大哉舆地图 天柱倚崧丘
——中国古代重要科技发明创造(二十九)
□ 王渝生
余生趣潭
中国绘制地图的历史悠久,早在先秦时期的《周礼》《管子》等古籍中,就有关于地图的记载。1973年,在湖南省长沙市马王堆3号墓中,我国文物考古工作者发掘出3幅画在帛上的西汉时期绘制的地图,它们极其珍贵,距今已有2100余年。
中国历史地图的研究编制也有悠久的传统。公元3世纪西晋裴秀用 “制图六体” 编成的《禹贡地域图》,是见于记载的最早的中国历史地图集。
裴秀(公元224-271年),字秀彦,河东闻喜(隶属山西省)人,晋武帝时官司空,后任宰相。他根据“军所经,地域远近,山川险易,征路迂直”,校验了魏国留下的旧图。由于旧图绘制粗略,加之地名的改变,他在门客京相的帮助下,编制了《禹贡地域图》。
裴秀对古籍《尚书·禹贡》的记载作了详细考订,从九州的范域到具体的山脉、河流、湖泊、沼泽、平原、高原,都一一考察落实。同时,他又结合当时的实际情况,探明了历代的地理沿革,连古代时期的诸侯结盟地与水陆交通也一一摸清。对于自己暂时确定不了的,就“随事注列”,决不敷衍了事。
最后,裴秀终于绘制成了著名的《禹贡地域图》18篇。这些地图,都是一丈见方,按“一分为十里,一寸为百里”的比例(即1∶1800000)绘制而成。无疑,这是当时最完备、最精详的地图。可惜的是,裴秀绘制的这套地图集后来失传了。
今天我们能见到的,只有他为这套地图集所撰写的序言(见《晋书·裴秀传》)。在这篇序言中,保存了他的“制图六体”理论:
一为“分率”,用以反映面积、长宽之比例,即今之比例尺;二为“准望”,用以确定地貌、地物之间的相互方位关系;三为“道里”,用以确定两地之间道路的距离;四为“高下”,即相对高程;五为“方邪”,即地面坡度的起伏;六为“迂直”,即实地高低起伏与图上距离的换算。
裴秀认为,“制图六体”是相互联系的,在地图制作中极为重要。地图如果只有图形而没有“分率”,就无法进行实地和图上距离的比较和测量;如果按比例尺绘图,不考虑“准望”,那么在这一处的地图精度还可以,在其他地方就会有偏差;有了方位而无“道里”,就不知图上各居民地之间的远近,就如山海阻隔不能相通;有了距离,而不测“高下”,不知山的坡度大小,则径路之数必与远近之实相违,地图同样精度不高,不能应用。这六条原则的综合运用,正确地解决了地图比例尺、方位和距离之间的关系问题。所以,“制图六体”成为中国明代以前地图制图学理论的基础,唐代贾耽、宋代沈括、元代朱思本和明代罗洪先等古代制图学家的著名地图,都继承了“制图六体”的原则。
唐宋元明地图盛行于世,传世诗歌都有地图吟咏的佳句,如唐代白居易“地图铺洛邑,天柱倚崧丘”;宋代杨万里“呈上方披舆地图,烦公赤手系单于”;元代周伯琦“大哉舆地图,垂创何其艰”;明代郭奎“一朝卧病药相扶,才倚晴窗阅地图”云云。
裴秀提出的“制图六体”,也是当时世界上最科学、最完善的制图理论。这个理论也同中国古代数学中的勾股、测望方法和司南方向定位相结合,体现了中国古代传统数理科学的特色和优势。除经纬线和地球投影外,现代地图学上应考虑的主要因素,裴秀几乎全提了出来,他因此被称为“中国科学制图学之父”。这一理论直到明清时,都是被遵循的。明末,意大利有经纬线的地图传入后,中国的绘图方法才开始改变。
(作者系国家教育咨询委员会委员、中国科技馆原馆长)