再加上崇祯帝生性多疑,用人不专,今天提拔明天贬黜,根本没心思去管一个没名气的手艺人。
薄珏对此却毫不在意。他本来就不想做官,早就看透了官场的乌烟瘴气。见朝廷不用,他便向张国维辞行,要回苏州老家。张国维再三挽留,又赠给他许多金银绸缎,薄珏都婉言谢绝了,只带走了自己的工具和图纸。
回到苏州之后,薄珏依旧过着清贫的日子,继续钻研他的机械与天文。明朝灭亡后,他隐居乡里,拒不仕清,整日埋头于作坊之中。晚年的他积劳成疾,又加上战乱流离,生活困顿,最终病死在了家中。
薄珏虽然去世了,但他的技术却在苏淞一带流传了下来。苏州、松江等地的工匠,继承了他的铸炮、机械制造技艺,在清代的兵器制造、手工业发展中,都能看到他的影子。他留下的著作虽大多散佚,但其中的智慧,却早已融入了江南制造业的血脉之中。
就在薄珏在苏州一带钻研机械火器的时候,吴江的一户人家里,诞生了一位日后将冠绝一代的光学巨匠——孙云球。
孙云球,字文玉,一字泗滨,是苏州府吴江县人。他生于明朝崇祯初年,卒于清朝康熙初年,一生只活了短短三十四岁,却是明末清初最杰出的光学仪器制造家、发明家,被誉为“明朝科学巨人”。
孙云球出身于一个没落的官宦世家。他的父亲孙志儒,是万历年间的进士,曾先后担任福州知府、漳州知府,为官清廉,在任上颇有政绩。母亲董如兰,出身江南书香门第,是当时有名的才女,精通诗文、晓通算学,见识远超寻常女子。
出生在这样的家庭,孙云球从小就受到了良好的教育。母亲董如兰亲自教他读书识字,给他讲天文地理的故事。孙云球自幼聪颖异常,悟性极高,读书过目成诵,几岁的时候就能吟诗作对,街坊邻居都称他为神童。
少年时,孙云球随父母迁居到了苏州虎丘山畔。这里风景秀丽,文人荟萃,他每天读书之余,就喜欢观察山林草木、日月星辰,脑子里总是充满了各种各样的疑问:为什么太阳东升西落?为什么远处的东西看起来小?为什么水晶能把字放大?小小年纪的他,就对自然万物充满了好奇。
十三岁那年,孙云球考中了吴江县的秀才,一时传为佳话。按照正常的轨迹,他本该继续读书,考举人、中进士,走上仕途,光耀门楣。可命运却很快给了他沉重的打击。
不久之后,孙志儒因病去世,孙家失去了顶梁柱,家道迅速衰落。屋漏偏逢连夜雨,没过几年,李自成攻破北京,崇祯帝自缢煤山,明朝灭亡。紧接着清军入关,挥师南下,江南大地烽烟四起血雨腥风席卷了整个江南。
战乱之中,孙家的家产损失殆尽,日子变得愈发艰难。为了躲避战火,也为了维持生计,年轻的孙云球带着母亲,在虎丘山畔住了下来,靠采集、炮制中草药,拿到集市上去卖,换点柴米油盐,艰难度日。他每天天不亮就起床,背着药篓上山采药,悬崖峭壁都敢去,回来之后又要洗药、晒药、炮制,常常忙到深夜。
即便生活如此困顿,孙云球也从未放弃过读书和钻研。他从小就对数学、机械有着浓厚的兴趣,越是乱世,越是觉得实学有用。当时,徐光启与利玛窦合译的《几何原本》前六卷已经在江南流传,孙云球弄到了一本,如获至宝,每天卖药回来,不管多累,都要在油灯下研读。他不仅把书中的几何定理、测量方法、算指之法全部吃透,还常常举一反三,自己动手做实验验证。
孙云球手极巧,又精通机械原理,家里到处都是他做的小玩意儿。他看到西方传来的自鸣钟很稀奇,走时却常常不准,又没人会修,就自己琢磨着研究钟表结构。为了精准校准时间,他还专门发明了一种叫“自然晷”的仪器。
传统的日晷只能在晴天使用,阴天、晚上就没用了,而且精度不高。孙云球设计的“自然晷”,改进了晷针与晷面的角度,还增加了校准装置,不仅能根据日影准确测定时刻,就算是阴天,也能通过辅助装置推算时间,误差极小。他用自然晷来校准自鸣钟,一校一个准,消息传开之后,苏州城里很多有钱人家,都专门抱着自鸣钟来找他校准。
不过,孙云球一生最大的成就,还是在光学制造领域。
当时,薄珏在苏州造望远镜、浑天仪的事,孙云球早有耳闻。薄珏比他年长十几岁,是江南实学界的前辈,孙云球一直非常崇拜他,还专门登门拜访,向薄珏请教光学与机械知识。薄珏也很欣赏这个天资出众又肯吃苦的年轻人,倾囊相授,给了他很多指点。
但薄珏的光学研究,更多是服务于军事与天文,技术还比较简略原始。孙云球则在此基础上,走得更远、更深。他想,既然水晶能透光、能放大,那能不能把水晶磨成不同的形状,做出各种不同用处的镜子呢?
苏州是有名的琢玉之乡,琢玉工艺天下一绝,工匠们能把坚硬的玉石磨成各种精细的造型,抛光得温润透亮。孙云球从小看惯了玉匠磨玉,心里渐渐有了主意:用琢玉的工艺来磨制水晶镜片。
说起来容易做起来难。磨制光学镜片,对精度的要求比琢玉高得多,镜面的曲率差一丝一毫,成像就会模糊变形。孙云球买来水晶原石,自己打造磨镜工具:粗磨用的砂轮,细磨用的磨盘,抛光用的兽皮,还有用来固定镜片的夹具,大大小小几十种工具,都是他亲手一点点做出来的。
磨镜的过程枯燥又辛苦。他坐在作坊里,双手按着镜片在磨盘上反复研磨,一边磨一边不断检查曲率,磨坏了就换一块重新来。