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地图的历史②:古希腊,制图学的奠基时代

2022-10-12 02:16:23 3405

摘要:虽然在人类文明的早期就已有人尝试过用地图来复制和展现这个世界,并取得了一定的成就,但真正给地图学奠定基础的是古希腊时代。公元前800年到前450年是古希腊历史上的古风时期。在古风时期,古希腊从之前文明倒退的黑暗时期中恢复,并在诗歌、哲学、戏...

虽然在人类文明的早期就已有人尝试过用地图来复制和展现这个世界,并取得了一定的成就,但真正给地图学奠定基础的是古希腊时代。公元前800年到前450年是古希腊历史上的古风时期。在古风时期,古希腊从之前文明倒退的黑暗时期中恢复,并在诗歌、哲学、戏剧、美术等方面取得了长足的进步,为古典时期的希腊城邦文化繁荣奠定了坚实的基础。在美术大发展的风气下,地图这种带有视觉艺术元素的工具也得到了发展——尤其是在制作地图的理念和方法上。在古希腊时代里,制图学(cartography)应运而生。

从文学编排到政治需求

由于考古证据和文物的匮乏,现在的人们很难判断,古希腊人在制作地图时,究竟从更早的古文明那里借鉴了多少制图方法,又继承了多少地理知识。目前许多学者认为,古希腊地理学和制图学的鼻祖是著名的史诗作家——荷马。荷马生活的年代在古风时期之前的黑暗时期,虽然此时的希腊出现了城市被废弃、文明似乎有退步的迹象,但荷马对地理知识的总结似乎并没有受到这种潮流的影响。

荷马将他所知道的知识写进了他的长篇史诗里。比如,荷马在《伊利亚特》中描写勇士阿喀琉斯时,用了不少的篇幅来着重描述他手持的盾牌。根据史诗的内容,该盾牌是由火神和匠神赫菲斯托斯打造,其中融入了世界上的各种元素,而盾牌的布局也反映着世界的全貌。也就是说,荷马笔下的这枚盾牌,实际上也是一副抽象的地图。

威洛克对荷马笔下的阿喀琉斯盾牌的解读(图片来自芝加哥大学)

类似的抽象地图在荷马的史诗里还有不少。荷马根据空间关系,对地理事物进行编排,对后来古希腊的地理学及制图学的发展产生了重大的影响。在古风时代,随着科学和哲学的兴起,地图的制作也有了一些新的需求。早期的科学家和哲学家们需要更加详细准确地图来对世界进行系统的认识,这促进了地图制作的发展。

古风时代的第一位青史留名的地图大咖名叫阿那克西曼德(Anaximander,约前610-前546),他出生于米利都(今土耳其西部)。阿那克西曼德是天文学家泰勒斯(希腊七贤之一、被西方誉为科学和哲学之祖)的学生。泰勒斯长期研究天文学,习惯了仰望天空,阿那克西曼德对老师忽略脚下的大地感到十分遗憾。为了弥补这个遗憾,阿那克西曼德决定将自己的学术生涯托付给地理学。

阿那克西曼德的画像(大英百科)

当时的米利都面临着政治上的变局:这个城邦一面在黑海和地中海沿岸建立着自己的殖民地,一面又承受着米底王国向西扩张所带来的军事压力。阿那克西曼德因其卓越的学识,被米利都任命为黑海沿岸殖民地的领袖。他往返于米利都和殖民地之间,积累了很多新的地理知识。他发现,米利都人前往各处殖民地时,采取的并非最佳路线,这既不利于管控殖民地,也不利于经商。同时他也意识到,如果能说服爱奥尼亚海沿岸的诸多希腊城邦和米利都结成军事同盟,就能有效地应对米底王国的威胁。

阿纳克西曼德生活年代(约公元前6世纪)的形势示意图

不过,想要做到这两点并不容易。首先,米利都人不愿意轻易放弃早已熟知的海路,而去尝试新的航道;其次,爱奥尼亚海沿岸的各城邦对米底王国的威胁一无所知,甚至根本就没有意识到米底王国的存在,这让米利都人很难说服他们结盟。在这样的背景下,阿纳克西曼德决定绘制一幅详细的地图,给希腊各城邦的人们展示更加全面的地理知识。人类历史上有史可查的第一幅横跨三洲的“实用型”地图,就在这个背景下诞生了。

阿那克西曼德地图的复原图(来自19世纪的英国学者爱德华·本伯里男爵)

这张地图上,地中海、红海和黑海的轮廓都已经十分接近实际情况,另还标出了尼罗河、幼发拉底河、底格里斯河甚至印度河等主要河流。对于当时希腊人的已知世界,阿那克西曼德都毫无保留地绘制到了这幅地图上。在绘制这幅图的时候,他总结出了一些有用的制图规则和窍门。他的这些理论被他的著名弟子毕达哥拉斯继承了下来,并得以继续发展完善。毕达哥拉斯利用自己渊博的数学和天文学知识,对阿那克西曼德的地图成果进行了校正。阿那克西曼德也是西方历史上第一位系统地用天文和地理现象反驳和改进最初版本“地平说”的人。他总结了自己对星空以及地平线的观察,认为世界并非是板状或盘状的,因为这无法解释为什么太阳和月亮会东升西落。他反对日月星辰能从盘状世界的下方穿过这个说法。因此他认为世界是一个类似石柱的圆柱体,其四周拥有圆形的弧度,并在宇宙空间中自由悬浮在原地,而日月星辰等其它天体绕着地球运动,和地球之间的距离大致保持不变。根据记载,他还制作了世界上第一座地球仪,可惜没能保留下来。

狄凯尔卡斯:最早的地理参考系

到了公元前3世纪左右,古希腊的制图技术进入了一个飞速发展的时期。在殖民活动的过程中,以及在与波斯、埃及和腓尼基人打交道的过程中,希腊人的已知世界越来越大,已有的地图已经无法满足人们的需求;而且由于阿基米德在浮力原理上的贡献,古希腊的造船技术正在蓬勃发展,在拥有了更高级的船只以后,人们对更精准的航海地图产生了需求。

亚里士多德的学生狄凯尔卡斯(Dicaearchus,约前350-前285)就是尝试绘制新一代地图的代表人物。狄凯尔卡斯出生在西西里岛的墨西拿,此地正是当时欧洲制图技术及理念最为先进的地方,这不仅是因为毕达哥拉斯曾经在那里生活过,为地图学播下了种子,还因为西西里岛位于地中海的中部,是希腊人和腓尼基人航海的交通枢纽,因此也成了最新地理知识的汇集之处。

狄凯尔卡斯的画像(维基公共)

狄凯尔卡斯从小就对地图制作耳濡目染,也对探索和总结最新的地理知识产生了浓厚的兴趣。成年后,狄凯尔卡斯前往伯罗奔尼撒半岛上的著名城邦斯巴达生活。他在一生中留下了诸多影响深远的地理学著作,其中既包括对希腊地区人文和自然地理事无巨细的记录,也包括关于山峰高度测量和地球周长测量的探索。这些著作中,附带了一些由他亲自绘制的精美地图。

相比之前的地图,狄凯尔卡斯绘制的地图最大的不同在于他引入了较为科学的空间尺度参考系。他是第一个在地图中引入参考线的人,他的这种制图方法也孕育了后来的地理坐标系。在他的地图上,标有两条参考线。其中之一穿过地中海西端的海格力斯之柱和东部的罗德岛,另一条线则是南北向从罗德岛上经过。这两条在地图上延伸的线,穿过了狄凯尔卡斯最为熟知的区域,并在古希腊文明的核心区交汇,让地图的核心区域对空间方位的表达更为准确。在今天的地理坐标系统里,狄凯尔卡斯的参考线分别是北纬36度纬线和东经27.5度经线。

狄凯尔卡斯所绘地图的复原图(图片来自芝加哥大学网络资源)

被狄凯尔卡斯选择用于确定参考线的两个地点,对于古希腊人来说也有着特别的意义。海格力斯之柱就是今天的直布罗陀海峡两侧的两座凸显的石质山峰,即北岸的直布罗陀巨石和南岸位于休达(摩洛哥境内的西班牙飞地)的一座山峰。海格力斯之柱是希腊神话中的世界尽头。在古典时期,希腊人、罗马人和腓尼基人乘船在地中海里穿梭,那里风平浪静、波澜不惊,因此他们的印迹很快就布满了地中海的每一个角落。然而在直布罗陀海峡以外,则是无边无际的大西洋。面对这片辽阔得超出他们想象力的海域,那些古老的民族只能望洋兴叹。至于大西洋的对面有什么,他们没有能力也没有动机去一探究竟。

和代表着“未知边界”的海格力斯之柱不同,罗德岛在古希腊人眼里算是一颗掌上明珠。罗德岛位于今天希腊和土耳其之间的爱琴海上,距离土耳其本土较近,是古希腊文明东进亚洲的前沿营地。当时,该岛上有一座繁华的城市,来自各个希腊城邦以及埃及、波斯等地的人在这里汇集,他们带来了不同地方的知识和思想。文化和思想交汇碰撞的地方,容易开出最美的知识之花。罗德岛就是孕育新知识、新技术的摇篮,是西方世界的文化中转站,代表着已知世界中最为精华的部分。正因为以上两个地点在古希腊等民族心中的象征意义,在狄凯尔卡斯的地图上,直布罗陀海峡被处理成了参考系尽头,而罗德岛则被当做了参考系的原点。这样的处理方法,让他的地图影响深远,在此之后直到中世纪,大部分地图的总体格局都照搬了他的地图。

伊巴谷:对天文和数学方法的执迷

斗转星移,时过境迁,古风时代渐入尾声。公元前334年,亚历山大大帝率马其顿的大军渡过了恰纳卡莱海峡,发动了针对波斯的远征。在接下来的10年里,他的军队所向披靡,不仅占领了波斯,还征服了中亚乃至印度河流域,建立了人类历史上前所未有的一个大帝国。虽然这个帝国只是昙花一现,在他本人去世后很快就分崩离析,但也把希腊文明播撒到了东至帕米尔高原、西到非洲北部的广阔区域里。从此,西方文明进入了“希腊化时代”。

亚历山大帝国解体后,陆续分裂成几个部分:亚洲的塞琉古帝国、埃及的托勒密王朝、小亚细亚的安提柯王朝和希腊本土的卡珊德王国,而罗德岛的地理位置正好处在这几大势力的交汇处。和从前希腊各城邦之间在岛上的交流不同的是,这几个国家幅员辽阔,能带来各不相同且远比从前丰富的地理知识。因此,罗德岛的位置变得更加重要,新的地图制图大师们也纷纷出现在罗德岛上。这其中,最重要的要数被誉为“方位天文学之父”和“三角函数之父”的伊巴谷(Hipparkhos,约前190-前120,亦作喜帕恰斯)。

亚历山大帝国解体后的形势示意图,及罗德岛的位置

伊巴谷的画像(维基公共)

伊巴谷虽然不是罗德岛本地人,却从小在罗德岛长大。他有一项天赋——视力特别好,在夜晚,他能裸眼分辨出正常人根本无法看到的星星。难能可贵的是,他把这项天赋运用到了极致,在罗德岛的夜幕下,他常常抬头极目远眺,仔细地观察着星空的每一处细节,并将它们进行记录、整理和归纳。在满天繁星之下,伊巴谷不仅推算出了一年的准确时长(与现代的精确时长只差了十多分钟)以及月球运行的周期,还在星空的启发下发明了三角函数并定义了球面三角形,为数学的发展做出了极大的贡献。

在此基础之上,伊巴谷开始利用他的数学和天文学知识,来为地球绘制新的地图。他把天球等分为360份,从而让星空来对应地面的每一个经纬度,并以此来进行定位,从而绘制尽量精确的地图。他对利用观测日食来确定地理方位有一种强迫症般的执迷。他认为,无论是外行还是学者,都无法在没有确定天体和观测到日食的情况下,获得正确的地理知识,尤其是方位。例如,如果不借助日食时观测到的倾角(该记载来自伊巴谷为数不多的传世著作Against Eratosthenes,这里的原话是如果不借助“气候条件”,即climata,来自希腊语klime,原本指亚里士多德为他想象中的地球划分的气候带,这些气候带是根据纬度划分的,后来被早期的地理学家、制图学家和天文学家用来描述地球轨道的倾斜度,因此climata在这里的深层含义是“借助日食时观测到的倾角来确定经纬度”)进行调查,就无法确定埃及的亚历山大港是在巴比伦以北还是以南,也无法确定它距巴比伦多远。

伊巴谷的这种执迷被他强加在了他的地图上,这让他的地图在空间方位角的科学性上远超同时期的其他地图——作为补偿,他的地图上,陆地的形状在远离参考线的区域发生了比较大的扭曲。因此有些学者认为,伊巴谷是最早实践了“地图投影”的人(即运用一定的数学方法,把3维的地球表面绘制到2维的纸张上,形状、方位角、面积和距离的准确性无法兼顾,需要进行取舍),虽然在那个时候尚无正式的“地图投影”概念。

伊巴谷地图的复原图,由19世纪法国学者Gosselin复原(维基公共)

伊巴谷也是最早尝试通过主动收集新的地理信息,并在地图中及时添加这些信息,来不断地更新地图版本的人。因此在当时,伊巴谷的地图代表了西方文明最先进的地理知识,而且和从前被动地等待远方的来客带来新的地理知识不同,伊巴谷的这些知识是他主动去收集的,这在历史上是头一次。

可惜的是,与伊巴谷生活在同一时期的希腊人似乎并没有意识到他在地图学上所作出的贡献。当时的人们对伊巴谷的生平记录也十分简略,因此现在的历史学家们对伊巴谷的人生经历知之甚少,他所绘制的地图大部分没有流传下来。关于他的各类贡献,只见于后世科学家和制图学家们的零星文字记载。其中对伊巴谷评价最高的,是此后罗马帝国时代的另一位在天文学和制图学界光彩夺目的巨星——克劳狄乌斯·托勒密。这位绘制了第一幅几乎完整覆盖了旧世界三大洲的详尽世界地图的大牛,对伊巴谷的评价是“充满热情的绘图者、真理的情人”。包括托勒密在内的古罗马时代诸多地图作者,其制图理念和方法都深受伊巴谷的影响。

从荷马到伊巴谷,古希腊人一步一步地利用哲学、地理学、天文学和数学构建了早期的制图学理念和方法。当西方政治史上的第一个庞然大物——罗马帝国——横空出世的时候,他们已经拥有了一套切实可行的手段,去丈量并描绘罗马士兵踏上的每一片土地。当罗马人将目光指向地平线以外的世界尽头时,西方古典时期的制图活动也即将迎来一段大师辈出的伟大时代。

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