制圖學在東西方都是古老的學科,可上溯至史前關于漁獵之域的描繪。在歐洲,公元前3世紀希臘天文學家埃拉托色尼能夠計算出五十里范圍內地表長度的正確數值。公元前1世紀的希臘人馬里努斯首先提出在地圖上運用投影的思想把地球圓形表面的全部或部分壓縮到一個平面上。
在中國,地形測繪自然也很古老,先秦時期已經發明了測量工具“規”與“矩”并進行地形測量與方位測量。漢代,天文定位法被引入方位測量,十字線網格測量距離的原理也得到應用。說起地圖繪制,當古羅馬人還在繪制道路里程圖時,晉代的裴秀就發展出一套繪制地圖的理論并據此繪制禹貢地域圖。
趙昺清楚東西方在制圖學上此時已經走上了兩條道路,而裴秀在繪圖上的理論可以影響了中國一千余年。他的理論可以概括為“制圖六體”,即制圖時要考慮的六方面因素分率比例尺、準望方位、道里道路里程、高下地勢高低、方邪角度、迂直彎曲度。
有了這些考慮之后,可以確定各地標的空間關系,但如何將這些關系呈現在一張平面圖上呢這便衍生出“計里畫方”之法,是為使地圖圖形正確縮小尺寸而設計的按比例繪格網的方法。先在圖上布滿方格,方格邊長代表實地里數;然后按方格之框定繪制地圖內容。
因而“制圖六體”成為中國傳統制圖理論的重要依據,計里畫方之法則是基本操作法,雙雙沿用一千五百余年,歷代著名地圖都少不了計里畫方。裴秀之后,還有唐代賈耽的海內華夷圖、北宋沈括的天下州縣圖以及元代朱思本的輿地圖。但皆沒有跳出這個圈子,歷朝所改良處主要在緯度及里程測量的精準度以及折算的比例。
宋朝普遍使用“水平”水準儀、“望尺”照板、“干尺”度干等儀器來測量地勢的高低,沈括又以“互同”取代“道里”,可視為現代的等高線標記。當下郭守敬雖然能夠準確測量各地緯度,卻無人將此成果運用于地圖繪制,而此時期地圖的最高成就為朱思本的輿地圖。其長處在于,因朱思本勤于實地考察,山脈、湖泊、河流的位置、形狀與距離繪制較為準確。
趙昺來到這個世界,他清楚地圖對于一個國家的重要性,因此對此十分重視。而由于傳統和觀念上的制約,他不敢直接引用西方的投影法,而是以借鑒了明代羅洪先的計里畫方法。
這種方法依然是脫胎于制圖六體,只是羅洪先開創了系統使用圖例的方法,并全面采用“計里畫方”法,比例尺的設立也依地圖之范圍大小而異,便于拼接和解讀。其的繪圖原則總圖以每方為五百里,分省圖每方百里,其他專題地圖分別采用每方四十里、百里、二百里、四百里、五百里不等。
計里畫方法在中國沿用千余無所替代,放在如今技術迭代日新月異的環境下固然覺得不可思議,但在古代,既然能滿足地圖使用者的需要,也沒有什么動力促使它非被取代不可。客觀地講,計里畫方法未考慮到地球曲率,除中心部分較準確外,愈往四周變形愈大,也就是江朝宗發現的問題所在。
而就在同時期的利瑪竇帶著歐洲的“現代”地圖來到了中國,但是當外來的技術革新擺在眼前足以成為一種動力之時,當歐洲的現代地圖技術及其所承載的世界觀念與中國發生交匯之時,當中國本可以吸收這種技術使自己更快參與到現代地圖的發展進程乃至世界歷史的發展進程之時,中國卻在皇權的一意孤行之下放棄這個機會。
結果顯然就是現代地圖形成過程中,是歐洲人在世界地圖中描繪著中國,有關中國的文獻和圖像以及歐洲人在中國的實際經歷體現在世界地圖制作中。中國的傳統制圖技術并未真正參與此過程,即便衛匡國以明朝地圖為材料,也必須要用歐洲的方法重新校正。
趙昺就是參考當下的地圖,然后利用投影法來重新校正,所以宮中的地圖所呈現的格子不是規整的方格,而是考慮到了地球的曲率,在圖上就近似于梯形。而要解釋這個問題,就繞不開地球是圓的這個問題,而這與古代中國天圓地方的觀點相背離。
趙昺知道自己雖然不至于面臨西方世界被燒死的命運,但也會被認為是一個瘋子,這也是他遲遲不敢擅自動作的原因。可他想了想,眼前這幾位皆可以說是自己的親信心腹,不會在外胡言亂語,且隨著他計劃的鋪開,有些問題是無法回避的,讓他們早知道一些也并無不可。
于是趙昺叫過一個小黃門,對其耳語幾句,讓他去取一件東西。好一會兒,小黃門捧著一個一尺見方,二尺高的木箱進來,放在了案上。當他將木箱打開,眾人的好奇的目光,轉而變得疑惑,皆不知道這是個什么東西