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地球觀念的傳入,還導(dǎo)致了另一在計量史上值得一提的事情的發(fā)生。這就是清代康熙年間開展的全國范圍的地圖測繪工作。這次測繪與中國歷史上以前諸多測繪最大的不同在于,它首先在全國范圍進行了經(jīng)緯度測量,選擇了比較重要的經(jīng)緯度點641處,[27]并以通過北京欽天監(jiān)觀象臺的子午線為本初子午線,以赤道為零緯度線,測量和推算出了這些點的經(jīng)緯度。在此基礎(chǔ)上,實測了全國地圖,使經(jīng)緯度測量成果充分發(fā)揮了其在地圖測繪過程中的控制作用。顯然,沒有地球觀念,就不會有這種測量方法,清初的地圖測繪工作,也就不會取得那樣大的成就。這種測繪方法的誕生,是中國傳統(tǒng)測繪術(shù)向近代測繪術(shù)轉(zhuǎn)化的具體體現(xiàn)。 地球觀念還與長度基準(zhǔn)的制訂有關(guān)。國際上通行的米制,最初就是以地球子午線長度為基準(zhǔn)制訂的。傳教士在把地球觀念引入中國時,也隱約認識到了地球本身可以為人們提供不變的長度基準(zhǔn)。在《古今圖書集成·歷象匯編·歷法典》第八十五卷所載之《新法歷書·渾天儀說》中,有這樣一段話: 天設(shè)圈有大小,每圈俱分為三百六十度,則凡數(shù)等而圈之大小、度之廣狹因之。乃地亦依此為則。故地上依大圈行,則凡度相應(yīng)之里數(shù)等。依小圈亦有廣狹,如距赤道四十度平行圈下之里數(shù)較赤道正下之里數(shù)必少,若距六十七十等之平行圈尤少。則求地周里數(shù)若干,以大圈為準(zhǔn),而左右小圈惟以距中遠近推相當(dāng)之比例焉。里之長短,各國所用雖異,其實終同。西國有十五里一度者,有十七里半又二十二里又六十里者。古謂五百里應(yīng)一度,波斯國算十六里,……至大明則約二百五十里為一度,周地總得九萬余里。乃量里有定則,古今所同。 所謂大圈,指地球上的赤道圈及子午圈,小圈則指除赤道圈外的所有的緯度圈。這段話告訴我們,地球上的赤道圈及子午圈提供了確定的地球周長,各國在表示經(jīng)線一度的弧長時,所用的具體數(shù)值雖然不同,但它們所代表的實際長度卻是一樣的。換句話說,如果以地球的“大圈”周長為依據(jù)制訂尺度基準(zhǔn),那么這種基準(zhǔn)是最穩(wěn)定的,不會因人因地而異。 《新法歷書》的思想雖未被中國人用來制訂長度基準(zhǔn),但它所說的“凡度相應(yīng)之里數(shù)等”的思想在清代的這次地圖測繪中被康熙皇帝愛新覺羅·玄燁用活了,玄燁據(jù)此提出了依據(jù)地球緯度變化推算距離以測繪地圖的設(shè)想。他曾“喻大學(xué)士等曰”: 天上度數(shù),俱與地之寬大吻合。以周時之尺算之,天上一度即有地下二百五十里;以今時之尺算之,天上一度即有地下二百里。自古以來,繪輿圖者俱不依照天上之度數(shù)以推算地里之遠近,故差誤者多。朕前特差能算善畫之人,將東北一帶山川地里,俱照天上度數(shù)推算,詳加繪圖視之。 [28] 細讀康熙的原話,可以看出,他所說的“天上度數(shù)”,實際是指地球上的緯度變化,他主張在測繪地圖時,要通過測量地球上的緯度變化,按比例推算出(而不是實際測量出)相應(yīng)地點的地理距離。因為緯度的測量比地理距離的實測要容易得多,所以康熙的主張是切實可行的,也是富有科學(xué)道理的。他的這一主張,是在地球觀念的影響之下提出來的,這是不言而喻的。 關(guān)于康熙時的地圖測繪,有不少書籍都從計量的角度,對測繪用尺的基準(zhǔn)問題做過探討,例如,《中國測繪史》就曾提出:在測繪全國地圖之前,“愛新覺羅·玄燁規(guī)定,緯度一度經(jīng)線弧長折地長為200里,每里為1800尺,尺長標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)線弧長的0.01秒,稱此尺為工部營造尺(合今0.317米)。 玄燁規(guī)定的取經(jīng)線弧長的0.01秒為標(biāo)準(zhǔn)尺度之長,并用于全國測量,乃世界之創(chuàng)舉。比法國國民議會1792年規(guī)定以通過巴黎的子午圈全長的四千萬分之一作為1米(公尺)標(biāo)準(zhǔn)長度及其使用要早88年和120多年,(1830年后才為國際上使用)。”[29]因此,這一規(guī)定顯然是中國近代計量史上值得一書的大事。 《中國測繪史》的這種觀點富有代表性,涉及于此的科學(xué)史著作幾乎眾口一詞,都持類似看法。空穴來風(fēng),這種看法應(yīng)當(dāng)有其依據(jù),因為康熙本人明確提到“天上一度即有地下二百里”,這里天上一度,反映的實際是地上的度數(shù),因此,完全可以按照地球經(jīng)線弧長來定義尺度。 但是,如果清政府確實按康熙的規(guī)定,取經(jīng)線弧長的0.01秒為標(biāo)準(zhǔn)尺度之長,則1尺應(yīng)合現(xiàn)在的30.9厘米(按清代數(shù)據(jù),地球周長為72 000里,合129 600 000尺,取其四千萬分之一為1米,則得此結(jié)果),但清代營造尺的標(biāo)準(zhǔn)長度是32厘米,[30]二者并不一致。可見,認為清代的營造尺尺長是按照地球經(jīng)線弧長的0.01秒為標(biāo)準(zhǔn)確定的這一說法,與實際情況是不一致的。 再者,如果康熙的確是按地球經(jīng)線弧長的0.01秒作為營造尺一尺的標(biāo)準(zhǔn)長度,那也應(yīng)該是首先測定地球經(jīng)線的弧長,然后再根據(jù)實測結(jié)果確定尺度基準(zhǔn),制造出標(biāo)準(zhǔn)器來,向全國推廣,而不是首先確定尺長,再以之為基準(zhǔn)去測量地球經(jīng)線長度。 此外,文獻記載也告訴我們,康熙朝在統(tǒng)一度量衡時,是按照“累黍定律”的傳統(tǒng)方法確定尺長標(biāo)準(zhǔn)的,與地球經(jīng)線無關(guān)。在康熙“御制”的《數(shù)理精蘊》中,就明確提到: 里法則三百六十步計一百八十丈為一里。古稱在天一度,在地二百五十里,今尺驗之,在天一度,在地二百里,蓋古尺得今尺之十分之八,實緣縱黍橫黍之分也。 [31] 這段話明確告訴我們,與所謂“在天一度,在地二百里”相符的“今尺”尺長基準(zhǔn),是按照傳統(tǒng)的累黍定律的方法確定的。在這里,我們看不到以地球經(jīng)線弧長為標(biāo)準(zhǔn)確定尺度基準(zhǔn)的影子。 顯然,康熙并未設(shè)想要以地球經(jīng)線弧長為準(zhǔn)則確定尺度,更沒有按這種設(shè)想去制訂國家標(biāo)準(zhǔn)器,去推廣這種標(biāo)準(zhǔn)。他在測量前指示人們按照“在天一度,在地二百里”的比例測繪地圖,是為了測量的簡便,與長度基準(zhǔn)的確定應(yīng)該沒有什么關(guān)系。 |