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地圖功能的演變史

2017-12-06 06:14智七柱
大科技·百科新說(shuō) 2017年10期
關(guān)鍵詞:托勒密

智七柱

智能手機(jī)普及,使地圖用起來(lái)也日益簡(jiǎn)便。它濃縮進(jìn)手機(jī)里,給出行帶來(lái)了極大便利。但是很早以前完全不是這樣,甚至有時(shí)候,地圖根本就不是為了給人指路。

象征權(quán)力的地圖

人類(lèi)使用地圖的歷史大約有3000年。除石器、刀具等工具外,地圖也是早期人類(lèi)探索世界時(shí)發(fā)明的一種工具。

仿佛有某種巧合,現(xiàn)存最古老的地圖,其形狀和大小與現(xiàn)在的蘋(píng)果手機(jī)非常類(lèi)似。它就是古巴比倫的世界地圖,約公元前700年~公元前500年間在美索不達(dá)米亞制成,刻在一塊泥板上。這份地圖很概括,把古巴比倫描繪成圓環(huán)形狀,處在地圖中心位置,國(guó)土被幼發(fā)拉底河一分為二,外圍被海洋環(huán)繞。地圖細(xì)節(jié)不多,大部分地方?jīng)]有名字,少數(shù)地區(qū)才有命名,如亞述。地圖的真正作用,不是用來(lái)導(dǎo)航出行,而是讓地圖持有者(帝國(guó)皇帝)認(rèn)識(shí)整個(gè)世界,當(dāng)然前提是以自己為中心。這是地圖最原始的作用。

事實(shí)上,早期地圖是否準(zhǔn)確,并不太受關(guān)注。古巴比倫地圖之后幾百年,古羅馬制作了一幅大地圖,高約0.3米,寬達(dá)數(shù)米長(zhǎng),可以卷起來(lái)。羅馬帝國(guó)廣袤的疆域就畫(huà)在這幅卷軸上,顯然它不適合出行攜帶,只是彰顯帝國(guó)領(lǐng)地的一種藝術(shù)表現(xiàn)形式。這也是古代地圖的主要作用。

導(dǎo)航天國(guó)的地圖

公元4世紀(jì)開(kāi)始,基督教得到合法地位,并向歐洲各地傳播,基督教的特色也隨之附著在地圖上。

地圖仍然不求精確度,重在彰顯基督福音在世上的傳播。其中最著名的是由英國(guó)赫勒福德郡制作,繪制在一張巨大的動(dòng)物皮上,大小約是1.5米×1.2米。這份地圖上,歐洲、亞洲、北非幾乎沒(méi)有地方能認(rèn)出來(lái),反倒充滿了奇跡異事。比如諾亞方舟坐落于亞美尼亞;非洲居民的眼睛和嘴巴長(zhǎng)在肩膀上;一只山貓?jiān)谛喖?xì)亞半島(今土耳其)昂首闊步,還特地標(biāo)注“它能透視墻壁,能尿出黑色石頭”。

當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為東方是神圣的方向,因?yàn)樯系圩畛鮿?chuàng)造的伊甸園位于東方。地圖頂端就朝向東方,還配了幾幅圖畫(huà),即亞當(dāng)夏娃被逐出伊甸園,及世界末日基督再臨。設(shè)計(jì)地圖,根本不是為了人在地上出行找路,而是為了引導(dǎo)人進(jìn)入天國(guó)。

出海航行的地圖

真正幫助人出行的地圖,直到文藝復(fù)興才發(fā)展起來(lái)。商業(yè)貿(mào)易迅速發(fā)展,尤其是遠(yuǎn)洋貿(mào)易,特別需要地圖指導(dǎo),而基督教的地圖顯然派不上用場(chǎng)。

文藝復(fù)興不只復(fù)興了文藝,還復(fù)興了地圖。公元2世紀(jì),古羅馬帝國(guó)天文學(xué)家托勒密,也是占星家,為了制作星相占卜圖,把羅馬帝國(guó)許多城鎮(zhèn)的位置進(jìn)行了精確標(biāo)注(出生地位置是星相占卜的一大因素)。托勒密收集了大量檔案、故事等各種信息,并設(shè)計(jì)一套經(jīng)緯線系統(tǒng),覆蓋了西歐、亞洲、北非等各地。他還設(shè)計(jì)了使大地的三維球面投影在二維平面上的方法(當(dāng)時(shí)人們已相信大地是球形的),并稱之為“地理”。

結(jié)果無(wú)心插柳,用于星相占卜的地圖,反倒開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)史上兩個(gè)第一:第一份具備實(shí)際導(dǎo)航意義的地圖,第一次涉及到了新的地理學(xué)科。然而它曇花一現(xiàn),西羅馬帝國(guó)滅亡后,托勒密地圖隨即消失。

1000年后,人們重新挖掘古代遺產(chǎn),找到了托勒密的地圖和制圖法。再加上科技進(jìn)步以及羅盤(pán)使用,人們又重新繪制了新地圖,這就是“波多蘭航海圖”。它是大航海時(shí)代的產(chǎn)物,上面都是大海和港口,海面上航道密布,縱橫交錯(cuò),連接各個(gè)港口城市。

不過(guò)托勒密制圖法也存在誤區(qū)。當(dāng)時(shí)哥倫布航海到達(dá)美洲,但他一直認(rèn)為自己到達(dá)的是亞洲。這種錯(cuò)誤某種程度上就是由于托勒密的制圖法導(dǎo)致的,因?yàn)橥欣彰芩?jì)算的世界,比真實(shí)世界小30%。哥倫布用的地圖,恰恰深受這種影響。而且更糟糕的是,制圖者使用阿拉伯長(zhǎng)度單位計(jì)算,它比歐洲常用的單位要大。這些差別哥倫布都不知情,他因此相信到達(dá)亞洲的航程會(huì)很短,一直相信自己已航行到了亞洲。

宣示主權(quán)的地圖

當(dāng)航海不斷深入,人們對(duì)地球的認(rèn)識(shí)越來(lái)越全面。新世界的地圖也越來(lái)越精細(xì),至少海岸線、主要河流以及貿(mào)易頻繁的地方,地圖上都有清晰標(biāo)記。但大陸的廣闊腹地仍然是個(gè)謎,像美洲內(nèi)陸、非洲內(nèi)陸在地圖上往往是大片空白,并以醒目的文字標(biāo)注“未知區(qū)域”。

對(duì)于航海貿(mào)易商來(lái)說(shuō),內(nèi)陸地區(qū)無(wú)所謂。但對(duì)政治家、國(guó)王來(lái)說(shuō)就不同了,因?yàn)閲?guó)家要征稅,還要擴(kuò)張。非洲內(nèi)陸的空白,極大刺激了歐洲的貴族和國(guó)王們。他們紛紛宣稱非洲屬于自己,并派人去探索,去“收割”。

這些都使制圖業(yè)不斷發(fā)展。德國(guó)制圖學(xué)家墨卡托發(fā)明了一種新的制圖法,開(kāi)創(chuàng)了墨卡托投影法。我們現(xiàn)在所用的世界地圖,就是以這種方法設(shè)計(jì)的。為了能在平面地圖上完整顯現(xiàn)三維球體表面,墨卡托把北方和南方遠(yuǎn)處的陸地、海洋面積逐步擴(kuò)大,投射下來(lái)。這種設(shè)計(jì)第一次把全球繪制在一張地圖上,既對(duì)航海幫助很大,也對(duì)國(guó)王們爭(zhēng)奪殖民地“幫助不小”。缺點(diǎn)就是,它輕微地扭曲了人們對(duì)世界的看法??拷睒O的國(guó)家,其國(guó)土面積被人為擴(kuò)大,如加拿大和俄羅斯,而赤道地區(qū)則人為地縮小了,如非洲。

日益精細(xì)的地圖

19世紀(jì)后期,數(shù)學(xué)推理和測(cè)量技術(shù)大幅進(jìn)步,隨即引爆了制圖業(yè)。世界地圖越來(lái)越精確,地方的局部地圖也是如此。

法國(guó)人開(kāi)始丈量全國(guó)土地,以前所未有的精確度,計(jì)算國(guó)土面積。所憑的技術(shù)就是“三角測(cè)量”(三角學(xué)的相關(guān)知識(shí)),還有當(dāng)時(shí)的高科技產(chǎn)品“經(jīng)緯儀”(水準(zhǔn)儀),因此能將全國(guó)各地成千上萬(wàn)的測(cè)量數(shù)據(jù),以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)銜接在一起,制成一張圖。另外,雙目望遠(yuǎn)鏡的問(wèn)世,也使測(cè)量人員眼界放寬,視野擴(kuò)展到數(shù)十千米之外。

英國(guó)人也是如此,以精確到平方碼(1平方碼=0.84平方米)的標(biāo)準(zhǔn)繪制英國(guó)地圖。德國(guó)人很有商業(yè)眼光,制作了同樣精細(xì)入微的歐洲地圖,尤其主要城市標(biāo)注得很清晰;還保持地圖每年更新,精確程度日益提高,能標(biāo)識(shí)城市的建筑物。這完全類(lèi)似于今天的旅游地圖,歐洲人借此可以方便地出門(mén)旅游。很多商人為爭(zhēng)取曝光率,甘愿出錢(qián),以保證自己的商標(biāo)、建筑物能出現(xiàn)在地圖上。

第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,歐洲大陸接連淪陷,英國(guó)承受的壓力陡增,但是地圖為英國(guó)得勝提供了很大幫助。當(dāng)時(shí)英國(guó)首相邱吉爾把作戰(zhàn)指揮室建在地下,與幾十名軍事將領(lǐng),天天面對(duì)一幅巨大的地圖;然后在自己臥室里也掛了一幅巨大的英國(guó)地圖,清晰顯示英國(guó)海岸、城市,時(shí)刻思索著怎樣抵抗侵略。

當(dāng)?shù)貓D越來(lái)越普及,它不僅顯示地理,還顯示人的意識(shí)形態(tài),這曾經(jīng)在一段時(shí)期很流行。當(dāng)時(shí)英國(guó)一位社會(huì)改革家繪制了倫敦的道德地圖。他以不同顏色標(biāo)注不同的收入水平,又把收入水平與犯罪傾向聯(lián)系起來(lái),于是地圖上不同顏色就代表了不同的道德(犯罪)水平。本來(lái)改革家想幫助窮人,但事與愿違,顏色區(qū)分反倒加強(qiáng)了對(duì)窮人的傷害,因?yàn)樗穆?lián)系本身存在問(wèn)題。美國(guó)也有類(lèi)似區(qū)分,對(duì)于地圖上“劃紅線”的窮人社區(qū),銀行拒絕提供任何借貸。

活靈活現(xiàn)的地圖

時(shí)至今日,地圖重又回歸導(dǎo)航物質(zhì)世界的功能,而且更進(jìn)一步,它變成了“活地圖”。

人們用得最多的,就是手機(jī)的地圖軟件。它是一種智能地圖,通過(guò)全球定位系統(tǒng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)服務(wù),實(shí)現(xiàn)精確定位,能顯示出手機(jī)(也就是用戶)在哪條街道,前進(jìn)方向,甚至精確到街道的哪一側(cè)。

這幅活地圖顯示人們所處位置,還時(shí)時(shí)更新,并且還會(huì)“說(shuō)話”。導(dǎo)航時(shí)它會(huì)以清晰的語(yǔ)音播報(bào),向前走多遠(yuǎn),到哪轉(zhuǎn)彎,何時(shí)到達(dá),等等。在蘋(píng)果、百度、高德等地圖軟件上,這基本已屬標(biāo)配功能了。與紙質(zhì)版地圖相比,這顯然更方便。不必知道東西南北四方在哪里,一個(gè)人就可以借地圖到達(dá)他從未到過(guò)的地方。這在以前是不可想象的,人們也因此對(duì)手機(jī)地圖的依賴越來(lái)越嚴(yán)重。

然而,這種趨勢(shì)不見(jiàn)得是好事。2008年日本一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),使用智能地圖導(dǎo)航,人的空間記憶會(huì)更模糊;而使用紙質(zhì)地圖,則更清晰。同年美國(guó)一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn),智能地圖會(huì)降低注意力,削弱空間記憶細(xì)節(jié)。如果地圖導(dǎo)航出錯(cuò),則會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性后果。

2016年,加拿大一位女子駕車(chē)使用手機(jī)地圖導(dǎo)航,絲毫沒(méi)留意周邊路況,結(jié)果一頭開(kāi)進(jìn)了大海里。所幸自己逃出生天,但汽車(chē)沉入了海底。無(wú)獨(dú)有偶,比利時(shí)一位女子本意去首都布魯塞爾,卻被導(dǎo)航帶到了德國(guó),而且她絲毫沒(méi)注意,繼續(xù)前行,直到開(kāi)進(jìn)克羅地亞看到“外語(yǔ)”路牌才注意到不對(duì)勁。美國(guó)一位男子按手機(jī)導(dǎo)航開(kāi)車(chē),結(jié)果開(kāi)進(jìn)了公園,還卡在樓梯臺(tái)階上動(dòng)不了。

科技日益發(fā)達(dá),方便了人們出行,可是也使人們心智、記憶退化。未來(lái)到底孰好孰壞?一切還只能等待時(shí)間的答案。

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