西学东渐
“五洲海外天稽语，奇技今为上国取，别抱心博图狡逞，妄将教术酿流横……”这是清初全祖望《二西诗》中的句子，它反映了这样一个事实：16、17世纪之交，欧洲耶酥会派遣来华的传教士，大多一面介绍西方学术以便结交中国朝野之士，一面伺机传播天主教。中国知识分子对这些突如其来的东西进行了审视之后，大多数人只取其“奇技”——即科学技术，而不信“教术”。虽然也有少数人受洗入教，但全祖望诗中表达的立场却是主流。雍正二年，《圣谕广训》说：“……又如西洋教宗天主，亦属不经，因其人通晓历数，故国家用之，尔不可不知也。”可见，作为传统对西学的检择，朝野的结论是一致的。这一选择，使得在明末清初100余年间，有不少西方科学技术知识传入中国。到了清初，探讨西学者倍出，且致力于“中西会通”的研究，中国传统科学因之发生了深刻的变化。
16世纪末，即耶酥会士的足迹初履中土之际，物理学在东西方都还没有形成为独立的学科（不久之后，伽利略就迈出了这一步。）所以当时不可能把传来的零星物理学知识作为一门学科来加以认识，其价值仅仅在于它是天文学、机械仪器的相关知识和基本原理，这也是物理学知识得以输入的主要原因。
早在1606年，利玛窦就在《几何原本》序中炫耀西方力学、机械的功效：“用小力转大重，升高致远，以运草粮，以便泄注，干水地，水干地，以上下舫舶……”邓玉函也在《职方外纪》中谈及一些奇人奇器。中国知识分子立即对这些机械技术的实用性予以重视。引进西学的先驱徐光启曾经与利玛窦、熊三拔讨论农田水利，最后由熊三拔口授，撰成这种性质的第一部著作《泰西水法》（1612）。同类书中最重要的一本则是因王征向邓玉函请教机械制造问题而成书的《远西奇器图说》。正是这些书中对力学机械原理的论述带来了西方力学的知识。
光学知识的传入也与力学传入有相似之处，即也有一个由技术引进带动理论输入的过程。1582年左右，最早在中国沿海活动的外商和传教士，曾向广东地方官呈献西洋珍奇礼品，其中光学仪器竟占了很大比例。罗明坚等多次提到，望远镜“是中国很重视的一件东西”，“最引人奇异的是能将白色的太阳光分析成多种鲜艳色彩的三棱玻璃镜”。利玛窦入华时也携带着这类物件，“把它们作为建教工具”，并多次用三棱镜表演色散，还在京师教堂内陈列望远镜。针对人们由这些仪器所引起的新奇感，传教士在后来的一些撰著中就开始介绍一些光学知识以说明其原理。高一志《空际格致》和南怀仁《灵台仪象志》中有关色散的介绍即属此例。
天启、崇祯年间，徐光启和李天经领导的历局正式开展历算学的引进。望远镜既是天文学研究的重要仪器，又是一件奇妙的玩具，身价陡然倍增。它同时合乎历算热和奇器热两股潮流的形势和要求，成为当时科学研究的一个热点。耶稣会士的著作中，唯一的光学专著就是《崇祯历书》中的《远镜说》。
光学知识的另一个重要来源是天文学著作。要解释星体和大气中的各种光现象和色彩现象，讨论大气的某些光学效应（如消光、折射等）对天文观测的影响，利用天体的光学性质进行某些观测，以及将光学仪器用于天文研究，都不可避免地涉及到光学知识。
传入的物理学知识
一般将《远西奇器图说》和《远镜说》等书作为西学东渐的物理学著作。钱存训统计出明末清初物理学译著有6种，但未提书名。按上节的论述，当时的西学译著中提到的物理学知识绝大多数是天文、技术的附属知识，含有物理学内容的书性质上是天文书和技术书。因此很难确定物理书是哪些，有几种，下表列出了物理学知识较为集中的书籍：
西学东渐中物理学知识较为集中的书籍
书名译著者年份性质涉及的物理学内容远西奇器图说》邓玉函
王征1627机械的原理和构造图解静力学《远镜说》汤若望
李祖白1626望远镜的制造和使用说明折射，透镜，伽利略式望远光组《空际格致》高一志1633气象学常识和现象解释西方古代物理学思想和知识（少量近代）《灵台仪象志》
卷二南怀仁1674天文仪器安装、架设、调节中的稳固措施和省力措施静力学《灵台仪象志》
卷三、卷四南怀仁1674大气性质及有关现象的解释、观测，以及所用仪器折射和折射表、湿度计、温度计、颜色及色散《验光图说》南怀仁1671（同上）（同上）《光向导验理推》南怀仁未见传本光学、声学除表中所列之外，由机械而及于力学者还有《泰西水法》、《火攻挈要》等；由天文学而及于光学者还有《测量法义》、《浑盖通宪图说》、《测天约说》、《测量全义》、《交食历指》、《日躔历指》、《五纬历指》、《恒量历指》等。
上述各书中所含物理学的具体内容主要有：
其一，斯蒂芬（1548~1620）的静力学与文艺复兴时期的力学机械。16世纪的欧洲，是开采贵金属、战争和海外贸易的时代，技术发明受到空前重视。早期实验主义者和实用家们在开发和总结技术的过程中，已逐渐产生了一些纯科学研究，输出了近代科学的实验方法。
德国的阿格里科拉（1490或1494~1555），毕生从事矿业，写成欧洲第一部近代技术典籍《论金属》。其中第六篇专论矿山机械，包括用于运输之绞车与绞盘、汲水之勺斗链、吸入泵、起重之提升机等等。
《阿果斯蒂诺·拉梅利上尉的各色精巧机械》一书的作者拉梅利（1530？~1590），是文艺复兴时期的重要人物。他在书中用195幅精美插图及文字说明，论述了下射或上射式水轮驱动的机械、活塞水泵及其“徙转往复”装置等技术。
上述二人是他们所处时代的代表人物。《远西奇器图说》中的所谓“奇器”就是二人著作中的力学机械。《论金属》一书更经汤若望和李之藻于1640年以《坤舆格致》为名译成中文（未刊行）。
物理学各分支中，静力学是一门古老的学科，在技术研究的推动下，近代静力学首先成形。荷兰的斯蒂芬是最早把正在兴起的实验方法与数学运用结合起来的人之一。他于1586年出版《论力学方法和发现》，此书几乎与近代物理学之父伽利略先后踏进了近代科学的门栏。
《远西奇器图说》卷一的内容就是采自斯蒂芬书中有关科学研究的认识论、方法论的论述，以及一些静力学基本概念和有关计算，包括重力、重量、重心、比重、浮力等概念的定义和测算方法。以此为基础，卷二论述了简单机械的省力原理。一、二两卷的内容构成了第三卷中各种机械的力学原理。显然《远西奇器图说》是斯蒂芬静力学和欧洲近代力学机械的成功的编译本，是第一本向中国系统地介绍西方物理学的著作。
其二，伽利略的物理学成就。来华耶稣会士与同时代的一些欧洲科学家之间有着各种不同方式的交往。邓玉函还与伽利略、开普勒等人同是著名的Lmcei研究院的院士。在华教会组织曾多次与伽利略、开普勒等人通信，希望能借助于他们的科学发现来帮助传教。
南怀仁《灵台仪象志》卷四论及天文测量或定时仪器的常用零件“垂线球仪”（即单摆）时，曾引用了伽利略自由落体和单摆实验的结果。南怀仁可能重复了伽利略的实验，得出下表的结果：此表各列数据表示落体以56秒为时间间隔，依次下行1，3，5，7，9丈，这个等差级数正是伽利略曾经得出过的实验规律。对伽利略的单摆实验，南怀仁也详细介绍了过程和各种结论，如摆的等时性及摆钟计时原理、周期平方正比于摆长等。关于抛射体运动，南怀仁在此处也附带作了简介。另外，汤若望在《火攻挈要》中论火炮射程时，给出了炮口仰角与射程的几组对应值。我们知道，伽利略对落体、单摆和抛射体运动规律的研究是他所开创的“数学——实验”精密研究方法的典范，是力学脱颖而出，成为“新科学”的标志。
南怀仁重复伽利略自由落体实验结果
不平分数重物总行丈数重物分行丈数相应微秒八寸垂线球单行111505343410159532517617230295291452《灵台仪象志》是当时包含物理学知识最为丰富的著作。在力学方面，例如卷二中在论及天文仪器安装、架设和调节中的省力措施和稳固措施时，用专门篇幅介绍的静力学和材料力学知识，大半内容与《远西奇器图说》相近。从卷中引称“西士嘉理勒之法曰……”等语来看，这些知识有很多是来源于伽利略的。
其三，科学仪器。望远镜是17世纪最重要的科学仪器之一。伽利略不仅是制造望远镜的先驱之一，而且首先把它用于天文观察，1610年发表的《星际使者》，记录了望远镜对准天空后的一系列新发现，这是科学史上的一个壮举。伽利略观天之事和《星际使者》的主要内容就很快出现在阳玛诺的《天问略》中。以后《崇祯历书》各卷又多次提到此事，并采用了很多伽利略的观察结果。其中，汤若望的《远镜说》是介绍伽利略式望远镜的专著。
《远镜说》可能是参考吉罗拉莫·西尔图里（Girolamo Sirturi）所著《望远镜，新的方法，伽利略观察星际的仪器》写成的。书中对光的折射、凸透镜聚光、凹透镜散光、两种透镜分别利于远视和近视之用，两镜并用则“彼此相济，视物至大而且明也”等有关的光学知识，都有图示或解说。
有人曾指出，近代科学的主要特征之一在于使用科学仪器，并列举出对物理学研究有巨大作用的气压机、抽气机、温度计和摆钟，这些仪器加上望远镜和显微镜，都是17世纪的重要仪器。除上面已谈到过的摆钟和望远镜外，温度计和湿度计也在中国出现得较早。大约1664年以前，南怀仁在钦天监任职期间，制成了这两种仪器，并把详细的制造和使用说明写进了《仪象志》，同时介绍了一些有关的热学知识。
此外，还有种类繁多的其他仪器成品也不断通过传教士和外商传入中国，国内也纷纷加以仿制和使用。这种现象对后来的物理学研究很有影响，原因前面已经说过：引进技术，追索原理，就带动了理论的输入。
其四，与天文学有关的光学知识。大量有关投影、小孔成像、光色、地谷大气折射论和托勒玫折射表等方面的光学知识散见于《崇祯历书》和《灵台仪象志》等书中。几何光学的几条基本定律都被提到，例如：
光线直进定律，《测量全义》表述为：“有光之体自发光必以直线射光至所照之物。”
折射定律，《交食历指》作：“凡象斜射次澈之体，以垂线为主，曲折通之，初入则聚折而向于垂线，既出则散折而离于垂线也。”《仪象志》中也表述了这条规律，并且介绍了用两个象限仪分别在空气和水中测量入射角和相应折射角的方法。但是，在对折射问题作定量处理时，《崇祯历书》和《仪象志》都使用托勒玫折射表，数据有很多疏误。虽然《崇祯历书》已经引进了三角函数，但没有人据此介绍和使用斯涅耳定律。
光的独立传播定律，《测量全义》作：“有光之多体同照，光复者必深，而各体之本光不乱。”
综上所述，这次物理学输入的基本情况是，邓玉函、汤若望、南怀仁这样一些颇具才识的传教士，在16世纪初至16世纪中叶这段时间内，向中国介绍了西方15世纪中叶到16世纪初，即近代科学开始前后的一些力学和光学知识。
光学、天体力学等崇祯历书力学机械和光学仪器
李约瑟在考察了17世纪江苏两位光学艺师的成绩后总结道：“中国的科技工作者那么紧跟在西欧光学仪器制造的先驱者后面，这是十分值得注意的。确实，困难是相当严重的，以致17世纪早期的光学家只可能在他们自己的古老传统上构造光学仪器。”这里的“困难”是指交流方面的困难。我们只要对当时一整批重要的仪器制造家的工作进行考查，就会发现，不仅是光学，整个物理的情况也大致如此。
王征作为引进西方力学和机械的先驱，同时也是在西学的启发和激励下，在古老传统上研究制作机械的第一人。他在译书前即自制过不少机械。他第一次看到西方奇器图籍时，发现其中一些与自己过去的设计不谋而合，“窃幸此心此理同也。”译书前，又从邓玉函学习机械设计基础知识，对所译书中的知识更应精通无疑。《远西奇器图说》出版后，他又刊印了《诸器图说》，共有9种机械，都是他自己的发明，或使用西洋奇器的一些零件装置加以改进。王征又有《额辣济亚牖造诸器图说》手稿，记录仪器24种。在他的其他著作如《忠统日录》、《两理略》等书中，也记录了二十几种机械仪器，其中大部分是天文仪器、农用机械、武器和军事攻防器具。同样，有些是他自己的发明，有些是“依《远西奇器图说》中诸制，增减裁酌而为之”。
一方面，王征从西方书籍中看到的奇器“无虑千百种”，并大加叹服。而译书时却只选择简便实用者，略去了“不甚关切民生日用”、“非国家工作之所急需”，或构造繁杂、工费甚巨、工匠难于制作的种类。另一方面，他又终身倾心相向，努力钻研，设计或改进了一大批“俱切俱便”的机械仪器。从王征的苦心经营中，我们可以体会出在西学影响下，在古老传统上研制机械仪器这种表达的意义。
光学仪器跟大型的力学机械不同，它们大多功效神奇，体型轻巧，便于民间制作和推广应用，所以17世纪以来，光学仪器制造硕果累累。孙云球和黄履庄是当时最重要的两位光学仪器发明家。
孙云球，江苏吴县人。早年就喜欢制作精巧器械。他曾随杭州的陈天衢学习光学知识，以后终身以制作眼镜和光学仪器谋生。
我国眼镜大约在元明时期由外国传入。起初数量稀少、价格昂贵，而且主要是远视眼镜。清初以后，广州、苏州、杭州、北京、上海等地相继出现自制眼镜的行业。孙云球是苏州眼镜业的创始人。他创造性地采用水晶为原料，先用手工成功地磨制成远视镜，既而复又制出近视眼镜。还采用“随目对镜”的方法选配眼镜。因此他制作的眼镜曾风行于当时。
孙云球在磨制各种透镜的基础上，制成了望远镜。这大概是继官方的钦天监在徐光启和李天经的领导下制造出望远镜以后，民间制成的第一具。此外，孙云球还制造过其他类型的光学仪器达70余种之多，并著《镜史》，据说“市场依法制造，各处行之”。可见，孙云球筚路蓝缕，开创了一代风气。可惜《镜史》一书已佚，他制作的仪器也都只留下名称。
生于孙云球稍后的黄履庄，科学经历与孙云球非常相似。据说他七八岁时就自制出一种内含机巧的玩具，后来，“因闻泰西几何、比例、轮捩机轴之学，而其巧因以益进”。28岁以前，他已制成相当多的机械仪器，并为此著了一本《奇器目略》。像孙云球那样，他的著作也已失传。他28岁以后的事迹我们一无所知。《奇器目略》中的制造发明，则被他的表兄“偶录数条，以见一斑”，选出27种仪器的名称写进了他的传记。其中包括光学仪器类的显微镜、瑞光镜、千里镜、望远镜、取心镜、临画镜、多物镜、灯衢；力学机械类的自行驱暑扇、木人掌扇、龙尾车（汲水机械）、报时水、瀑布水，以及验燥湿器（湿度计）、验冷热物（温度计）等等。其中很多器具究为何物，今天已不得而详。
除上面介绍的二人外，明清时期作出过杰出发明的人还很多。不能不提到的是李约瑟认为“应得到望远镜首先用在大炮上的荣誉”的薄珏；还有创造性地把取景器和望远镜组合起来，使其“能摄数里之外之景，平列其上历历如画”的女科学家黄履。黄履的父亲黄超则是郑复光的好友，精于天文数学，制作过寒暑表。很多学者、历算名家也曾研制过物理学仪器，例如方以智、戴震、梅文鼎等。
还应该一提的是官方钦天监的工作。徐光启领导的历局在汤若望撰成《远镜说》后不久就正式申请制造望远镜。至迟在1631年，徐光启就已经使用望远镜观察日食。这使得在伽利略观天之后22年，中国也把望远镜对准了天空。后来，用于天文观测的光学仪器种类不断增多，质量也日益精进。在现存的一册仪器图解方面的清内府钞本中，我们可看到望远镜已经被安装在象限仪、经纬仪等仪器上，结构复杂、形制精巧，早已不是《远镜说》中那种一凸一凹的旧制了。1759年成书的《皇朝礼器图式》中有一种“摄光千里镜”，根据该书记录的内部结构，可以断定它是格雷戈里式的反射望远镜。格雷戈里（1638~1675）于1663年提出这项设计，中含两枚消色差的曲面镜，但当时未实际制成。《皇朝礼器图式》中有“本朝所制摄光千里镜……”之语，大概当时已有成品在中国诞生。郑复光曾根据仪器说明，研究和介绍过这具望远镜。
本节的论述表明：从17世纪初以来，在西方机械仪器的启发和激励下，我国的制造发明也一时蔚为风尚，不断取得成绩，构成了当时科学活动一个突出的特征，其中光学仪器的研制成绩尤其卓著。
对当时西方传入的和中国传统的重要光学仪器作出总结性和最富创造性的研究的人是郑复光。与上述制造家的不同之处在于，他用自己创建的光学理论分析了仪器原理，并给出了正确的定量设计原则。
光学理论
技术引进必然带动理论输入，同时，光学仪器的研制逐渐形成潮流，一些制造家已经开始从设计原理的角度考虑理论问题，附属于天文学的光学知识，逐渐被一些光学研究者发现了它的独立价值。这一切向我们预示：当时中国可能即将诞生专门的光学研究。
中国物理学果然在19世纪初迈出了这一步，代表人物是郑复光和邹伯奇。
郑复光，字光甫，又字浣香，自称“与知子”，安徽歙县人。生于1780年，卒于1853年以后。受当时历算热和奇器热两股学术潮流的影响，他早年也研究数学和仪器制造。他“能通西法”，“博涉群书，尤精算术”，“凡四元几何中西各术，无不穷究入微”。著有《割圆弧积表》、《正弧六术通法图解》、《笔算说略》和《筹算说略》等书。同时他还“雅善制器”，除特别擅长的光学仪器外，还制作过天文仪器和汲水机械，研究过火轮机和火轮船。这些在当时都很受重视，被誉为“尤切民用”的机械仪器。魏源在建议“师夷长技”时曾列举各种“有益民用者”如量天尺、千里镜、龙尾车、风锯、水锯、火轮机、火轮车等等。其中量天尺（即今六分仪）、千里镜（望远镜）、龙尾车（汲水机）和火轮机（即蒸汽机）等都是郑复光研制过的。
郑复光因制作仪器而闻名于当时，他的同乡名宦程恩泽认为，当时中西数学会通的研究工作已开展得轰轰烈烈，相形之下，中国的仪器古制则百废待兴，于是慕名邀请郑复光修复古仪器。他在《面东西晷铭》中说：“此器……与吾友郑浣香谋而补成之。”
清初的科学研究风气，不仅像前面所说的，引起专门的光学研究。并且，这种风气还造就了一批新颖科学家。他们的特点是通数学、仪器制造，并有广泛的格物兴趣。这些人一旦把注意力集中到光学仪器的原理上，必然会以数学、实验能力与以往的中西光学知识为基础，走向理论建设。
从19世纪20年代起，郑复光的兴趣渐渐集中到光学仪器制造上。为了从根本上解决望远镜等仪器的设计原理，他开始“大究光理”，决心创立一套光学理论。从此，他在研究方向、研究风格和成果等方面都独树一帜。经过20多年的潜心钻研，终于在1847年刊行了光学专著《镜镜詅痴》。
然而，郑复光在光学方面所获得的前人知识多是一些定性的、含糊不清的甚至错误的片断。特别是关于折射和透镜成像的知识，仅有《远镜说》中对伽利略式望远镜光组“语焉不详”的介绍。所以《镜镜詅痴》第三章中透镜计算理论是郑复光的创造性研究成果，其第四章是以此为基础的光学仪器设计原理。
《镜镜詅痴》中提到书名40余种。除《墨经》外，中国古代格物文献和西学东渐书籍中涉及光学的内容收集殆遍。郑复光对这些知识一一加以深化和发挥，并在平面镜成像、小孔成像、自然界中光现象和色彩现象的解释等方面作出了独到的研究。例如，他在对小孔成像作细致的实验考察中发现，当像距从零逐渐增大时，像屏上先呈孔的正投影，然后模糊，然后才成光源倒像，揭示了成像的全过程。
小孔成像他把前人的知识和自己的这些成果汇合成《镜镜詅痴》的前三章，但不是简单的拼合。他定义了自己的一套概念并进行讨论，按自己的分类体系并仿照一些西学书籍的论述方式进行组织安排。正文分条冠以序号，前后互相征引，正文之外，“理难明者，则为之解，有异说者则系以论，表象或布算则演以图”。
顺收限郑复光通过实验发现，远处物体经透镜成最小倒立实像时的像距“有定度”，名其为“顺收限”，如上图所示；近处物体经透镜在很远处成最大倒立实像时的物距“有定度”，名“顺展限”；介于上述远近之间的物体经透镜成等大倒立实像时的物距和像距相等且“有定度”，名“顺均限”。
顺展限显然，这三限在数值上即分别等于透镜的第一焦距、第二焦距和二倍焦距。
顺均限通过同样性质的实验，郑复光又发现，凹透镜上的反射光会聚成像也有相应的三限，名“侧三限”，数值上即等于反射成像系统的第一焦距、第二焦距和二倍焦距。
继而郑复光用定量实验测量并计算出上述六限对于同一透镜的比率，使之可以互求。各项数据中，顺（侧）收限偏大10%，系由测量时光源放置不够远所致。
进一步的实验发现，当物距小于顺收限时，眼睛在透镜异侧看到正立放大像，最大正像的物距接近顺收限，名为“切显限”。这是一个关于虚像和确定最大虚像的实验。当物距大于顺展限时，物渐远，则像渐近而渐小（此伸彼缩，迭相消长），顺三限分别是其中三种特殊情况。
目切凸视近在顺收限内，则物必大
总之，郑复光的六个限分别确定了透射和反射成像系统成最小实像、等大实像和最大实像等三种特殊成像情况的物像共轭关系。同时，它们又确定了各种不同成像性质（虚实、倒立、大小、远近）的区域。而六限通过比率的换算最终统一于顺收限。所以顺收限是郑复光光学理论的核心概念。顺收限的测量及它与其他各限换算的比率表的制定，是郑复光对透镜成像作定量研究的重点内容。
在研究单枚透镜的基础上，郑复光继续用实验考察了一些透镜组的特性和规律，主要是伽利略式望远镜光组、开普勒式望远镜光组、两枚凸透镜拼合和一凸一凹拼合等四种。除第一种未能从数值上准确开普勒式望远镜光路图确定其无焦性外，其余三种都有相当成功的经验公式。他的这些公式是用比率表和例解的方式表达的（而不是我们熟知的代数式），又使用了自创的或古代算术的术语，再加上他的计算法与现代几何光学公式毫无形式上的共通之处，解释工作就比较困难，我们现在已基本上解决了这个问题。例如，其中两凸透镜密接的组合焦距公式是F＝f1—f122f2（f2>f1）（1）初看此式，仍令人困惑不解，因为它远非我们所期待的现代形式F=f1f2f1+f2（2）然而（1）、（2）两式之间只有很小的相对误差。有趣的是，如果把（2）式化为F=f1—f12（1+f1f2）f2就可以直观看出郑复光公式与现代公式之间的近似程度。
凸透镜组合焦距公式相对误差曲线在《镜镜詅痴》第四章中，郑复光对“所自创获之光学知识”即上述透镜计算理论作了立竿见影的应用。他分析了当时流行的，或他自己改进创造的光学仪器、用具和玩具17种32式，都说明了设计原理并给出定量的设计原理。
例如，对两个凸透镜组成的望远系统（即开普勒式望远系统），前面已得出如下结论：
当达到清晰的望远效果时，两镜之间的距离等于各自顺收限之和，即D＝f1+f2（3）外凸（物镜）顺收限f1大于内凸（目镜）顺收限f2时，产生放大作用，反之则缩小；f1=f2则所见与原物等大，因此望远镜应f1>f2（4）（3）、（4）两个条件分别决定了系统的无焦性和放大作用。郑复光即以此二条件作为“定率”来决定望远镜的内部结构尺寸。从此，望远镜（和其他一些光学仪器）获得了合理的定量设计原则，不再是对舶来品作技术上的仿制。
郑复光是中国历史上第一个把物理学作为独立学科进行长期探索并获得很多成绩的人。《镜镜詅痴》也是中国科技史上第一部光学专著。虽然书中还含有一些不合理的思辩（如认为光线在入射透镜前相交），但其主流是把系统实验和经验算术化的方法引入光学研究，从而获得大量的正确结论。这些结论在书中构成了较有系统的理论，并起到指导光学仪器设计和解释光学现象的作用。因此，郑复光的光学理论从性质、内容、结构和功能等方面，都比古代光学进了一层。而在当时各门科学只有历算学是学术的时尚中，郑复光独辟蹊径的研究活动及其成果就更加难能可贵。梁启超深刻地认识到这一点，因此他认为当时除历算学外的其他科学中，“最为杰出者则莫如歙县郑浣香复光之《镜镜詅痴》一书”。
跟孙云球、黄履庄与郑复光等有相似的科学活动历程的，后来有邹伯奇（1819—1869年）。邹伯奇，广东南海人，他幼年时即开始接触到盛极一时的数学研究风气。一生致力于科学技术的研究活动，淡于仕途进取，多与事业上志同道合的学者交游。研究范围广及数学、天文、物理、地图绘制、仪器制造，并且在各方面都有杰出成就，是清中叶屈指可数的大科学家之一。而最主要的贡献是在光学方面。
邹伯奇的光学著作《格术补》刊行于1874年，成书则应在1869年以前（一说1844）。书中内容大约可分为四个部分：①小孔成像；②光的折射与透镜成像；③眼睛；④光学仪器。他对小孔成像的讨论与赵友钦极为相近，即主要是从光线直进和光线重叠两个要点加以解释。他所使用的“光复深浅”等一套术语，也与赵友钦如出一辙。
《格术补》中讨论透镜和望远镜所使用的一套术语则与郑复光的《镜镜詅痴》重合甚多。例如焦距长（短）和凸（凹）透镜称为浅（深）凸（凹），望远镜的目镜和物镜分别作外凸或内凹，眼睛贴近透镜观察虚像叫做切镜而视，光线的发散或会聚称为侈行或敛行（郑称约行），透镜焦距名为收光限（郑称顺收限），光线的会聚点则称交，等等。
《格术补》几乎全部都是正确的、其内容跟近代几何光学一致。主要有：光线透过平玻璃、楔形玻璃和透镜时的折射，透镜成像规律与物距计算法，眼睛的视觉原理，远近视眼的原因及矫正，视角，望远镜（包括伽利略式、开普勒式、格雷果里式、卡塞格伦式）、显微镜（三种）的构造原理等等。他的物距计算公式u=f2u—f+f（或S=sfs—f）就是高斯公式的变形。
邹伯奇接触西方光学的情况现在尚未弄清，但从书中看，他显然已经准确地掌握了近代几何光学知识，并研究过不少西方先进的光学仪器的实物或设计。邹伯奇跟西方光学的关系，甚至跟赵友钦、郑复光的关系，是应该继续研究的课题。而《格术补》一书在我国首次彻底阐明了望远镜与显微镜的原理，全面澄清了过去传教士译著中的一些错误认识，大量介绍了在此以前所未能传入的知识，功绩殊不可没。
除光学理论的研究外，邹伯奇的另一重要成就是发明照相术。《摄影之器说》一文中说：“甲辰岁（1844）因用镜取火，忽悟其能摄诸形色也，急开窗穴板验之。引伸触类而作此器。”继而他在文中对摄影机的结构和原理作了简要的然而是完全正确的论述。他的另一篇论文《理化精详》中则有感光药料的详细说明。前已提及，邹伯奇拍摄的作品，有一张现存于广州市博物馆，虽历时百余年之久仍然形象清晰，反映了当时的摄影器材的质量。
照相术的发明是在1839年，银版摄影法传入我国是1846年。邹伯奇在1844年就成功地研制出全套照相设备，时间早，质量高，贡献是十分卓著的。
邹伯奇在物理学上的贡献还不止这些。例如他写过《罄求重心术》与《求重心说》两篇力学论文，制作过风雨针、指南针等仪器。
郑复光和邹伯奇的光学研究，由于时代、环境和其他条件的不同，自然有很多差异。但是，他们的光学理论在三个重要意义上可以相提并论：第一，《镜镜詅痴》和《格术补》是中国最早的两部物理学专著，它们标志着光学在中国摆脱了附属于天文学和仪器原理的地位，独立为一门新学科。这与伽利略称他的力学和弹性学为“两门新科学”有着相同的意义。第二，他们的工作使仪器制造不再是单纯的技术活动，而正式与科学理论联系在一起，成为一个整体。第三，他们的光学理论在不同程度上超越了古代科学那种属于经验片断的、思辩的层次，使中国物理学的水平达到了一个新的高度。
