地球观念的传入,还导致了另一在计量史上值得一提的事情的发生。这就是清代康熙年间开展的全国范围的地图测绘工作。这次测绘与中国历史上以前诸多测绘最大的不同在于,它首先在全国范围进行了经纬度测量,选择了比较重要的经纬度点641处,[27]并以通过北京钦天监观象台的子午线为本初子午线,以赤道为零纬度线,测量和推算出了这些点的经纬度。在此基础上,实测了全国地图,使经纬度测量成果充分发挥了其在地图测绘过程中的控制作用。显然,没有地球观念,就不会有这种测量方法,清初的地图测绘工作,也就不会取得那样大的成就。这种测绘方法的诞生,是中国传统测绘术向近代测绘术转化的具体体现。 地球观念还与长度基准的制订有关。国际上通行的米制,最初就是以地球子午线长度为基准制订的。传教士在把地球观念引入中国时,也隐约认识到了地球本身可以为人们提供不变的长度基准。在《古今图书集成·历象汇编·历法典》第八十五卷所载之《新法历书·浑天仪说》中,有这样一段话: 天设圈有大小,每圈俱分为三百六十度,则凡数等而圈之大小、度之广狭因之。乃地亦依此为则。故地上依大圈行,则凡度相应之里数等。依小圈亦有广狭,如距赤道四十度平行圈下之里数较赤道正下之里数必少,若距六十七十等之平行圈尤少。则求地周里数若干,以大圈为准,而左右小圈惟以距中远近推相当之比例焉。里之长短,各国所用虽异,其实终同。西国有十五里一度者,有十七里半又二十二里又六十里者。古谓五百里应一度,波斯国算十六里,……至大明则约二百五十里为一度,周地总得九万余里。乃量里有定则,古今所同。 所谓大圈,指地球上的赤道圈及子午圈,小圈则指除赤道圈外的所有的纬度圈。这段话告诉我们,地球上的赤道圈及子午圈提供了确定的地球周长,各国在表示经线一度的弧长时,所用的具体数值虽然不同,但它们所代表的实际长度却是一样的。换句话说,如果以地球的“大圈”周长为依据制订尺度基准,那么这种基准是最稳定的,不会因人因地而异。 《新法历书》的思想虽未被中国人用来制订长度基准,但它所说的“凡度相应之里数等”的思想在清代的这次地图测绘中被康熙皇帝爱新觉罗·玄烨用活了,玄烨据此提出了依据地球纬度变化推算距离以测绘地图的设想。他曾“喻大学士等曰”: 天上度数,俱与地之宽大吻合。以周时之尺算之,天上一度即有地下二百五十里;以今时之尺算之,天上一度即有地下二百里。自古以来,绘舆图者俱不依照天上之度数以推算地里之远近,故差误者多。朕前特差能算善画之人,将东北一带山川地里,俱照天上度数推算,详加绘图视之。 [28] 细读康熙的原话,可以看出,他所说的“天上度数”,实际是指地球上的纬度变化,他主张在测绘地图时,要通过测量地球上的纬度变化,按比例推算出(而不是实际测量出)相应地点的地理距离。因为纬度的测量比地理距离的实测要容易得多,所以康熙的主张是切实可行的,也是富有科学道理的。他的这一主张,是在地球观念的影响之下提出来的,这是不言而喻的。 关于康熙时的地图测绘,有不少书籍都从计量的角度,对测绘用尺的基准问题做过探讨,例如,《中国测绘史》就曾提出:在测绘全国地图之前,“爱新觉罗·玄烨规定,纬度一度经线弧长折地长为200里,每里为1800尺,尺长标准为经线弧长的0.01秒,称此尺为工部营造尺(合今0.317米)。 玄烨规定的取经线弧长的0.01秒为标准尺度之长,并用于全国测量,乃世界之创举。比法国国民议会1792年规定以通过巴黎的子午圈全长的四千万分之一作为1米(公尺)标准长度及其使用要早88年和120多年,(1830年后才为国际上使用)。”[29]因此,这一规定显然是中国近代计量史上值得一书的大事。 《中国测绘史》的这种观点富有代表性,涉及于此的科学史著作几乎众口一词,都持类似看法。空穴来风,这种看法应当有其依据,因为康熙本人明确提到“天上一度即有地下二百里”,这里天上一度,反映的实际是地上的度数,因此,完全可以按照地球经线弧长来定义尺度。 但是,如果清政府确实按康熙的规定,取经线弧长的0.01秒为标准尺度之长,则1尺应合现在的30.9厘米(按清代数据,地球周长为72 000里,合129 600 000尺,取其四千万分之一为1米,则得此结果),但清代营造尺的标准长度是32厘米,[30]二者并不一致。可见,认为清代的营造尺尺长是按照地球经线弧长的0.01秒为标准确定的这一说法,与实际情况是不一致的。 再者,如果康熙的确是按地球经线弧长的0.01秒作为营造尺一尺的标准长度,那也应该是首先测定地球经线的弧长,然后再根据实测结果确定尺度基准,制造出标准器来,向全国推广,而不是首先确定尺长,再以之为基准去测量地球经线长度。 此外,文献记载也告诉我们,康熙朝在统一度量衡时,是按照“累黍定律”的传统方法确定尺长标准的,与地球经线无关。在康熙“御制”的《数理精蕴》中,就明确提到: 里法则三百六十步计一百八十丈为一里。古称在天一度,在地二百五十里,今尺验之,在天一度,在地二百里,盖古尺得今尺之十分之八,实缘纵黍横黍之分也。 [31] 这段话明确告诉我们,与所谓“在天一度,在地二百里”相符的“今尺”尺长基准,是按照传统的累黍定律的方法确定的。在这里,我们看不到以地球经线弧长为标准确定尺度基准的影子。 显然,康熙并未设想要以地球经线弧长为准则确定尺度,更没有按这种设想去制订国家标准器,去推广这种标准。他在测量前指示人们按照“在天一度,在地二百里”的比例测绘地图,是为了测量的简便,与长度基准的确定应该没有什么关系。 |