孙云球(1630-1662年)字文玉、泗滨,吴江七都人,明末清初光学仪器制造家和奠基人。他是中国民间最早制造望远镜的人,还研制出察微镜、放光镜、夜明镜等七十余种光学仪器,并总结制镜经验,写成《镜史》一书,在中国乃至世界光学仪器发展史上具有重要地位,被誉为“明末清初科学巨人”。
孙云球
明崇祯三年(1630年),孙云球出生于一个已衰落的官宦之家。父亲孙志儒,吴江七都双石桥人,崇祯十六年(1643年)癸未科进士,授福建莆田知县。清军入关后,孙志儒弃官归故里,谢绝众多朋友推荐,以塾师谋生。此后,应清大臣明珠之邀赴京教授王子妃三年。母亲董如兰,字逸隽,号慕园,吴县人,懂诗书。孙云球自幼聪颖异常,得母亲亲授经史,十三岁中秀才,后两次乡试未果,遂淡于功名。父亲去世后,家境中落,孙云球偕母寓居苏州虎丘,生计艰难。十五、六岁的孙云球挑起了家庭的重担,依靠卖药草的一点微薄收入来维持母亲和自己的生活。尽管如此,孙云球并未丧志,他勤奋好学,钻研刚从西方传入的数学知识,探讨测量、算指、几何之法。他对制造发明颇有天赋,“尝准自鸣钟,造自然晷,应时定刻,昼夜自旋,风雨晦明,不违分秒”。
孙云球逆境中发奋读书
他为中国眼镜业的发展作出了重要的贡献。据文献记载,宋朝就有人尝试制造眼镜,用天然水晶的折射来纠正视力;元朝,从西域传入眼镜,名叫“叆叇”,但是价格昂贵,非一般人所能享用;明代,眼镜仍是珍贵的稀罕之物,出现了拿在手中的“一片镜”,俗称“单照镜”,其原理类似于现在的放大镜,可以随身携带,但不能架在鼻梁上。明末姑苏四大才子之一的祝允明(亦称“祝枝山”)就因高度近视,常用单照镜“借光”。孙云球看到许多人由于视力不佳,做事不便,便暗下决心,要研制一种不用手持可以架在鼻梁上的眼镜。他赴杭州向陈天衢学习光学,还把一批杭州学者请到苏州一起讨论、研究。孙云球把从他们那里学来的简略且原始的光学知识具体化,掌握了“磨片对光”技术。当时,从国外传入的眼镜镜片都是用玻璃磨制的。他从宋朝人研究眼镜的例子中得到启发,采用水晶作为镜片的原料。经过多次试验,孙云球终于磨制成各种水晶的凹凸镜片。他配制眼镜的一个显著特点是能根据眼疾患者年龄大小、疾症不同而“随目配镜”,可以“以年别者老少花,以地分者远近光”,让患者配到适合自己眼睛的镜片。他分别磨制好24种度数的老花镜、近视镜和童光镜,让顾客自试,看哪一种最合适便为之配制该种眼镜。这其实就是现在所谓的“主觉验光”。若他能提供0~600度眼镜的话,与现在25度一档的“主觉验光”已无显著差别。当然,他的“随目配镜”应不含“他觉验光”,但能给患者提供24种选择,在当时也是非常难得了。据《〈镜史〉牟言》记载,孙云球的舅舅董德其近视甚为严重,“阅文缮写,在见寸以内”,康熙十七年(1678年)参加乡试,借助孙云球所制眼镜,“顿使目光远一尺有余”。董氏中举,眼镜功不可没。孙云球不但依据不同视力缺陷磨制出各种度数的镜片,让需要者能根据视力的不同而佩戴眼镜,达到清楚视物的效果,而且对眼镜的结构形状也进行较大的改进,使原来只能手拿的单镜片眼镜发展到可以架在鼻梁上的双镜片眼镜。由于孙云球制镜技艺高超,轰动了全国,每天前往他家购买、定做镜片的人络绎不绝。
眼镜
在孙云球短暂的一生中,他制造的各类光学仪器达七十余种,把中国的光学制造业推向了一个新的起点。
孙云球是中国民间制造望远镜最早的人
在孙云球研制的光学仪器中,望远镜常被人们提及。他把磨制的凸透镜和凹透镜组合在一起制造出望远镜(当时称千里镜)。虽然比欧洲正式发明望远镜晚了50年左右,但比日本自制望远镜早130年。这在中国光学史上占有重要的地位。孙云球所研制的望远镜性能良好。据《吴门补乘》记载,浙江天台有一个名叫文康裔的人,患有严重近视,他曾和孙云球一道登上虎丘山,用孙云球制的望远镜远眺,看到苏州城内的楼台塔院近在眼前,清晰可辨,天平、灵岩、穹窿诸峰苍翠挺拔,历历在目,不禁赞叹不已,视为神技。
文康裔用孙云球制造的望远镜远眺
孙云球还磨制过存目镜、万花镜、半镜和放光镜等光学仪器。这些仪器性能和用途各异,但均“巧妙不可思议”。孙云球总结多年制镜经验,写成《镜史》一卷,他的母亲亲自为该书写序。该书系统阐述制镜的历史、原理和方法,各地制镜者均据此制造光学镜片。在孙云球的影响下,苏州逐渐成为全国有名的眼镜制造基地。眼镜的价格也一路走低,最终使一般老百姓都能购买使用。据明末清初的书画收藏大家孙承泽称“眼镜初入中国,名曰叆叇,惟一镜之贵,价准匹马。今则三五分可得,然不过山东米汁烧料。玻璃者贵矣,水晶尤贵。水晶之墨色者,贵至七八金,余值以渐而减。真读书之一助也”。清叶梦珠《阅世编》中也有记载“顺治(1644~1661年)以后价渐贱,每副值银不过五六钱。近来苏杭人多制造之,遍地贩卖,人人可得,每副值银最贵者不过七八分,甚而四五分,直有二三分一副者,皆堪明目,一般用也”。
到了乾隆嘉庆年间,苏州又出了一个擅长制造眼镜的储三山,进一步发展了孙云球的制镜等技术。后来苏州虎丘一带制镜人,利用孙云球的创造,自制“影戏”(或称影灯戏,就是利用幻灯放画片)和“西湖景”(或称“西洋景”,或称“洋片”,用放大镜来放大画片),后逐渐传遍各地。
清朝康熙元年(1662年),孙云球去世,年仅33岁。但是,他的发明创造及他写的《镜史》一书,成了中国科技历史上难以磨灭的记忆,世代传诵。孙云球在光学仪器方面的创造也引起了国外学者的注意,研究中国科学技术史的英国剑桥大学教授、著名科学家李约瑟在苏州博物馆参观时,对孙云球的创造发明很感兴趣,并将他的成就记入自己的专著中。
(顾晓红)