每日科普|地球与地图
地图之学纵贯古今。古希腊托勒密创立将地球曲面表示到平面的世界地图投影方法,中国西晋裴秀提出“制图六体”理论。18世纪发明等高线法,几何符号逐步替代象形符号,产生地图平版印刷,将地图推进到现代的阶段。20世纪前半期,形成以地图制作的理论、技术和工艺为核心的传统地图学。20世纪末至21世纪初,地图学进入以计算机技术为标志的信息化时代。
地球是人类居住的家园。人类对地球是逐渐认知的,用了2000多年的时间,才大致弄清楚地球的形状和海陆轮廓。在认识地球真实形态的过程中,地图记录了人类的历史记忆。
在我国2000多年前的周朝,人们认为“天圆地方”,日月星辰都在如伞盖一样的天空中穿梭过往,大地则是如棋局一般的方形。
约公元前600年巴比伦人绘制的世界地图,以巴比伦为中心,世界被描绘成一个被海环绕或漂浮在海上的圆盘。
子午圈弧度测量法
公元前3世纪,古希腊天文学家埃拉托色尼首创子午圈弧度测量法,推算出了子午圈的长度以及地球的半径,证实了地圆说,并第一个编制了把地球作为球体的地图。
我国汉代科学家张衡是浑天说的代表人物,他提出了大地是个球体的概念,认为“浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄,孤居于内,天大而地小。天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。”
古希腊学者托勒密认为地球是个球体,他所著的《地理学指南》对当时已知的地球作了详细的描述,并指出地理学的主要任务是提供“在一幅地图上观察整个地球”的可能性。
公元726年我国唐代天文学家僧一行主持了全国天文大地测量,利用北极高度和夏日日长计算出了子午线一度之长和地球的周长。
公元4世纪到13世纪,西方神学代替了科学,地球是球体的观念遭到排斥。地图不再是反映地球和地理知识的形式与手段,而成为神学著作中的插图。这些地图既无投影,又无比例,除了宗教艺术的装饰之外,科学上毫无价值。
“T-O”形状的宗教地图几乎千篇一律,圣城耶路撒冷居中,把世界绘成一个圆盘,尼罗河、顿河和地中海构成“T”字形水体,分隔着欧、亚、非三个大陆。
麦哲伦
1519—1522年,葡萄牙人麦哲伦的船队完成了环球航行,用事实证明了人类赖以生存的星球确实是个球体。
利玛窦
明万历年间,意大利人利玛窦将地圆说引进到中国,《坤舆万国全图》通过实地测量和投影测绘制图方法,为中国人带来了新的世界地理知识。图中所用的中文译名,如地球、经纬线、地中海等,一直沿用至今。
18世纪后,人类不断设计新的地图投影,编制航海地图,更新世界地图来反映地理大发现的成果。随后的200多年,掀起了详测地形图的高潮,测量地球的手段不断发展,地图内容更加丰富和精确,逐渐形成了传统的地图科学体系。
上图为清代康熙《皇舆全览图》局部,该图是我国第一幅绘有经纬网的实测地图。
从20世纪50年代到今天的50多年,人类开始从太空观察地球、认识地球,用计算机来处理数据、绘制地图,用网络来传播地图。数字地球成为21世纪人类认识地球的方式,地图学也从数字时代进入信息化时代。