十八世紀初期前後,歐洲地圖製作與交易的中心已經由荷蘭轉移到法國,以德利勒為代表的一眾法國製圖師,引導了地圖製圖風格向簡潔與科學的方向發展。弗萊徹的這幅地圖,也遵從了這種風格,遠看上去,地圖整體非常簡潔、清爽,但放大細看之下,整幅地圖的天文及地理信息又非常密集,信息量極大。
弗萊徹《適用於天文學的地球總圖》1782年版
首先,這張世界地圖採取了雙半球的描繪方式,但是,與那個時代通常採用的「東西兩半球+水平布局」的方式截然不同的是,弗萊徹將太平洋所在的半球又一分為二,將地球切割成了三部分,再以南北極為連接點,並採取了縱向布局的方式,將三個部分組合在一起。以這種角度觀看一幅世界地圖時的感受明顯是新奇的,比如,中間那個大西洋半球的南方和北方就是顛倒過來的,非洲、歐洲、美洲都以一種「大頭朝下「的輪廓挑戰著我們頭腦中的既有印象,而太平洋半球的上下(南北)兩部分則被「布置」在地圖的上下兩端,並保持了上北下南的習慣視角,原始地圖的尺寸約為19英寸x13英寸。
圖中,國家等政治實體的地域輪廓被用連續的虛線勾勒和分隔開來,河流和重要的城鎮遍布在每一個大陸的內部。從歐洲的法國、南美洲奧古菲特角、非洲好望角等地輻射出來的恆向線覆蓋了整個大西洋區域,這曾經是依靠指南針進行導航方法下的海圖必要元素,它讓這張世界地圖透露出一絲傳承自波託蘭海圖時代的古典風格。但波託蘭海圖上很少有經緯度的概念和描繪,而這張世界地圖則同當代地圖一樣,布滿了經緯線構成的網格。細看會發現,雖然圖中的緯度線同今日一致,赤道、南北回歸線、南北極圈等重要緯度線都做了突出的描繪,但零度經線並非我們今日熟悉的經過倫敦格林威治天文臺的子午線,而是採用了經過大西洋上加納利群島的子午線,這種劃定明顯是遵循了古典的託勒密地理學的方式(託勒密的地理學稱其為幸運群島),這也造成了該圖上的經度坐標數值與當代的地圖完全不同。
然而,地理要素遠非作者要在這幅地圖上和我們分享的唯一信息,作者的目的是為了讓觀賞者直觀地感受到地理學和天文學的相互依賴與關聯,為此,這幅地圖周邊的大量信息都是圍繞著這一目的而展開的。
首先吸引觀賞者目光的,是對稱分布在地圖左右兩側的各三個太陽形狀的圖案,從那裡放射出標註著月份和日期的虛線,一直延伸成為地圖裡的緯度線,它代表著在一年中那條虛線對應的月份和日期裡,太陽的緯度高度。地圖左側的「LEVER DU SOLEIL」意思是「太陽升起」,地圖右側的「COUCHER DU SOLEIL」意思是「太陽落下」,但其實地圖左右兩側的虛線及日期是完全對稱的,太陽在一天之內的高度變化極小,之所以如此布局,既有美學上的考慮,也便於把太陽一年中運行軌跡上的黃道十二宮分別標繪在地圖左右兩側。比如,最左上角那個太陽形象裡,標識著「CAPRICORNE」,它代表著黃道十二宮中的第十宮——摩羯座,從那裡延伸出來的太陽緯度的高度虛線,延伸到地球內部,成為一條叫做「TROPIOUE DU CAPRICORNE」的特別的緯線,這就是著名的「南回歸線」,線上的日期「20 Decemb」代表著每年的12月20日左右,太陽光直射在南半球的最高緯度,大約在南緯22.5°左右,這一天,通常是中國人的「冬至」節氣、是北半球寒冬夜最長、白晝最短的一天,卻是南半球溫暖夏季的開始。右下角那個巨蟹座「CANCER」,則放射出那條「北回歸線(TROPIQUE DU CANCER)」延伸到地圖內部,那是圖中的「21 Jum」,也是中國人的「夏至日」。巨蟹座和摩羯座的連線,是一條黑白相間的粗線,代表著太陽運行的軌道面——黃道,在地圖的中部,它同零度經線和零度緯線相交在一點,零度緯線(即赤道)和它的夾角稱為「黃赤交角」,約22.5°的度數正是南北回歸線的緯度數值。
左上角那個太陽形象裡,標識著CAPRICORNE——摩羯座,中上是Loxocosm——天球儀
除了對太陽運行軌跡與地理信息之間關係的描繪,在地圖上還能夠發現遍布於幅面上許多地點的閃亮的星星圖案,那不僅僅是人類仰望深邃的星空產生的哲學思考,也有著現實的應用價值及意義,他們也是天文航海中重要的導航坐標參照系。比如在北極點出描繪的「POLAIRE」即北極星,再比如在中圖右側可以見到「SIRIUS」,那是除了太陽以外,人類所能見到的最亮的恆星——天狼星(大犬座α星),它的赤緯高度約17°左右,但只有在冬季或者早春比較容易觀測到,在圖中,它處在天蠍座和水瓶座的延伸緯線高度上,對應著11月中旬到2月中旬的時間段。在地圖的右下角的星表,配合著上方的文字,闡述的正是天體由於地球自轉而產生的星空觀測軌跡變化等的說明。
北極點出描繪的「POLAIRE」即北極星
在地圖最上面部分中的紐西蘭東南方向,可以發現「Antipodes de Paris」,這是巴黎在地球上的對蹠點,地圖正下方的大段文字資料,闡述的是關於對蹠點的理論及應用意義,在我們的公眾號介紹另一位同時代的法國製圖師德斯諾斯的《探索未知南方大陸的故事》一篇中,曾經介紹過對蹠點(Antipode projection):「為地理學與幾何學上的名詞。簡單的說,從地球上的某一地點向地心出發,穿過地心後所抵達的另一端,就是該地點的對蹠點」,地球的南北極就是一對兒對蹠點,因此,對蹠點也可稱為地球的相對極。如果將一張世界地圖沿經度線對摺並撕開成兩半後,將其中一半相對於另一半旋轉180度後,彼此重疊的兩個點就是對蹠點。由於對蹠點分別位於地球的兩端,其最大的特徵就是彼此的寒暑與晝夜剛好相反;此外,就電磁波通信而言,對蹠點之間的傳遞效果通常都較其周邊地區好,這就是所謂的「對蹠點效應(antipode effect)。」
「Antipodes de Paris」是巴黎在地球上的對蹠點
地圖左側的的文字主要圍繞著兩個儀器的草圖做了解釋說明,這是弗萊徹本人的發明,上部的儀器弗萊徹稱其為「Loxocosme」,可以看做是某一種天球儀,它的設計初衷是為了直觀的展示由於地軸的傾斜如何導致了一年中不同季節裡晝夜長短的變化。為此弗萊徹還曾專門出版了介紹該儀器原理和應用的文章*,這臺儀器在法蘭西學院以及英國女王面前、丹麥、德國和義大利的科學家中都進行過演示,被認為是那個時代裡便捷而精確的發明,左下部描繪的儀器稱為「Quart de Cercle」,即一種四分儀,它是弗萊徹的另一項發明,其主要功能是測量類似於太陽等天體的緯度高度,其原理同航海中使用的六分儀類似。
*這篇文章有個很長的題目,叫做《Loxocosme ou démonstrateur du mouvement annuel tropique et diurne de la Terre autour du Soleil, et causes des phénomènes des saisons, de l'inégalité des jours, du lever et du coucher du Soleil par toute la Terre, du cours de la Lune et des planètes, etc., avec des réflexions sur le système de Copernic.》
Loxocosm-天球儀,直觀的展示由於地軸的傾斜如何導致了一年中不同季節裡晝夜長短的變化
「乾坤顛倒」的大西洋半球同上下兩半的」太平洋半半球」相切的點,就是此圖中的南極點和北極點,在兩處極點的空白部分,分別寫著弗萊徹的注釋。
在北極點附近,除了那顆閃耀的北極星,弗萊徹引用了海軍上將方特(Amiral de Fonte)最早於1768年在倫敦出版的信函,預言在北極極點附近存在著島嶼,據說方特曾經從東北太平洋一直穿行到今日加拿大的北方水域,雖然後來發現這次所謂的航行純屬虛構,也不存在巧合的雷同,但在弗萊徹的時代,這個話題的真實性曾長期存在爭議。
在南極點附近的橢圓形區域裡,地理信息是一片空白,只有弗萊徹的注釋文字。圍繞這片極地橢圓形區域的外圍,有許多黑色圓點,那裡代表著曾經發現過冰山(Glaces)的區域;還有醒目的、曲曲折折的紅色航線,那是偉大的庫克船長几次環球探險航行的航線,不同的航線上還標註著1768、1773、1774等年代的字樣。在地理大發現時代,歐洲人曾長期相信在世界的南方存在著一塊巨大的南方大陸,用以平衡我們所在的這個星球,對於未知南方大陸的地理假設也出現在各種各樣版本的地圖之中,這個漫長的故事可以參看我們的《發現未知南方大陸的故事》一篇。當偉大的庫克船長完成了他的第二次環球探險時,他航程的軌跡已經深入到南半球的高緯度地區,正如圖中所標繪出來的一樣,加之澳大利亞和紐西蘭的大陸輪廓已經日漸清晰,人們認為它們就是預料與預言之中的南方大陸,歐洲探險者對於在南半球更高緯度的地方發現另一片南方大陸的預期已經大大的降低了。但是在這個1782年版的世界地圖上,弗萊徹仍然堅信,有證據表明在南極點地區存在著一個大陸,他在圖中這樣注釋到:「冰只能由河流形成,這些河流從附近的大地上匯聚而成。因此,我們必須認為,在南極圈的範圍之內應該存在著一片覆蓋極點的巨大陸地,根據冰山的規模結構,意味著這片陸地的直徑(跨度)不小於40度,其周長也相應地超過3000裡格*。」30多年後,1820年1月16日,俄國探險家別林斯高晉(Bellingshausen 1779-1852)首次發現了南極大陸,並用了接近一年的時間在其外圍繞航一周。弗萊徹在這幅地圖中的預言也終於得到了印證。
*裡格,長度單位,1法國裡格在十八世紀末期約等於4千米。當代測量的南極洲海岸線的長度約18000千米。
別林斯高晉-Bellingshausen- 探索南極大陸的航程
今天,在美國國會圖書館、紐約公共圖書館和慕尼黑的巴伐利亞圖書館,都有機會欣賞到這版珍貴的古老地圖,對於地理學與天文學的啟蒙來說,它依然是個極好的範例和載體。
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