我国传统的计里画方的地图绘制法为经纬线绘制法。25岁那年，他绘成了《皇舆全图》这本中国地图册，包括总图1幅、分图66幅。这套图册30年后始刻板发行，成为清代有名的地图。他根据地球为球形的认识，“以圆绘图”，注意经纬度成“半径与余弦之比例”，此种绘制地图的方法，在当时中国是很先进的，在他看来：“绘地难以算天，天文可坐而推求，地理必须亲历”。后来，他又指导弟子邹景隆绘制《浔岗洲图》，此图布局合理、周密、精确，被陈澧誉为“山水形势，无不毕肖，地图至此，精密极矣”。《浔岗洲图碑》现仍陈列于广州博物馆楼前碑廊。他还与门人作桑园围全图碑，该原图现存于南海博物馆中。
同治三年（公元1864年），广东巡抚郭嵩焘于广州府学署设局测绘广东地图，邹伯奇应聘参加绘制广东地图，他为此进行了大量的实地测量工作，提出了椭圆画法，在当时之中国可谓极有创见。他著有测绘学方面的专著《测量备要》四卷，提到了指南尺、风雨针（一种气压计）等许多测量仪器。
与此同时，邹伯奇在数学上造诣甚深。他所著撰的《乘方捷术》，首卷讲述乘方、开方；二卷讲对数及对数简史；三卷讲乘方、开方、对数的应用；卷末附有《对数尺度表》、《十亿对数表》和《纯杂表》（1-1000的数表）。他进一步探讨了二项式的几次根与对数的幂极数展开式，扩大了它们的应用范围，并设计制造了对数尺和度算板。对数尺兼有计算尺、比例规的某些功能，也能计算一些时间和测定方向，比例规则利用比例相似法，具有“以量代算”的作用。邹伯奇还著有《对数尺记》、《度算板释例》，对这两件计算器的原理、构造及应用加以说明，“为算器增新制，为算术开捷径”。对此，时人陈璞称之为“极精微简便”，呼吁“遍传此法于世”。邹伯奇还将数学应用到力学上，在吸取众家之长的基础上研究出用数学方法求物体重心之法，写出《磬求重心术》、《求重心说》及《远西奇器图说》等力学著作。
在科学出版社1993年出版的《中国古代科学家传记》中，收入了邹伯奇的传记。今天，当我们回溯往事，在被这位百年前科学家吐故纳新的治学心态、孜孜不倦的探索精神所感动的同时，也能对丝路在文化科技交流中所起到的作用窥见一斑。
