孫(sun)云(yun)球出(chu)身于一個已衰落(luo)的(de)(de)官(guan)宦之(zhi)家。其(qi)(qi)父孫(sun)志(zhi)儒,曾做過福州(zhou)、漳州(zhou)知(zhi)府。其(qi)(qi)母(mu)董如蘭(lan),是(shi)個有(you)知(zhi)識(shi)的(de)(de)婦(fu)女,孫(sun)云(yun)球著作的(de)(de)序,就(jiu)是(shi)他母(mu)親(qin)寫的(de)(de)。孫(sun)云(yun)球年(nian)幼時(shi),隨父母(mu)遷居蘇州(zhou)虎丘山畔(pan),他自幼聰(cong)穎異常,13歲即為吳江(jiang)縣(xian)鄉學生(sheng)。不久父親(qin)去世(shi),家境中落(luo),又遇明朝滅亡清(qing)軍南下,生(sheng)計艱難,他遂以(yi)采集出(chu)售(shou)中草(cao)藥謀生(sheng)。雖(sui)然如此,孫(sun)云(yun)球并未喪(sang)志(zhi),仍勤(qin)奮(fen)好(hao)學,鉆研數學知(zhi)識(shi),探討測量、算指、幾(ji)何之(zhi)法。他精于器(qi)械(xie)制(zhi)造,《吳縣(xian)志(zhi)》說(shuo)他“精于測量,凡有(you)所制(zhi)造,時(shi)人服(fu)其(qi)(qi)奇巧(qiao)。”為了校準自鳴鐘,他制(zhi)造了“自然晷”,這是(shi)一種據日影以(yi)定時(shi)刻的(de)(de)儀器(qi)。經過使用(yong)后證(zheng)明,以(yi)之(zhi)判定時(shi)刻,十(shi)分準確。
據文(wen)獻記載,眼鏡(jing)(jing)(jing)在元代(dai)(dai)已(yi)有,但(dan)是其價格昂貴(gui),非(fei)一般(ban)人所能享(xiang)用,至(zhi)明(ming)代(dai)(dai),眼鏡(jing)(jing)(jing)仍是珍(zhen)貴(gui)的(de)稀(xi)罕之物(wu),到了(le)晚明(ming),杭(hang)州成(cheng)為(wei)我國早期眼鏡(jing)(jing)(jing)制(zhi)作(zuo)的(de)中心。孫云(yun)球年輕時(shi)就到杭(hang)州去學習制(zhi)鏡(jing)(jing)(jing)技術,而在他的(de)思想中又根據中國古代(dai)(dai)的(de)幾何(he)、物(wu)理(li)等(deng)科學知識,經過自己制(zhi)作(zuo)眼鏡(jing)(jing)(jing)的(de)實踐積(ji)累和探索(suo),最后(hou)終于掌握了(le)“磨(mo)片對(dui)光”技術,創造性(xing)地(di)用水晶材料(liao)磨(mo)制(zhi)成(cheng)鏡(jing)(jing)(jing)片,還創造了(le)磨(mo)制(zhi)鏡(jing)(jing)(jing)片的(de)牽陀車。
經他(ta)(ta)一(yi)(yi)番悉(xi)心研(yan)究(jiu)改進之后,使(shi)磨(mo)鏡(jing)(jing)(jing)對光技術有(you)了很大(da)的(de)(de)提高,他(ta)(ta)能根據(ju)眼疾(ji)患者(zhe)(zhe)年(nian)令(ling)大(da)小、疾(ji)癥不(bu)同,而隨目配鏡(jing)(jing)(jing),而且還可(ke)以(yi)(yi)(yi)“以(yi)(yi)(yi)年(nian)別(bie)者(zhe)(zhe)老(lao)少花(hua),以(yi)(yi)(yi)地分(fen)者(zhe)(zhe)遠(yuan)近光”,讓(rang)患者(zhe)(zhe)配到適合自己眼睛的(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)片(pian)。在(zai)(zai)磨(mo)制凸透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)和(he)凹透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)基礎上,他(ta)(ta)又利用水晶石磨(mo)制成存目鏡(jing)(jing)(jing)、萬花(hua)鏡(jing)(jing)(jing)、鴛(yuan)鴦(yang)鏡(jing)(jing)(jing)、放大(da)鏡(jing)(jing)(jing)、幻容鏡(jing)(jing)(jing)、夜(ye)明鏡(jing)(jing)(jing)、千里(li)鏡(jing)(jing)(jing)(望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing))等各類(lei)光學制品,使(shi)廣大(da)的(de)(de)眼疾(ji)患者(zhe)(zhe)能減輕(qing)痛(tong)苦。他(ta)(ta)的(de)(de)好(hao)友文康(kang)裔在(zai)(zai)《讀〈鏡(jing)(jing)(jing)史〉書后》中(zhong)(zhong)寫道:“其遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)尤為奇幻,偕登虎(hu)丘巔,遠(yuan)觀(guan)城中(zhong)(zhong)樓臺塔(ta)院,若招致幾席(xi),了然在(zai)(zai)目;睹彼天(tian)平、鄧(deng)尉、穹隆諸峰,崚嶒蒼翠,如列目前,體色畢現。神哉(zai)!技至(zhi)此乎(hu)!向見時晷,愚謂奇亦(yi)至(zhi)矣,何幸又得(de)此幻觀(guan)也?先(xian)生曰:‘是(shi)未足以(yi)(yi)(yi)盡其奇耳。’更(geng)以(yi)(yi)(yi)存目鏡(jing)(jing)(jing)相(xiang)貽(yi),試(shi)之兩(liang)眸,心曠神怡(yi),百倍(bei)光明,無微(wei)不(bu)矚。先(xian)生資我(wo)披覽誦讀者(zhe)(zhe),殆錫我(wo)以(yi)(yi)(yi)如意珠(zhu)也。悉(xi)之有(you)數十種類(lei),各有(you)不(bu)同,而功用亦(yi)迥別(bie)。”孫云球在(zai)(zai)制作實(shi)踐和(he)科學研(yan)究(jiu)的(de)(de)基礎上還寫了一(yi)(yi)本眼鏡(jing)(jing)(jing)制作方(fang)面的(de)(de)專著(zhu)《鏡(jing)(jing)(jing)史》,“令(ling)市坊依法制造,(眼鏡(jing)(jing)(jing))遂盛行于世(shi)。”(《虎(hu)阜志(zhi)》)眼鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)價格也一(yi)(yi)路走底,最(zui)終(zhong)使(shi)一(yi)(yi)般(ban)的(de)(de)老(lao)百姓都能消費得(de)起。“順(shun)治(1644年(nian)—1661年(nian))以(yi)(yi)(yi)后價漸(jian)賤,每副(fu)(fu)值(zhi)銀不(bu)過五(wu)六(liu)錢。近來(lai)蘇杭人多制造之,遍地販賣(mai),人人可(ke)得(de),每副(fu)(fu)值(zhi)銀最(zui)貴者(zhe)(zhe)不(bu)過七八(ba)分(fen),甚而四五(wu)分(fen),直(zhi)有(you)二三分(fen)一(yi)(yi)副(fu)(fu)者(zhe)(zhe),皆(jie)堪(kan)明目,一(yi)(yi)般(ban)用也。”(清葉(xie)夢(meng)珠(zhu)《閱世(shi)編》)
他著有專著《鏡史》,制造的各類光學儀器達七十余(yu)種。
在孫云(yun)球(qiu)(qiu)短暫的(de)一生中(zhong),他制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)的(de)各類光學儀(yi)(yi)器達七十余(yu)種。這些(xie)儀(yi)(yi)器早已蕩然(ran)無存,所幸的(de)是(shi)《吳縣(xian)志(zhi)》在介(jie)紹孫云(yun)球(qiu)(qiu)時,提(ti)到了他所發(fa)明的(de)一些(xie)儀(yi)(yi)器的(de)名(ming)(ming)稱,使我們得以窺其一斑。在孫云(yun)球(qiu)(qiu)研制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)光學儀(yi)(yi)器中(zhong),望遠鏡常被人們提(ti)及(ji)。他所研制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)望遠鏡性能良好,據《吳門補乘》記載,浙江(jiang)天臺(tai)有(you)一個名(ming)(ming)叫文(wen)康裔的(de)人,患有(you)嚴重近視(shi),孫云(yun)球(qiu)(qiu)曾和他一道,登(deng)上虎丘(qiu)山,用自制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)望遠鏡眺望,看到蘇州城(cheng)內的(de)樓臺(tai)塔院(yuan)近在眼前,清晰(xi)可(ke)辨;天平、靈巖、穹窿(long)諸(zhu)峰蒼翠挺拔,歷歷在目(mu)。文(wen)康裔贊(zan)嘆(tan)不已,視(shi)為(wei)神(shen)技。
另外,孫(sun)云(yun)球還為(wei)蘇州眼鏡(jing)(jing)業(ye)的(de)(de)發(fa)展做出了重要貢(gong)獻(xian)(xian)。用以(yi)矯正視力的(de)(de)眼鏡(jing)(jing)并非孫(sun)云(yun)球所發(fa)明,孫(sun)云(yun)球的(de)(de)貢(gong)獻(xian)(xian)在(zai)于他(ta)創(chuang)造性地采用水晶為(wei)原料,磨制成各種(zhong)凹凸鏡(jing)(jing)片(pian),并根據近視、遠視不同情(qing)況,“隨目對鏡(jing)(jing)”,使人(ren)們配到適合自己眼睛的(de)(de)鏡(jing)(jing)片(pian),“以(yi)年別者老少花,以(yi)地分(fen)者遠近光”,從而使視力得到矯正。這種(zhong)水晶眼鏡(jing)(jing)在(zai)當時很(hen)引人(ren)注目,人(ren)們不惜出重資購買,蘇州眼鏡(jing)(jing)業(ye)也就在(zai)此基礎上興(xing)盛起來了。
孫(sun)云球還制有“存(cun)(cun)(cun)(cun)目鏡”,用這(zhe)種鏡來(lai)觀察物(wu)體,“百倍光(guang)明(ming),無(wu)微(wei)不矚(zhu)”,能(neng)將極(ji)(ji)細(xi)小(xiao)的(de)東西,看得一目了然(ran)。這(zhe)有可能(neng)是一塊放(fang)大(da)(da)鏡或(huo)一架簡單(dan)的(de)顯微(wei)鏡。考慮到(dao)單(dan)個放(fang)大(da)(da)鏡在此(ci)之前已經存(cun)(cun)(cun)(cun)在,宋代(dai)已用水晶照物(wu),明(ming)代(dai)已有“單(dan)照”,但那類放(fang)大(da)(da)鏡很難達到(dao)此(ci)處(chu)所說的(de)“存(cun)(cun)(cun)(cun)目鏡”的(de)效果。所以(yi),孫(sun)云球所發(fa)明(ming)的(de)存(cun)(cun)(cun)(cun)目鏡,極(ji)(ji)有可能(neng)是一架簡單(dan)顯微(wei)鏡,即具有較高放(fang)大(da)(da)倍數的(de)凸(tu)透鏡。
還(huan)有(you)一(yi)種“萬花鏡(jing)(jing)(jing)”,“能(neng)化(hua)一(yi)物為(wei)數十(shi)者(zhe)”,“能(neng)視一(yi)物化(hua)為(wei)數十(shi)”,這種鏡(jing)(jing)(jing)會使(shi)一(yi)個像變成多個,有(you)些類似(si)于(yu)今天的萬花筒。估計其結構是一(yi)種呈菱形(xing)(xing)折(zhe)射的鏡(jing)(jing)(jing)片,依(yi)靠光線(xian)的多次反射形(xing)(xing)成群像。
另外(wai),“察(cha)微(wei)鏡”也是孫(sun)云球的發明之(zhi)一。
如果說“存(cun)目鏡”是(shi)一(yi)種簡單顯微(wei)(wei)鏡的話,那(nei)么“察(cha)微(wei)(wei)鏡”就(jiu)(jiu)應該是(shi)一(yi)種復(fu)合(he)顯微(wei)(wei)鏡。對于孫(sun)云球來說,制(zhi)(zhi)造復(fu)合(he)顯微(wei)(wei)鏡的技(ji)術障礙并不存(cun)在。因為(wei)他能(neng)夠制(zhi)(zhi)造望遠鏡,在制(zhi)(zhi)造望遠鏡過程(cheng)中(zhong),只要稍稍改(gai)變一(yi)下透鏡的裝置方(fang)法,望遠鏡就(jiu)(jiu)會變成一(yi)架(jia)復(fu)合(he)顯微(wei)(wei)鏡。只是(shi)由于他英年(nian)早逝,加(jia)上中(zhong)國(guo)當時科學(xue)狀況的限制(zhi)(zhi),這架(jia)顯微(wei)(wei)鏡在當時的科學(xue)研究中(zhong),未(wei)能(neng)發揮它應有的作用。
值得(de)一提的還有“半鏡(jing)(jing)(jing)(jing)”。這(zhe)種(zhong)(zhong)“半鏡(jing)(jing)(jing)(jing)”,不(bu)太可(ke)能(neng)是現代意義上(shang)(shang)的雙焦點眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing),它應(ying)該(gai)是一種(zhong)(zhong)半圓盤形的眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing),即眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)僅僅有下(xia)面半塊透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing),佩戴者(zhe)眺望遠方(fang)時可(ke)以直接通過上(shang)(shang)部,不(bu)必借助鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片。這(zhe)種(zhong)(zhong)形式的眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)有時還能(neng)看到(dao),它特(te)別適應(ying)于老(lao)花(hua)眼(yan)(yan)(yan)(yan)之類(lei)視者(zhe)使用。孫云球(qiu)當時能(neng)制作(zuo)出這(zhe)種(zhong)(zhong)眼(yan)(yan)(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)來,也是一個進(jin)步。
除了這些(xie)儀(yi)器之外,孫(sun)云球(qiu)還磨制過多面鏡(jing)、夜明鏡(jing)、幻(huan)容鏡(jing)、鴛鴦鏡(jing)、放光鏡(jing)、夕陽鏡(jing)等(deng)等(deng)。這些(xie)儀(yi)器性能和用(yong)途各異,但均“巧妙不可思議”。
孫(sun)云球還總結(jie)多年制(zhi)鏡經(jing)驗,寫(xie)成《鏡史》一卷(juan),他的母親(qin)董如蘭親(qin)自為該(gai)書(shu)寫(xie)序。這本書(shu)的問(wen)世,對后世光(guang)學儀(yi)器制(zhi)造技術影響(xiang)很大(da),可惜的是它后來失(shi)傳(chuan)了,使我們今日難以(yi)窺其全貌。
被(bei)譽為明朝科學巨人,是我國著名的發明家。