在古代,对于不同地区的文明来说,地图都属于“刚需”。我们已经介绍了中国古地图及制图法,那么在遥远的西方,当时的地图又有哪些特色呢?本篇就来对比中西方古代地图的差别。这个对比,不仅仅是为了找到差别甚至中国古代地图的局限性,更重要的是,希望籍此引发大家对于这种局限性的思考。
西方古地图的第一个高峰诞生于古希腊。与中国不同,古希腊三面沿海,且地形多为山地丘陵,并不适合种植和发展农业。但往往上帝在关上一扇门的时候会打开一扇窗,古希腊人转而发展出强大的海上贸易,并据此建立了不少城邦国家。
古希腊陶器彩绘
在之前的文章中,我们可以发现中国古代绘制地图的理论和方法可谓独具一格,完全基于自己的文化和地理环境特色,那么在古希腊,地图学会有怎样的不同?
球体与周长
在频繁的航海活动中,古希腊人逐渐留意到每当有船出海归来时,最先出现在海平面上的是帆尖,然后再看见船。这个现象促使人们思考:如果大地没有曲度,难道岸边的人们看到的不该是水平面上的整船远景吗?除非地球是个球体,才能解释这一切。
事实上,地球是球题这一概念在公元前五、六世纪,就被古希腊哲学家毕达哥拉斯(Pythagoras)提出了,不过他的想法只是单纯因为自己认为球形最完美,没有事实依据,十分任性。
之后,古希腊哲学家亚里士多德(前384-前322)第一次科学地证明了地球是球体,他在《天论》里从不同的角度加以论证,其中一个正是船靠岸时总是先见桅杆、后见船身,且远离时正好相反。
到了公元前3世纪,古希腊天文学家埃拉托斯特尼根据正午射向地球的太阳光和两观测地(亚历山大港与埃及的阿斯旺)之间的距离,第一次算出地球的周长,而中国直到唐代才由僧一行测出,比古希腊迟了将近1000年。
经纬线与投影法
为什么要强调地球形状呢?这就跟我们紧接着要说的投影密不可分了。
从前人们将地球当成2维平面,只需要确定XY坐标轴(比如中国的计里画方)就可以确定一个点在地图上的位置,但现在地球是3维立体的了,怎么定位呢?
今天的人们马上能够想到——靠经纬度。没错,古人也有同样的思路。古希腊地图学的集大成者克罗狄斯·托勒密(约100年—170年)在他的著作《地理学指南》里首次明确提出经纬度概念:连接地球南北段的为经线,与经线垂直的是纬线,纬度从赤道量起,而经度则从当时所知道的世界最西地点算起,并用经度和纬度来确定地点在球体上的精确位置。
现在地球已经确认是立体的球形了,但是除了地球仪之外,常见的地图始终是2维的,如何将3维地球表面的信息全部转换到全面上呢?这个过程就是投影,世上最早的地图投影法同样出自于托勒密的《地理学指南》。
投影法有许多种,最常见的就是圆柱投影法和圆锥投影法:
当我们用一张纸包住地球仪,形成一个圆柱体,并使地球仪的赤道和纸面相切。假如我们在球心处放置光源,并使地球仪完全透光,那么地球仪表面的信息就会被完整地投影在纸面上,用笔一一描下后再展开,就得到了平面版的世界地图,这就是圆柱投影法;
当我们用一张扇形的纸围成圆锥,包住地球,且与地球相切(可以自定义1或2条纬线为基准线),同样在球心处防止光源使透光,投影出来的内容就是世界地图,这就是圆锥投影法。
通过示意图,我们可以发现,使用圆柱投影法时,越靠近南北两极,变形越严重;而圆锥投影法仅基准线所在半球准确,越靠近锥底变形越厉害,而这些都是西方地理学家们早就意识到的问题。
可惜在中国,被“天圆地方”的观念所困,古人在绘制地图的时候是完全不考虑地表曲度的,所以中国古代的地图在小区域内可以相当精确,而全疆域地图一定存在扭曲变形。
宋代《元丰九域图》
直到明代后期,意大利人利玛窦(1552-1610年)来中国传教,才让中西方最先进的地理知识与地图测绘技术互相交流。到了清朝初年,越来越多的西方传教士将地图学传来中国,康熙帝集中国家力量,并在一些西方传教士的帮助下进行全国范围的地形勘测,完成了《皇舆全览图》,这份地图的质量和经度在整个中国地图史上都是一次质的飞跃,并为后世留下了深远的影响。
从世界领先到“康乾两朝之图,原出西人之手”,中国地图在与西方的较量不知不觉中落了下风。
“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献,但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?”李约瑟难题值得我们一直探索答案并永远保持警惕和自省。