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如何将世界变成一张图?

作者:易胜博备用网易胜博网 来源:成都商报 发布日期:2014/04/08 阅读次数:969  评论0【打印】 【复制信息】

【内容提要】:近日,一幅由德国人绘制的1735年的精确中国地图引起了大家的关注。

近日,一幅由德国人绘制的1735年的精确中国地图引起了大家的关注。 这不禁让人好奇:早在18世纪,远在万里之外的德国人是如何绘制出精确中国地图的?这件事,还要从康熙说起。 1 圆柱投影法 不少看过《康熙王朝》的人都对里面周培公用10年时间画出地图的情节记忆尤深。但在真实历史里,这幅地图其实是康熙自己的杰作,它被称为《皇舆全览图》。 康熙很早就对西方科学感兴趣,当然有追求实用的成分,比如平定三藩的过程中南怀仁制造的火炮发挥了重要作用。至于地图,在战争中就更关键了,但那时的中国并没有一幅准确的地图。 中国古代认为“天圆地方”。但在古希腊,毕达哥拉斯坚信地球是球体,但这仅仅是因为他认为圆球是所有几何形体中最完美的。但证明这一论点的客观事实很快就得出来了,亚里士多德根据月食时月面出现的地影是圆形的,给出了地球是球形的第一个科学证据。但是,地球到底有多大呢?古希腊的地理学家、数学家,被后人誉为“地理学之父”的埃拉托色尼在去埃及旅行时发现了测量的办法。他发现夏日正午,太阳光能直射进阿斯旺的深井,但是以北800千米的亚历山大却无此现象。那么,知道这两个城市的距离,又知道两地同一时间太阳光与地面的角度,就可以测出地球的周长了。于是,埃拉托色尼算出地球周长为4万千米,这与地球4.007万千米的周长相差无几。但是,地球是不是一个标准的球体呢?牛顿在17世纪末提出,因为地球要自转,受重力影响,地球应是一个赤道略为隆起,两极略为扁平的椭圆体。 早在魏晋时期,中国就已有了成熟的地图绘制理论,这就是裴秀提出的“制图六体”。它阐明了比例尺、方位和距离的关系,既科学又完善,一直沿用下来。但问题在于,“制图六体”中没能提出地球投影和经纬的概念。 什么是地球投影?简单来说,就是解决2D和3D的转换问题—我们看到的地图是平面的,但地球却是一个球体。 1569年,法国地理学家麦卡托发明了圆柱投影法,亦称麦卡托投影法。形象地说,就是将地球仪放在一个圆柱筒中,地球仪与圆柱筒接触的地方,就是赤道,再将地球仪“摊开”,这就能形成了一张长方形的地图。 还有个小问题:圆柱投影法将任何纬线的长度设定为跟赤道一样长,导致了高纬度地区的面积也跟着纬线长度一起增长。所以,如果一个国家越远离赤道,这个国家在圆柱投影法制作的地图上就显得越大,这就是为什么格陵兰岛、北极、南极地区面积其实不大,但看上去非常大的原因。而非洲大陆因为被赤道横穿,反而在这个面积膨胀的地图世界里显得不那么大了—事实上,非洲大陆的面积相当于美国、中国、印度、日本和大部分欧洲国家的面积总和。 但在实际使用中,面积可以忽略,毕竟古代人是拿着地图航海、赶路,而不是用来比大小的。圆柱投影法最大的好处是,它虽然扭曲了陆地比例,但是却没有改变它的形状,这对航海意义重大。这种绘制法也一直沿用至今,生活中绝大多数的地图,都是由此法制成。 2 添加经度和纬度 指南针的发明,让远洋航行成为可能。在海上,一旦掌握了方向,知道了航速,就可以“一步一步”测量出航海图了。那时,航海图被船员视为机密,往往被坠上重物,一旦船只被敌船或海盗捕获,船员就会将航海图扔出船舷,让它们沉入海底。 到了真正的远洋、环球航行,小范围的航海图又不够用了。船长必须知道自己在整个地球上的准确位置,这就轮到纬度和经度出场了。 纬度的确定依赖几千年来天文学家的努力,他们记录下星体运动的位置,水手拿着这份记录,去观察太阳或其他天体与海平线形成的角度,从而确定纬度。他们还需要有精确的测量仪器,托勒密发明了星盘,其后又有十字标尺、背标尺、八分仪,这些都被应用到地图绘制中。 经度的问题,则只需一个精确的航海钟就可以解决。简单来说,就是在确定了纬度的前提下,日出日落的时间也可知,比如你的航海钟显示午夜12点,但海上却正是太阳当空照,其中的“偏差”,就可以确定你的经度。为了方便旅行者,后来出现了“时区”的概念。 康熙组织绘制的《皇舆全览图》,是中国第一幅绘有经纬度的全国地图,其中有经纬线间距的仔细测量,也用到了投影技术。但是中国幅员辽阔,地形复杂,交通又不方便,在当时要按科学的方法绘制一幅全国地图,其难度可想而知。所以康熙一边征用有科技才能的传教士,培训人才,一边采办仪器、测定各地纬度,这个准备工作,就长达10年。 康熙四十七年(1708年),绘制地图的工作才正式开始。康熙让传教士分赴各省,遍览山水城郭,同时让地方官“供应一切需要”。测绘队伍走遍了东北、华北、华东、华中、西南各省,直到康熙五十六年,中国全图才宣告绘制成功。这幅地图被李约瑟称赞为“比当时所有欧洲地图都更好、更精确”,而且在绘制过程中还发现地球经线的长度因纬度上下而有所不同,从而第一次在实践中证实了牛顿关于地球为椭圆体的理论。从清朝中叶到民国初年,国内外出版的各种中国地图基本都是源于此图。 后来,有人将这幅地图的复印件送给了法兰西国王,法国地图学家安维尔据此制作了一幅西方人眼中的中国地图,这被收录在《中华帝国全志》中。这本书直到19世纪末都被看做是关于中国问题的知识手册。此后德国地理学家霍曼及其家族成员哈斯又在此基础上制作了一幅新的地图,这便是近日引起关注的这幅1735年精确中国地图。 3 也可以是一幅“画” 从今日的视角来看,很多古代的地图都不像是地图,而像一幅画,宗教画或者山水画,也可以是一幅没有什么标注的导游图。 中世纪流行的“TO地图”很像徽章。它展现的世界被字母T分成三份,这是因为传说诺亚一家成功逃过洪水一劫后,诺亚将世界上的三块大陆—亚洲、非洲和欧洲分给了三个儿子。 相比之下,航海图就精确多了。在文艺复兴时期,欧洲甚至已经有了专门的制图匠和制图学校—法国迪耶普绘图学校因其绘制的地图和航海图清晰和准确闻名于欧洲;在哥伦布的家乡意大利的热那亚也有制图学校。 不过根深蒂固的习惯是,这些绘制地图的欧洲人,会将那些未知的、有危险的海域画上一条海蛇、海妖,或者标注:“龙在此处”。地图上有的位置会绘上帆船,表示欧洲人已经到过这里了。他们也会想象在未知的东方世界有大鱼或异鸟,也画上去。 有趣的是,明末著名传教士利玛窦来到中国,以中国为中心绘制了一份世界地图,叫做《坤舆万国全图》。这份地图以欧洲原有的地图为基础,也有虫鱼鸟兽,但为了迎合中国人喜好地理传说的心理,也夹杂了少量颇具《山海经》风格的奇闻异说,比如伯西儿国人“好食人肉,但食男不食女”,革利国“惟食蛇蚁蜘蛛等虫”,哥尔墨“死者不埋,但以铁链挂其尸于树林”。 在中国,《山海经》可以算作最早的地图,记录了民间传说中的地理知识:山川、道里、民族、物产、祭祀和远古神话传说等。原书中还有附图,称为《山海经图》。 古时想要绘制地图,办法就是“走”,但实际上,实地测量过的地图并不多。古代大多数地图都是收集很多的书籍、相关地志,引据经典,然后调取周围的地域资料整合而来的。比如说,县志写过城南20里有条河,30里有座山,负责绘制地图的人就在地图上标出大致的位置。 而且,中国的地图往往是山水画的形式,看起来更抽象。唐代诗人王维绘制了五幅《辋川图》,可看做中国最早的导游图。清代的《避暑山庄全图》《江西全省图》《五台山胜境图》《西湖行宫图》等,画面上山峦重叠,建筑精巧,笔墨精妙,更难分辨是山水画还是地图了。   相比之下,《郑和航海图》就兼顾了美观和实用,既画出标志性的景物,以便水手判断自己所在的位置,也标注了航行的航向和航程,以及水深、天文数据,保证航行安全。这幅地图影响重大,也是世界上现存最早的航海图集。有人说哥伦布发现美洲大陆就是因为他在出发前拿到了一份《郑和航海图》;也有人发现,电影《加勒比海盗3》中去往世界尽头的航海图,就是《郑和航海图》。 参考资料: 余定国 《中国地图学史》,北京大学出版社,2006年 A·G·史密斯 《地图的由来》,山东画报出版社,2001年 成都商报记者 王越
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