“制图六体”:中国古代地图绘制的理论基石
“制图六体”:中国古代地图绘制的理论基石
从制图学的视角来审视,“制图六体”这一理论体系在地图绘制方面有着举足轻重的作用。尽管它未涉及经纬线和地图投影的探讨,但它几乎涵盖了现代制图学所应关注的所有核心要素。
“制图六体”理论体系在中国测绘史和地图史上占据着举足轻重的地位,它是中国成文最早的绘图理论。这一理论的创立者裴秀,不仅是魏晋时期的名臣,还主管水利、土木工程等领域。他针对以往地图“虽有粗形,皆不精审,不可依据”的问题,组织人员绘制了《禹贡地域图》十八篇,这一历史地图集的诞生,为“制图六体”的创立奠定了坚实基础。裴秀因此被誉为“中国科学制图学之父”,其理论体系至今仍然对中国传统地图绘制产生着深远的影响。
“六体”理论体系,在《晋书·卷三十五》中得到了详尽的阐述。它涵盖了分率、准望、道里、高下、方邪和迂直六个方面,为地图绘制提供了全面的指导。分率,即比例尺,用于确定地图上的广轮之度;准望,指方位,旨在校正地图的彼此之体;道里,则涉及图上距离,为确定所由之数提供依据。而后三体——高下、方邪和迂直,共同构成了对道里的补充,它们分别考虑了地形起伏、道路弯曲等因素对图上距离的影响。这一理论体系,成功解决了将三维立体的地理要素转绘到二维平面上的难题。
值得注意的是,尽管“制图六体”在乾隆时期的《四库全书》中得到了广泛收录,但历代文献对其性质的理解并不统一。直到清初地理学家胡渭才对“六体”进行了深入的解释,并以此作为他绘制《禹贡锥指》图的理论基础。然而,其他文献往往只是节选或照抄,缺乏深入的评述。直至清末,朱正元才将“制图六体”作为专门的制图用语进行使用,进一步推动了其理论的发展和应用。
“制图六体”这一专业术语,尽管在早期并未广泛使用,但其概念自提出以来,在制图领域一直占据着重要的地位。唐代贾耽,这位公元730至805年的杰出学者,在谈及裴秀创立的“六体”时,将其与中国古老的《九丘》相提并论,充分展现了“六体”在中国制图学中的深厚底蕴。贾耽不仅高度评价了“六体”,更是在自己的制图实践中,始终遵循着这一理论。宋代沈括在《梦溪笔谈》中,也详细记录了他在制作“飞鸟图”时,如何运用“六体”中的分率、准望等原则来确保图形的准确性。明代徐光启更是将“六体”作为制图的基础,强调准望的重要性,并提出了具体的制图方法。
然而,尽管历代学者对“制图六体”有着深入的研究和探讨,但在实际应用中,如何将这一理论体系与具体的绘图实践相结合,仍是一个需要不断探索的难题。胡渭作为清初的地理学家,他在诠释“制图六体”的过程中,也表达了对如何将其应用于实践的困惑。这一难题在明末清初随着西方传教士的到来和先进绘图技术的引入而得到了新的启示。通过投影方法和经纬度的应用,地球球面可以被精确地转绘到二维平面上,这一技术在表示大范围区域时尤为出色,为“制图六体”的应用提供了新的思路和方法。
清代康熙皇帝在了解西方测绘技术的科学性和精确性后,决定聘请传教士来指导中国的测绘人员对其统治的疆域进行测绘。经过多年的努力,最终在康熙五十八年(1719年)完成了涵盖西藏在内的全国疆域地图编绘,这一成就被誉为当时世界上绘制地域最广且最为准确的地图——康熙《皇舆全览图》。康熙皇帝坚信,西方的测量技术源自中国,他在接受西方传教士的指导时也强调了这一点。这种观念对后来的学者产生了深远的影响,清末的朱正元甚至提出了《西法测量绘图即晋裴秀制图六体解》的论断。他通过将准望解释为测经纬度,并引用《周礼》中的土圭之法来证明其科学性。同时,朱正元还指出,《考工记》中记载的水准测量技术与西方相似,而道里测量则与西方的三角测量无异,这都证明了勾股原理的应用。此外,西方的高差测量技术也并非创新,元代的郭守敬就已经进行了类似的海面到京师的地形高下测量,这进一步印证了裴秀也已掌握了高下测量的技术。
摘自汪前进、刘若芳整理出版的《清廷三大实测全图集》中的康熙《皇舆全览图》。
事实上,朱正元关于裴秀在提出“制图六体”时已注意到经纬度的推测,显得颇为牵强。在制图学中,地形、地貌的立体三维形象与平面的二维体系存在固有矛盾。而“六体”中的准望,正是用于将立体地物投影到平面坐标体系中的关键环节,这与西方将球面投影到平面的原理具有一定的相似性。但需明确的是,裴秀所解决的是立体到平面的转换问题,而非球面到平面的投影,这两者之间存在本质差异。因此,朱正元的说法在一定程度上夸大了裴秀的理论贡献。然而,我们不可否认的是,裴秀能够提出将立体的地物投影到平面的构思,这一想法本身是极具创新性的。
从制图学的视角来看,“制图六体”虽然未明确提出经纬线和地图投影的概念,但它涵盖了现代制图学所考虑的大部分关键要素。在古代,由于施测范围有限,人们往往能够在一定程度上将地球球面视为平面来进行测绘。因此,在有限的范围内,制图六体确实能够满足当时的应用需求,这也解释了为何中国古代制图学在某些方面并不需要地图投影的原因。此外,与古代地中海沿岸的居民不同,中国自古以来以农为本,人们主要生活在陆地上。陆地上的山川形势往往为旅行家们提供了路标般的指引,而茫茫大海则显得陌生而神秘。在这样的背景下,缺乏合适的定位方法将寸步难行。
南宋刻石的《禹迹图》约1933年拓片,现藏于美国国会图书馆。这幅地图深刻反映了古代人们对地理环境的空间认知,体现了地图绘制技艺的精湛与丰富内涵。随着时代的演变,地图内容与绘制技术不断更新,但早期地图的绘制却深受社会文化、政治背景以及个人技术水平和心理因素的影响,从而呈现出多姿多彩的特色。因此,地图不仅是一种直观的地理信息展示方式,更是社会文明进步的有力见证。
回顾历史,裴秀在制图实践的基础上创立了“制图六体”,揭示了西晋及以前古人绘制地图的量化方法。然而,遗憾的是,这套精湛技术并未得以流传。相较于后世绘制的地图,如宋代《禹迹图》谱系图和清代康熙时期的《皇舆全览图》谱系图,现存多数中国古地图更偏向于山水画的风格,对图面内容的准确性关注不足,甚至清代后期的军事地图也未能摆脱这一特点。康熙皇帝曾指出,西方技术能够世代相传并不断改进,而中国古代的地图绘制方法却难以取得进步,这无疑是一个值得我们深思的历史问题。