差評(píng)君

俄羅斯莫斯科城市開發(fā)建設(shè)部推出的交互式地圖大廳。

由衛(wèi)星和航天飛機(jī)拍攝底圖影像，再加上車采、步采等實(shí)地測(cè)繪，最后將多個(gè)圖層數(shù)據(jù)匯合后就形成了我們看到的地圖軟件上的地圖。其中最重要的底圖數(shù)據(jù)，不是在地上繪制的，而是在天上拍出來的。而我國(guó)現(xiàn)存最早的石刻地圖《禹跡圖》，繪刻于宋代，但如果拿它和我們今天的衛(wèi)星地圖相比，你會(huì)發(fā)現(xiàn)圖中河流的形狀和走向，還有城市形態(tài)，簡(jiǎn)直能和現(xiàn)代衛(wèi)星地圖的精度相媲美。那么在沒有衛(wèi)星的年代，古人如何繪制出高精度地圖呢？

指南車與記里鼓車

要畫一張地圖，首先我們需要知道這張地圖包含哪些要素。魏晉時(shí)期有個(gè)名臣叫裴秀，公元3世紀(jì)在他的主持下，畫出了中國(guó)第一部歷史地圖集《禹貢地域圖》。在序言部分，裴秀獨(dú)創(chuàng)性地提出了六條繪制地圖的理論，也叫“制圖六體”。前三條是地圖的比例尺、方向和距離三要素，后三條用以描述地形的起伏變化。這是中國(guó)古代首次提出，也是唯一的系統(tǒng)制圖理論，這一理論甚至到了明清時(shí)期還被奉為圭臬。直到大航海時(shí)代到來，標(biāo)注經(jīng)緯線的地圖傳入中國(guó)后，中國(guó)的繪圖方法才再一次革新?？梢哉f，“制圖六體”除了沒考慮經(jīng)緯線和地球投影，其他方面和現(xiàn)代地圖學(xué)所考慮的因素相差無幾。

我們經(jīng)常在影視劇里看到“獻(xiàn)圖投降”的情節(jié)，似乎地圖是個(gè)無比神秘的東西。古代管地圖叫“輿圖”，“輿”本意是“車輛，車廂”，所以“輿圖”可以理解為坐在車上，將看到的地理信息繪制成圖。這個(gè)字表明了古代畫地圖最重要的方式——實(shí)地作業(yè)。

車在古代的實(shí)地制圖中并不只是代步工具，還是重要的測(cè)繪工具?！爸改宪嚒庇幸粋€(gè)很神奇的功能，不管你往哪個(gè)方向行進(jìn)，車頂?shù)男∪硕紩?huì)指著同一個(gè)方向。這個(gè)三國(guó)時(shí)期的機(jī)械大師馬鈞的發(fā)明，也叫司南車，整車都是機(jī)械結(jié)構(gòu)，車頂?shù)男∪瞬⒉皇且驗(yàn)榇判赞D(zhuǎn)動(dòng)指南，而是利用了齒輪的“差速器”原理。小人和車輪之間通過齒輪連接，每個(gè)車輪運(yùn)動(dòng)都可以帶動(dòng)小人轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)指南車直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)車輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，小人保持靜止不動(dòng)；而當(dāng)車子轉(zhuǎn)彎時(shí)，外側(cè)輪會(huì)比內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)更快，通過差速器小人就能反向旋轉(zhuǎn)，它的所指方向就不會(huì)改變。從而這輛車就能讓制圖師得知自己所在的方位。

除了指南車以外，羅盤、指南針、天體方位、樹木年輪等等信息都會(huì)被用來判斷方向。而有了方向還不夠，我們還需要知道距離。所以還有一輛車也很重要，它就是“記里鼓車”，也叫大章車。顧名思義是用來記錄路程的。結(jié)構(gòu)和指南車類似，車上有兩個(gè)小人和一鐘一鼓。車上裝有一組減速齒輪，與輪軸相連。車行1里時(shí)，控制擊鼓小人的中平輪正好轉(zhuǎn)動(dòng)一周，小人就擊鼓一次；車行10里時(shí)，控制敲鐘小人的上平輪正好轉(zhuǎn)動(dòng)一周，小人就敲鐘一次。坐在車上的人只要聽到響了幾次鐘鼓聲，就能知道走了多少路程。有了方位和距離，其實(shí)就可以制作最簡(jiǎn)單的地圖了。

比如要畫一條河的流向，就可以用記里鼓車沿著河岸走，在河流拐彎處用指南車記錄變化方位，同時(shí)用記里鼓車記錄走過的距離，那么就可以知道這條河長(zhǎng)度是多少，在哪一個(gè)地方轉(zhuǎn)了彎，方向變化是什么。用文字記錄下來就是：“河流長(zhǎng)度100里，河流起點(diǎn)向西，10里后轉(zhuǎn)為西南，再20里后轉(zhuǎn)為南，再40里后轉(zhuǎn)為西”——僅用兩輛車就可以把河流山川的走向和特征量化了。

接下來就需要“美編”畫師把這些文字記錄畫到紙上了。這里就要用到中國(guó)人都聽過的繪圖工具：“規(guī)、矩”和“準(zhǔn)、繩”?！耙?guī)”是畫圓的工具，“矩”是畫方的角尺；“準(zhǔn)”和“繩”是測(cè)定物體平、直的工具。唐代墓室中出現(xiàn)的《女媧伏羲圖》中伏羲手里拿的就是“矩”，而女媧手里拿的就是“規(guī)”。用這些工具和文字記錄，再結(jié)合畫師的想象力，就能完成一副輿圖。

細(xì)說《禹跡圖》

但以上說的方法，一般用來繪制局部區(qū)域的地圖。如果需要一個(gè)更大區(qū)域的地圖，甚至是全國(guó)地圖該怎么辦呢？那就要找很多人一起，畫不同區(qū)域的地圖，最后拼起來。這個(gè)時(shí)候不免要統(tǒng)一比例尺，不然就會(huì)出現(xiàn)海南島比新疆還大的事故。還記得裴秀提出的“制圖六體”嗎？第一條“分率”就是比例尺，而在繪制地圖時(shí)，就有一種叫“計(jì)里畫方”的技巧。現(xiàn)存最早使用計(jì)里畫方的地圖就是開頭提到的《禹跡圖》。

這張地圖橫向有70格，豎向73格，一共5110格，方格邊長(zhǎng)1.1厘米，對(duì)應(yīng)實(shí)際的一百里，因?yàn)樗未?里約等于現(xiàn)在的444米，所以地圖比例尺大約就是1∶400萬。由此可以推斷出《禹跡圖》所涵蓋的總面積為818萬平方公里。這是西方地圖投影法和經(jīng)緯度制圖傳入之前最科學(xué)的制圖方法，地圖中海岸線與黃河等河流的形狀已和現(xiàn)代地圖的測(cè)繪非常相近了。這套制圖方法甚至在13世紀(jì)傳到西方時(shí)，被阿拉伯和意大利的地圖學(xué)者所采用。《禹跡圖》也代表了當(dāng)時(shí)中國(guó)，乃至于當(dāng)時(shí)世界上地圖繪制的最高水平。

但“計(jì)里畫方”有個(gè)致命的缺陷。就是測(cè)繪中心區(qū)域的精度相對(duì)準(zhǔn)確，而離測(cè)繪中心越遠(yuǎn)則誤差越大。誤差產(chǎn)生的原因在于當(dāng)時(shí)并沒有人意識(shí)到——世界不是平的，而是一個(gè)球體，這個(gè)問題直到1582年利瑪竇來到中國(guó)之后才解決。這個(gè)意大利人為了傳教，向萬歷皇帝展示了很多西方的“奇技淫巧”，其中就有地圖投影法。用這個(gè)方法，可以將地球表面的曲面轉(zhuǎn)換到地圖的平面上而減少誤差。他還將東西方的地圖，匯編到一張地圖上，而且非常聰明地把中國(guó)放在地圖的中心，這就成了著名的《坤輿萬國(guó)全圖》。

在中國(guó)的地圖繪制史上，用到“計(jì)里畫方”的輿圖極少，大多數(shù)的地圖都不考慮精細(xì)的比例和方位關(guān)系。有些地圖在畫法上非常貼近山水畫，沒有把實(shí)用性和藝術(shù)性區(qū)分開來。比如清初的《江西省輿圖》，有山有水有波紋，甚至山邊的云霧都描繪得非常細(xì)膩。但作為一幅地圖，它的透視關(guān)系、方位比例都不明確。與現(xiàn)代地圖“上北下南、左西右東”的慣例不同，中國(guó)古代地圖并沒有這方面的制圖限制?！督魇≥泩D》采取的便是上南下北，左東右西的設(shè)定，所以鄱陽湖位于地圖底部。

一個(gè)時(shí)代的地圖，反映的是該時(shí)代對(duì)世界的認(rèn)知邊界。地圖延展到哪里，認(rèn)知也就到了哪里。到了地理大發(fā)現(xiàn)時(shí)代，地圖又引領(lǐng)著人類探尋未知，將地球的真實(shí)面貌呈現(xiàn)出來。而現(xiàn)代社會(huì)，衛(wèi)星和飛機(jī)讓每個(gè)人都能像上帝一樣俯瞰地球，這是古人想都不敢想的。當(dāng)然我們也很難想象，古人用腳步丈量大地的過程又有多么困難。

（責(zé)編：南名俊岳）

? ?指南車

指南車是古代一種指示方向的車輛，也作為帝王的儀仗車輛。指南車的發(fā)明較早，據(jù)傳說西周時(shí)就已發(fā)明，但最早的確切記載是在三國(guó)時(shí)期。有歷史典籍顯示三國(guó)時(shí)馬鈞是第一個(gè)成功制造指南車的人。從三國(guó)時(shí)開始，歷代史書幾乎都有指南車的記載，但是都比較簡(jiǎn)略。直至宋代才有完整的資料，《宋史》中較詳細(xì)地記載了它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

? ?記里鼓車

記里鼓車是古代天子出巡時(shí)，儀仗車隊(duì)必備的一種典禮車，用四匹馬拉，排在指南車之后。南朝宋的記里鼓車制度依舊。南朝齊循宋制，但記里鼓車的車頂加華蓋，車身加漆畫裝飾。南朝梁依照齊制，但因佛教大盛，改用牛拉記里鼓車。唐朝恢復(fù)舊制，用四匹馬拉記里鼓車，仍排在指南車后。宋朝雍熙四年，將隨駕記里鼓車的儀仗隊(duì)，從13人增加到了30人。

? ?制圖六體

一為"分率"，用來反映面積和長(zhǎng)寬的比例，也就是地

圖的比例尺；

二為"準(zhǔn)望"，用來確定地貌、地物彼此間的方位關(guān)系；

三為"道里"，用來確定兩地之間的距離；

四為"高下"，也就是相對(duì)高程；

五為"方邪"，指地面坡度的起伏；

六為"迂直"，指實(shí)地高低起伏與圖上距離的換算。

達(dá)·芬奇手稿中的測(cè)距推車

在達(dá)·芬奇的手稿中，也有一張測(cè)距推車的設(shè)計(jì)圖：原理和記里鼓車類似，車輪帶動(dòng)齒輪，每隔一段固定時(shí)間就讓一個(gè)小球掉進(jìn)框里，最后只需要看有多少小球，就知道行進(jìn)了多少路程。

·《禹跡圖》·

這張地圖橫向有70格，豎向73格，一共5110格，方格邊長(zhǎng)1.1厘米，對(duì)應(yīng)實(shí)際的一百里，因?yàn)樗未?里約等于現(xiàn)在的444米，所以地圖比例尺大約就是1∶400萬。由此可以推斷出《禹跡圖》所涵蓋的總面積為818萬平方公里。