科普 | 中國古代十大測繪人物,古人的智慧超乎想象

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測繪學有著悠久的歷史,古代的測繪技術起源於水利和農業。司馬遷在《史記·夏本紀》中記載了大禹治水:“左準繩,右規矩,載四時,以開九州、通九道、陂九澤、度九山”。自夏禹採用“左準繩,右規矩”,測量遠近和高低,可以說開啟了有文字記載歷史上的測繪技術。禹還鑄造的九鼎圖,是中國最早的原始地圖。

然而,有測繪學者從測繪器具、理論、人物、地圖、工程應用等多方面考證,認為在漢代基本形成了中國的測繪科技體系。

現整理出中國古代十大測繪人物,看看中國古代測繪技術有多牛!

一、張衡(78年—139年),東漢天文學家、大地測量學家。

張衡為中國天文學、機械技術、地震學的發展作出了傑出的貢獻,發明了渾天儀、地動儀,是東漢中期渾天說的代表人物之一。被後人譽為“木聖”(科聖)。渾天儀,是渾儀和渾象的總稱。渾儀是測量天體球面座標的一種儀器,而渾象是古代用來演示天象的儀表。渾儀發明者是我國西漢的落下閎,東漢時期偉大的科學家張衡進行改進。張衡發現地球是圓的,並沿南北極軸旋轉,黃道是太陽執行軌道,與赤道交角為24度,為天文大地測量和大範圍的地圖測繪提供了理論基礎。

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二、裴秀(224年-271年),魏晉時期名臣、地圖學家。

字季彥,河東郡聞喜縣(今山西省聞喜縣)人。裴秀作《禹貢地域圖》,開創了中國古代地圖繪製學。李約瑟稱他為“中國科學制圖學之父”,與古希臘著名地圖學家托勒密齊名,是世界古代地圖學史上東西輝映的兩顆燦爛明星。裴秀在地圖學上的主要貢獻,在於他第一次明確建立了中國古代地圖的繪製理論。他總結中國古代地圖繪製的經驗,在《禹貢地域圖》序中提出了著名的具有劃時代意義的製圖理論“製圖六體”。所謂“製圖六體”就是繪製地圖時必須遵守的六項原則,即:即分率(比例尺)、準望(方位)、道里(距離)、高下(地勢起伏)、方邪(傾斜角度)、迂直(河流、道路的曲直),前三條講的是比例尺、方位和路程距離,是最主要的普遍的繪圖原則;後三條是因地形起伏變化而須考慮的問題。這六項原則是互相聯絡,互相制約的,它把製圖學中的主要問題都接觸到了。裴秀的製圖六體對後世製圖工作的影響是十分深遠的,直到後來西方的地圖投影方法在明末傳入中國,中國的製圖學才再一次革新。

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三、沈括(1031-1095),宋代著名科學家。

他沈括的《夢溪筆談》為世人熟知,其實他在測繪、儀器製造方面的出貢獻鮮為人知。他編繪的《天下州縣圖》,比例尺為“二寸折一百里”,相當於1:90 萬。還首次把各相鄰州縣間的方位和距離,用資料文字形式記尋不來編製成冊。他運用靜力水準進行測量;用水平尺、幹尺和羅盤測量地形,並在世界上最早發現了磁偏角;他製造的地圖模型,是我國製圖史上有記載地圖模型的創始。

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四、蘇頌(1021-1101),宋代著名測量學家和測量儀器製造專家。

建造一臺高約12 米,寬約7 米,重約20 多噸的“水運儀象臺”,這是一種把渾儀、渾象和報時裝置結合在一起的大型天文測量儀器,能用多種形式來反映及觀測天體的執行,既能演示天象、觀測天象,又能計時、報時。它是中國古代的卓越創造,與500 年後歐洲的錨狀擒縱器非常相似,英國著名科學家李約瑟認為,“水運儀象臺可能是歐洲中世紀天文鐘的直接祖先。”

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五、郭守敬(1231-1316),元代著名天文大地測量學家。

他在天文、歷算、地理、測繪、水利等領域,均有突出成就,特別是水準測量中,他首創以我國沿海海平面作為水準測量的基準面,並創立“海拔”這一科學概念,這不但對於我國測量事業的發展具有十分重要的意義,也是世界測繪史上傑出的科學成果。直到今日,世界各國的區域性測量,其水準測量成果均歸化到以海岸某點的平均海水面作為基準面的高程系統中去。我國現在就在青島設有水準原點,以黃海平均海水面作為高程基準面。這一科學方法,仍將繼續沿用。

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六、朱思本(1273-1337),元代著名地理學家、地圖製圖學家。

他在元武宗至大四年至仁宗延佑七年(1311-1320)間,主持繪製的《輿地圖》,可以說是漢代以來地學成就的科學總結和現勢資料、實地調查相結合的產物,其內容非常豐富,既有國內疆域又有域外地區,既是傳統的陸地釁,又含海洋海島,並且是採用“計裡畫方”的方法繪製(即按比例尺繪製地圖),精確性超過前人且真實可靠,是我國製圖史上的傑出成就。按此法繪製地圖沿用了500 餘年,直到清初,在我國和世界製圖學史上都具有重要意義。

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七、鄭和(1371-1433),明代著名的外交家、航海家和地理學家。

他曾先後七次率領二萬七千多人的龐大船隊下西洋。在航行中,他採用古代天文定位技術(即觀測恆生高度來確定地理緯度)來導航,並根據七次下西洋積累的經驗和資料,編製成世界著名的《鄭和航海圖》。全國包括亞非兩洲,地名500多個。所有圖幅都採用“寫景”畫法表示海島,形象生動,直觀易讀,在許多重要的地方還標註有測量資料,有的還注有一地到另一地的“更”數(以“更”來計算航海距離),因而,可以說《鄭和航海圖》是我圖古代地圖史上又一傑出的成就。

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八、徐光啟(1562-1633),明代著名科學家。

他師從來到中國的義大利傳教士利馬竇,學習天文、歷算、測繪等。他和利馬竇合譯了《幾何原本》和《測量法義》,與熊三拔全譯了《簡平儀說》。為了融通東西,他撰寫了《測量異同》,詳細考證了中國測量術與西方測量術的相同點和不同點。他主持編寫了《測量全義》,這是集當時測繪學術之大成的力作,內容豐富,涉及面積、體積測量和有關平面三角、球面三角的基本知識以及測繪儀器製造等。此外,他還身體力行,積極推進西方測繪技術在實踐中的應用。1610 年他受命修訂曆法,積極要求採用西方測量術和製造測量儀器。此次儀器製造的規模在我國測繪史上是罕見的,共製造象限大義、紀限大儀、候時鐘、望遠鏡等27 年,促進了我國天文大地測量的開展。總之,無論在理論上還是在實踐上,徐光啟都算得上傳播西方測繪技術最卓越的先驅者。

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九、愛新覺羅玄燁(1654-1722),清康熙皇帝。

愛新覺羅玄燁,不僅是一位雄才大略的政治家,而且也是一位博學多才,勇於實踐的學者;他不僅重視政治和軍事,而且也重視科學技術。他學習並懂得中國傳統的和西方的測量技術梗概,深知測繪在加強國防、鞏固政權、發展經濟中的重要作用。因而,他下詔開展並親自主持我國曆史上最大規模的全國性測繪,並多次到現場巡勘地形,甚至親自進行測量並提出具體意見。他特別關注測制與編繪《皇輿全覽圖》,該圖於康熙五十八年(1719)終於編成,其覆蓋面積、測繪精度、完成速度等內容在中國史無前例,在當時世界上也是首屈一指。玄燁看後說:“朕費三十餘年心力始得告成。山脈水道,俱與禹貢合。”給予極高評價。世界著名學者李約瑟說:“《皇輿全覽圖》不但在亞洲是當時所有地圖中最好的一幅,而且比當時所有的歐洲地圖更好更精確。”中國在製圖學方面又再一次走在世界各國的前面。根據上述,我們可以說康熙不但是一位英明的古代皇帝,而且也是一位中國古代最大測繪工程的領導者、主持者和參加者。

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十、魏源(1794-1857)近代愛國思想家、文學家和著名地理學家。

他在林則徐主持編譯的《四洲志》的基礎上,參考了歷代史志、歷代史方以及古今中外各家著述和各種奏摺和其他資料100多種,編纂了《海國圖志》100 卷。在編篡過程中,魏源對舊志進行了許多增補和訂正,每一幅地圖均附文字說明,左圖右文,便於對照閱讀。該圖集共有各種地圖74 幅,其中還有中國歷史沿革圖8 幅(如《漢西域沿革圖》、《北魏與西域沿革圖》、《唐西域沿革圖》、《元西北疆域沿革圖》等);外域有《東南洋各國沿革圖》、《西南洋與印度沿革圖》、《小西洋利未利亞洲沿革圖》、《大西洋歐羅巴各國沿革圖》。還有東西兩半球圖、亞細亞洲圖及25幅各國圖,利未利亞洲圖及23 幅各國圖,亞墨利加州國及11 幅各國圖等。該圖集系統地介紹了各國曆史沿革、地理、政治等情況,特別是主要圖幅上表示的山川、城鎮,基本輪廓和地理位置都比較準確,其精度大大超過利馬竇翻譯的《世界地圖》。總之,《海國圖志》是我國自編的第一部世界地圖集,是中國編制世界地圖的一個里程碑。

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原標題:《科普 | 中國古代十大測繪人物,古人的智慧超乎想象》

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