沒有人造衛星的古代,人們怎麼畫地圖?
2020年08月20日08:02

原標題:沒有人造衛星的古代,人們怎麼畫地圖?

原創 嗚喵王·文和 果殼

地圖,不管是紙質的,還是電子化的,我們都非常熟悉。在城市地圖里,我們能看到去電影院要走哪條街,在世界地圖中,我們也可以知道從上海到馬達加斯加要往哪個方向拐。

別忘了,這些地圖的製作,都依賴衛星測繪這樣的技術。在更早之前的古代,那時候的人們很難站在高處一覽城市全貌,更無法借助高至地球軌道的人造衛星開啟上帝視角來繪製世界地圖。所以,古人到底是怎麼畫地圖的?

古代畫地圖:握緊3要素

最早的地圖可以追溯到幾千年前,深埋在美索不達米亞平原,幾十個世紀後出土發現,石板上的地圖依然清晰可見。下面的陶土碑是古巴比倫的一副地圖,以及把其中的地圖信息提煉出來的樣子。

公元前700年到公元前500年的古巴比倫世界圖丨Wikipedia

地圖還原圖丨Wikipedia

上圖中的1指的是一座山,14、15、16、17組成的圓圈指的是海洋,7是沼澤,9是運河,圖中央的13是巴比倫,其他小圓點,就是周圍的其他城市了。看著太簡陋了是吧?但這些信息對於古人來說也夠用了,他們能知道哪個要去的城市在哪個方向,離山有多遠,大河的對面有哪些城市,等等。

那這個地圖是怎麼做出來的呢?

我們做一個簡單的實驗。把手機的屏幕想像成一塊土地,我們站在手機左下角的位置。現在我告訴你要去找一個寶藏:先向右上方45度的方向走,直到手機右側邊沿;然後沿著右側邊沿向上走兩釐米處就到了。相信大家基本上都能很快找到,找不到的同學請自己去拿量角器和直尺。

這個實驗涉及了方向,距離和路線,這實際上就是地圖最核心的東西,古代如此,現在也一樣。你看,只要有了這3個要素,製作地圖並不一定需要衛星測繪,稍微有一丟丟幾何學知識就夠夠的了。

把地圖畫起來

東西方在早期的地圖製作過程中,基本思路都是一樣的。

方向怎麼搞?靠指南針、司南、天體方位、樹木年輪、枝葉長勢等等分辨;

距離呢?可以靠數馬車的輪子轉了多少圈,然後乘以車輪的周長就可以了,古代中國還發明了一種叫做記里鼓車的器械,可以通過裡面的一套齒輪系統記錄行駛的里程,叫它計程車問題也不大。

記里鼓車丨Wikipedia

徒步的話就數步數,要是距離太遠,就每隔幾華里(1華里為500米)打個木樁或放個裡程碑。

至於路線,就是把方向和路線結合起來的結果。

這種純靠人力(有時輔以馬力)的地圖,只要肯下功夫、精細測量,就可以得到比較精細的地圖。比如下面這張馬王堆漢墓出土的西漢初期地圖,標註的城市、駐軍位置、河流、湖泊、道路和山川等信息相當準確。同為古代地圖,如果說古巴比倫地圖是矢量圖,這張可以說是4K超清電視了。

馬王堆漢墓出土地圖丨湖南省博物院

繪製更大的地圖

上面提到的古代地圖,都繪製的是局部區域。如果古人需要更大的地圖怎麼辦呢?找很多人一起,用同樣的比例尺畫不同區域的地圖,然後拚起來。

這個辦法簡單,但也粗暴。

下圖是一張北宋時期的地圖。圖中中國的海岸線與現在的地圖差異不小,這裏有測繪技術落後的原因,也有海岸線隨時間變化的原因,但主要原因還是因為地球是球體,在縱橫上千公里的地圖所涵蓋的範圍內,地球表面已經出現了明顯的弧度。想想包裹著橘子果肉的橘子皮,本來是個球形,一旦被剝下來壓平展開,就會四分五裂開來。

藏於西安碑林的北宋《禹跡圖》碑的拓片丨參考資料[1]

沒有地圖投影理論的指導,地圖就會出現這種變形的情況,所以即使發展到明清時期,中國古代的地圖看起來仍然與馬王堆漢墓出土的地圖處於同一水平上,沒有質的突破。

在地球另一邊,歐洲人開始意識到地球是球形。以托勒密為代表的的古代科學家們不僅著手計算地球的半徑和周長(這是個漫長卻有趣的故事,挖個坑,有機會再講),還開始使用經緯度來確定坐標,儘管設想還很原始,但也為後來西方的大航海時代打下了基礎。

14世紀,羅盤和六分儀的大規模應用讓航海者們可以在沒有地表的茫茫大海確定自己的位置,使得遠洋航線成為了可能。

配合經緯度,再加上使用六分儀,船員可以通過觀察天體來確定自己的位置丨Wikipedia

在這之後,東西方地圖的最大區別就是西方的地圖已經出現了經緯網。

經線衡量東西方向。人們從北極到南極、途經英國格林尼治天文台劃了一根線,作為0度經線,也就是本初子午線。以這根線為基準,向東的180度叫東經,向西的180度角西經。

緯線衡量南北位置。以赤道作為自然起點,向北90度的叫北緯,向南90度的叫南緯。

這樣,地球上任意一個平面上的點,都可以用一組經緯度來表示。有了這套系統的輔佐,地圖變得更加準確和精緻,達到了前航天時代的高峰。

一位賣家掛出的19世紀時期的古董地圖,上面可以看到明顯的經緯網格丨ebay

再後來,傳統的地圖繪製地圖終於被人造衛星替代。冷戰時期的兩大陣營都想要偵查對方的虛實,間諜衛星應運而生。1959年2月28日,美國加利福尼亞州範登堡空軍基地裡,人類歷史上地一顆間諜衛星進入了太空。人們將衛星照片與地圖結合,誕生了歷史上第一張衛星地圖。之後衛星照片的解像度越來越高,而且成本越來越低,我們普通人現在也可以在家裡用自己的電腦或是平板手機,像上帝一樣俯瞰地球。

參考文獻

[1] 陳述彭,《中國古地圖的輝煌》,《中國國家地理》2001 年第 8 期

作者:嗚喵王·文和

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