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《坤舆万国全图》十问
——“《坤舆万国全图》地图数字复原与讨论 ”论文提要
2010年，央视中文国际频道（CCTV-4）《国宝档案》栏目曾专门介绍过《坤舆万国全图》。2018年2月4日，央视综艺频道（CCTV-3）大型文博探索类节目《国家宝藏》第九期又重磅推介了典藏于南京博物院的《坤舆万国全图》，并邀请85岁高龄的“国宝守护人”——原解放军测绘学院院长、中国科学院院士、地图学家高俊进行了精彩解读。高俊院士鹤发童颜，和张晨光共同演绎了《坤舆万国全图》的前世今生。
高俊院士在《国家宝藏》解说《坤舆万国全图》
长期以来，《坤舆万国全图》秘不示人，地图专家和普通大众根本无法一窥地图真容，是电视让世人第一次近距离观赏这件国宝，对该图的关注度大幅飙升。2019年浙江美术馆“心相·万象——大航海时代的浙江精神”特展才让更多普通观众一睹《坤舆万国全图》真容，一时间观者如云，就连展览的学术主持——明史学者樊树志也称这是他第一次亲眼见到《坤舆万国全图》。
正因“秘不示人”，学术界对《坤舆万国全图》有不同认识，特别是地图投影。比如，曹婉如等（1983）、黄时鉴等（2004）、杨泽忠（2004）、梁书民（2013）、翁莹芳（2016）、邹振环（2016）等专家学者对其投影方法及投影性质等表述都不尽相同。《坤舆万国全图》投影这一地图制图学基本分歧，激发了我们对《坤舆万国全图》的关注和研究。我们的研究点主要集中于地图投影、地图复原、世界地图编图等方向。
最近，《坤舆万国全图》的阶段性研究成果将刊登在2021年《测绘科学》杂志上。现就《
<坤舆万国全图>地图数字复原与讨论》一文相关研究成果及认识，以10个问答形式编写提要，供参考。01
《坤舆万国全图》的本质？
答：《坤舆万国全图》中国现存最早的巨幅（足有1人高）世界地图，图上包含了众多天文、地理图表和风土人情、奇闻异事等内容，类似今天的知识地图。
▲明尼苏达大学图书馆《坤舆万国全图》藏本（据美国国会图书馆）
日本东北大学藏
▲2019年浙江美术馆“心相·万象——大航海时代的浙江精神”特展上亮相的《坤舆万国全图》彩色摹绘本（南京博物院藏，作者摄）
▲中国国家图书馆馆藏《坤舆万国全图》彩色摹绘本残本局部（据翁莹芳）
02
《坤舆万国全图》的地图投影？
答：《坤舆万国全图》主图采用了16世纪世界地图编绘时流行的椭圆投影（oval projection），南北两半球附图采用了等距方位投影（azimuthal equidistant projection）。
03
地图主图是椭圆形吗？
答：不是，地图主图轮廓由“1个正方形”外加“2个半圆形”构成。
椭圆投影（oval projection）除中央经线为直线外，其余经线均为沿赤道等间隔分布的对称弧线（当经度超过半球时，弧线为半圆），中央经线长度无变形；椭圆投影的纬线为等间隔平行线，赤道上长度无变形；椭圆投影的两极收敛于直线，其长度为赤道长度的一半。
▲椭圆投影（oval projection）经纬网性质示意（其中黄色矩形为正方形）
04
地图复原的意义及认识？
答：《坤舆万国全图》地图数字复原，让古老的地图走出故纸堆，重获新生，对深入理解当时的测绘技术、制图方法及地理认知等具有重要的历史和现实意义。
▲数字恢复的《坤舆万国全图》主图
▲数字恢复的《坤舆万国全图》北半球和南半球附图重新从测绘学角度探究《坤舆万国全图》这一中西文明交流互鉴的伟大遗产，在推动“一带一路”倡议和构建人类命运共同体的今天仍有着特殊的借鉴意义。具体认识如下。
1
认识之一
《坤舆万国全图》作者具备了相当地图投影知识和高超的制图技巧。
将《坤舆万国全图》主图及附图转换到地理坐标，可直接比较二者的差异。
▲数字恢复的《坤舆万国全图》主图和南北半球附图对比
上图比较表明，《坤舆万国全图》地图主图与南北两半球附图统一坐标基准后，海陆轮廓基本一致，地图作者具有高超的制图技巧，熟悉椭圆投影和等距方位投影下的地图制法。但是，主图和附图在北极区域差异巨大，并非按投影坐标严格制图，《坤舆万国全图》北极的岛屿应是随意画上去的。
2
认识之二
利玛窦时代，人类对世界地理认知已较为深刻，接近现今。
将《坤舆万国全图》地图主图同实际海陆轮廓进行对比，可整体把握当时对世界地理的描绘精度。
▲《坤舆万国全图》同现代海陆轮廓对比
上图给出了现代地理坐标下《坤舆万国全图》海陆轮廓的对比。由此可知，明万历年间印制的《坤舆万国全图》其海陆轮廓同现今世界地图非常接近，不得不感叹当时高超的制图技巧和对世界地理的精确认知。整体上讲，纬度的测绘非常准确，欧洲、非洲一直到印度半岛的经纬度测绘都较为准确，但中国（东亚）、美洲的经度误差较大，中国的位置整体上西偏达10°量级。尽管《坤舆万国全图》选取了福岛以东170°经线做中央经线，使明王朝更接近世界的中央，中国位置的西偏恰说明《坤舆万国全图》不是以中国为中心进行测绘的，也正因缺乏精准的经度观测资料才造成绘制时明王朝疆域整体西偏。
3
认识之三
《坤舆万国全图》可能参考了1546年Gastaldi世界地图。
Gastaldi世界地图可能也是《坤舆万国全图》的参考资料之一。通过调整《坤舆万国全图》的中央经线，将其本初子午线设为中央经线，同时调整南美大陆部分的横纵比，使之同Gastaldi世界地图的经纬网重合。
▲《坤舆万国全图》南美大陆同Gastaldi地图套合
上图给出了该过程示意，可以看出《坤舆万国全图》南美大陆轮廓基本同Gastaldi世界地图一致，特别是南美大陆西海岸线延伸趋势非常一致。该投影转换及变换的实例表明《坤舆万国全图》南美大陆轮廓并不比早期的欧洲世界地图更准确，相反《坤舆万国全图》中南美大陆轮廓有可能参考了Gastaldi世界地图。这一实例也表明《坤舆万国全图》研究中应该重视意大利制图师的作品，利玛窦作为意大利人，或许更偏好参考其母国的地图作品。
05
《坤舆万国全图》成图年代？
答：《坤舆万国全图》成于利玛窦时代。
《坤舆万国全图》“钱塘张文焘过纸，万历壬寅孟秋日”明确记载该图墨印本为1602年版。
《坤舆万国全图》墨瓦腊泥峡（麦哲伦海峡）下方注“墨瓦蜡泥（麦哲伦）系拂朗几国人姓名，前六十年始过此峡，并至此地，故欧逻巴士以其姓名名峡、名海、名地”，说的正是麦哲伦1520年过麦哲伦海峡，据此推算这段话成于1580年左右。
南美大陆西侧还注有“南北亚墨利加并墨瓦蜡泥加，自古无人知有此处，惟一百年前欧逻巴人乘船至其海边之地方知……”，哥伦布1492年发现新大陆，按此推算这段话成于1592年左右。
综上，《坤舆万国全图》作品成于利玛窦时代。
06
“今相通近七十余载云”何解？
答：从利玛窦时代上溯70余年，正是西方打通了到中国沿海的“海上丝绸之路”，对应“今（利玛窦时代）相通近七十余载云”。
利玛窦1582年抵达中国澳门，1583年抵肇庆，由此上溯七十年正是明正德时代。《明实录》记载正德年间“佛郎机国（葡萄牙）差使臣加必丹末等贡方物，请封，并给勘合”，《广东新语》也载“正德间，佛郎机绐称入贡，自西海突犯莞城”，正对应了“今相通近七十余载云”的记载。
正是明正德时期中欧海上航路的打通，利玛窦才得以观光中华，成就《坤舆万国全图》；也正是从那时起，葡萄牙长期占据了澳门，康有为称的“四千年中二十朝未有之奇变”正悄然临近中华大地。
07
1114个地名中一半都没出现在欧洲地图上吗？
答：不是的。《坤舆万国全图》地名多达1000个以上，目前仍无定数。更无法证实1114个地名中有一半以上都没出现在欧洲地图上。
例如，黄时鉴等（2004）的地名通检上称《坤舆万国全图》有地名1114个，而高翔（2015）认为有地名近1200个。
再如，按《地名通检》沙勿牙是“原图未见”，德礼贤（Pasquale M. d’Elia，1890-1963）将其对应为Savoia，德礼贤神父和黄时鉴等均没有在Ortelius地图上检出沙勿牙（黄时鉴等，2004），但实际上Ortelius《寰宇概观》欧洲地图上有Savoie即萨伏依，萨伏依法语作Savoie，意大利语作Savoia，是法国东南部和意大利西北部历史地区。
04
漠北为何沿用永乐帝命名地名？
答：因为是中国人（永乐皇帝）首次命名，最能够彰显成祖文皇帝的文治武功，这也是利玛窦所获得的最新地理知识。
对两京十三省的明代中国人而言，漠北（鞑靼）属外夷，非中华，此处地名参考了《广舆图》。连云碛、榆木川等地最显著者实为图上横亘于中国北方的巨大沙漠带，沙漠以黑点形象表示，明显沿袭了《广舆图》。《广舆图》中《朔漠图》上地名连云碛、榆木川、苍松峡、远安镇、清虏镇、威虏镇、饮马河、撒里怯儿、杀胡镇、土刺河、干难河均见于《坤舆万国全图》。《广舆图》上明确记载“赐名饮马河”、“南望北斗，成祖北征至此，赐名威虏镇”、“成祖北征至此，赐名杀胡镇”等。上述地名正是明朝对鞑靼、瓦蜡等部的地理命名，长期沿用。例如，清嘉庆四年（1799年）章学濂重刊增补的《广舆图》仍保留有榆木川等地名，说明这些永乐时期命名的地名在嘉靖、万历甚至到清中期仍在沿用。
▲榆木川、远安镇、清虏镇、威虏镇、饮马河、撒里怯儿、杀胡镇等地名在《广舆图》上的标注（据哈佛燕京图书馆）
标注榆木川等地名正体现了利玛窦最新的地理资料发现，这些地名的选取也极有可能同李之藻等明代士大夫有关，只有统治阶级更清楚清虏镇、威虏镇、饮马河、杀胡镇等命名最能够彰显成祖文皇帝的文治武功，具有极重要的政治意义。成祖五次北征后，仅英宗曾亲征瓦剌，但也仅到大同一带，随即 “土木之变”，明代只有成祖时期曾控制过鞑靼、瓦蜡的部分地区并为之命名，这也是嘉靖、万历乃至清中期一直沿用榆木川等“古老”地名的原因。
09
“罗经正峰”磁偏角何时为零？
答：现有地球物理学证据表明，利玛窦时代“罗经正峰”（非洲南端厄加勒斯角附近）附近磁偏角才为零（接近零，磁北与真北重合）。
美国地质勘探局（USGS）或美国国家海洋和大气管理局（NOAA）发布的1590年世界磁偏角等值线图表明过“罗经正峰”的磁偏角为0（接近0）。1590年磁偏角图是由GUFM地磁模型计算而来，该模型是通过大量古老航海日志、磁测资料、台站及卫星磁测数据构建，可以确定1590.0 -1990.0年地球主磁场（地核场）。
▲基于GUFM模型计算的历史磁偏角
上图GUFM模型计算的1590.0年、1600.0年、1700.0年及1800.0年全球磁偏角表明自1590年以来地磁场存在显著的西向漂移特征，过非洲罗经正峰处的地磁场零偏线自1590年起一直西漂，100年后漂至大西洋，200年后则漂至美洲，其中1700.0年大西洋地磁场零偏线特征在哈雷的图上也有清晰反映。全球地磁场平均每年西漂约0.2°，只有利玛窦时代“罗经正峰”（非洲南端厄加勒斯角附近）磁偏角才应该为零（接近零）。
西方有称1500年前后葡萄牙航海家发现非洲南部海岸磁北与真北方向重合之地，并命名Cabo das Agulhas（厄加勒斯角），有指南针岬角之意。就地磁场分析，难以支撑1500年前后厄加勒斯角附近磁偏角为0，但16世纪末非洲南端地磁观测却是有明确记载的。Beattie等（1903）收集的资料显示好望角在1605-1609年间磁偏角为0，哈雷彗星发现人Halley（1692）发表的资料显示大概1600年间厄加勒斯角的磁偏角为0。
厄加勒斯角地名起源的另一说是指礁石形状似针，16世纪许多地图都显示从厄加勒斯角伸向南方大海的巨大针状暗礁，《职方外纪》也称“此山（大浪山或喜望峰）而东尝有暗礁，全是珊瑚之属，刚者利若锋刃，海船极畏避之”。或许16世纪后期的磁偏角特征才促使指南针岬角一说流行，因为那时人们认为磁偏角是恒定的。关于厄加勒斯角1500年左右磁北与真北重合的说法，我们从地球物理学证据考察，认为极可能是16世纪晚期附会的。
10
本初子午设在哪？
答：选取过福岛经线为本初子午线（0度经线）。
《坤舆万国全图》采用的本初子午线为过福岛（今加纳利群岛）的经线，延用了托勒密地图的本初子午线。通常认为《坤舆万国全图》主要来自Ortelius和墨卡托的世界地图，但Ortelius或墨卡托世界地图的本初子午线均不过福岛，而是选择较福岛更西边佛得角群岛所在经线作为本初子午线。因此，我们倾向于利玛窦也参考了其他本初子午线过福岛的世界地图资料，《坤舆万国全图》使用的西方地图资料不应局限于Ortelius和墨卡托的世界地图，至少利玛窦来华航海过程中使用了葡萄牙的海图资料，这是为学界所忽视的。
▲《坤舆万国全图》古今对照
从本初子午线选取上看，《坤舆万国全图》无疑遵从了托勒密世界地图，托勒密认为世界的最西端为福岛。最近，Livieratos（2016）对《坤舆万国全图》中美洲大陆安放的位置提出了新的学术观点，认为利玛窦将新世界（美洲大陆）置于地图的东方是对托勒密0-180°世界地图的自然扩展，从西方旧世界向东方新世界的延伸传承了托勒密的宇宙观。长期以来，人们认为利玛窦为了迎合中国人而将中国置于世界地图的中央*，该观点却与传统看法截然不同，无疑值得学界重新审视。
*注：洪煨莲（洪业先生）《考利玛窦的世界地图》一文曾引金尼阁的话解释该说法，称“有一件事颇可注意者，利神甫之善于迎合中国人之心里也。彼等信天圆而地方，而中国居地之正中，故见西洋地理学家置中国于地图之极东一角，则怒。虽以数理谕之：地与海既合成球形，无所谓东西终始，然终不能晓也。利氏于是稍变更吾人绘地图之常法，移福岛及其零度经线，出图之中央，而置之于图之左右两边。如是，则中国竟移居至图之中，而中国人遂大满意”。
后 记
对近年来对《坤舆万国全图》的“颠覆性”看法，我们结合《职方外纪》《坤舆全图》《广舆图》等古代文献提出了一些认识，某些认识其实并非新的观点，事实上，当代利玛窦世界地图研究中，洪业（洪煨莲）、陈观胜等在1936年中国禹贡学会出版的《禹贡》第五卷第三、四期合刊“利玛窦世界地图专号”上发表论著仍有着重要作用，许多立论仍具有开创性意义。洪业、陈观胜甚至提出了利玛窦以后有关世界地图之学没有继续在中国得到更好发展的疑问，感叹“鱼未得而筌已忘”，其对地理学愈来愈落后于西方的感慨竟有如习近平总书记在中国科学院第十七次院士大会、中国工程院第十二次院士大会上提出的“地图之问”。
利玛窦世界地图研究中，还应该注意地图作者并不是为编绘世界地图而编绘的，这或许本身就有别于其他地图。利玛窦是耶稣会传教士，尽管他带来了非常先进的地理知识，但仍不能苛求地图的现势性。《坤舆万国全图》中的上海、下海等地名所封印的罗马帝国时代辉煌记忆就是体现，传教士标注这些古老地名也实属必然，其实Ortelius《寰宇概观》Romani Imperii Imago也标注有Mare Superum和Mare Inferum。我们不应忽视西方传教士在地理著作中传播天主教的本义，实际上利玛窦及其后继者庞迪我、熊三拔、艾儒略、毕方济、南怀仁、蒋友仁、雷孝思、马国贤、白晋等正是用地图找到了打开古老国度大门的钥匙，封闭千年的中国也开始逐渐同西方世界联系起来。
▲明清之际来华的利玛窦、汤若望、南怀仁
从二十世纪初海内外对利玛窦世界地图研究起，历经百年，利学及利氏地图研究仍方兴未艾。对《坤舆万国全图》进行数字恢复，让古老的世界地图走出故纸堆，重新从测绘学角度探究这一中西文明交流互鉴的伟大遗产，或许在推动“一带一路”倡议和构建人类命运共同体的今天仍有着特殊的借鉴意义。
致谢：研究中使用了美国国会图书馆、世界数字图书馆、哈佛大学图书馆、中国国家图书馆、浙江图书馆等在线图书馆的大量资料，在此表示感谢！对《坤舆万国全图》的研究涉及诸多方面，本文许多观点和史料仍难免错误。
已发表相关成果
《坤舆万国全图》主图投影及地图数字恢复[C]. 创新融合 智绘未来 中国测绘学会学术年会论文集（2019）, 2019: 203-206.
论斜轴投影编制小比例尺世界地图[C]. 国家安全地球物理丛书（十四）资源·环境与地球物理, 2018, 370-375.
地球科学“西学东渐”肇始——国家宝藏之《坤舆万国全图》[J]. 国土资源科普与文化,2018:42-47.
关于作者
李敬敏，中国自然资源航空物探遥感中心高级工程师，长期从事地图制图学与地理信息系统在地质调查领域的应用和相关研究。
骆遥（通讯作者），中国自然资源航空物探遥感中心高级工程师，长期从事航空地球物理勘探科研和生产。E-mail：geophy@vip.qq.com
来源：测绘科学；作者：李敬敏、骆遥
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原标题：《科普 | 《坤舆万国全图》十问》