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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078223]
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四 康熙帝和清初全国地图的测绘
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康熙帝和自然科学
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清圣祖爱新觉罗·玄烨（1654—1722），即康熙帝是清朝入主中原之后的第二个皇帝。他8岁即帝位，15岁亲政，直到去世，在位61年，是我国历史上在位时间最长的皇帝。
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康熙爱好自然科学，《清史稿·圣祖本纪》称赞他“几暇格物……为古今所未觏”。这虽然不免有夸大之处，但在封建帝王中确实是很难得的。他的兴趣比较广，对中国历史、文学有相当鉴赏能力，又喜欢美术，推崇程朱理学，在天文、历算方面也有比较好的基础。因此当他接触西方科学的时候，态度是积极的，而且自己也渴望学习这些知识。他早年从南怀仁学欧几里得的几何学，每天听讲，孜孜不倦；后来又学测量、天文、物理和医学。康熙还在宫中设置了研究化学和药学的实验室。南怀仁去世后，他又请耶稣会士白晋和张诚在内廷讲学。在讲授之前，先令他们学好满文和汉文，而康熙自己却不学外文。传教士讲授的学科有测量、数学、天文、解剖学和哲学等。张诚在到北京的第三年（1690年）即将几何、三角和天文方面的书籍译成汉文和满文印出，作为教科书和供皇帝阅读之用。这时康熙已经三十多岁了，但学习的劲头依旧很高。
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由于努力学习，康熙的自然科学知识，特别在数学、天文学和测量学方面了解较多。例如他能评论著名数学家梅文鼎的著作，曾召见梅文鼎畅谈历象算法；能计算“河道闸口流水，昼夜多寡”；能用“测日晷表，画示正午日影至处，验之不差”；在他58岁的那年，巡视大运河时，决定在筐儿港建筑一座拦水坝，随后就在河西务（今河北省武清县东北、运河西岸，当时是漕运要冲）“登岸步行二里许，亲置仪器，定方向，钉椿木，以纪丈量之处”【11】。
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图9－2 康熙皇帝玄烨像
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在康熙的直接领导下，利用耶稣会士在科技方面的长处与我国学者合作完成的工作，除下面准备介绍的全国地图的测绘外，还有《康熙永年历》的颁行，《数理精蕴》与《历象考成》的编著等，都对我国的科学事业作出了一定贡献。
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但是，由于社会条件和康熙本人思想方法的局限，他对自然科学的兴趣，只能产生有限的积极效果，作为一个封建国家的最高统治者来说，他维护的是封建制度，所采取的政策不可能超越封建社会的需要。因而他亲政之后，对于妨碍科学发展的八股取士制度等，不是废除，而是沿用；对大兴文字之狱的残暴作法，不是制止，而是依旧。有一次康熙在对京畿地区亲自考察之后，看到“民生差胜于前”，但“诵读者少”，他的办法只是：“令穷僻乡壤广设义学，劝令读书。”至于应该广设什么样的义学，读什么 书，读了之后又该怎么办？对于这些问题没有采取根本的改革措施，当然不会有新的局面出现。康熙时代正值清兵入关不久，清朝的统治者千方百计在防范汉族起而抗清。有档案材料可以说明，清政府忌讳汉人和西洋人接触。这种情况持续了相当长的时期。因此，科学技术的传入，当然要受到一定影响。
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清初全国地图的测绘
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康熙帝亲自领导完成的中国全图的测绘，不仅在我国也是世界测绘学史上前所未有的创举。这项工作，康熙自己说是花费了“三十余年之心力，始克告成”。原来，中俄缔结了尼布楚条约之后，康熙见到一幅亚洲地图，图中关于我国满洲地区的地理知识相当缺乏，就有开展测绘工作的打算。后来他从广州购入仪器，每到东北和江南各地巡视的时候，就命随行的传教士测定经纬度。在条件成熟之后，他命耶稣会士先测京师附近地图，由他亲自校勘，认为远胜旧图，才下令由中、西双方人员组成测绘队进行全国地图的测绘。
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全国地图的正式测绘是从康熙四十七年（1708年）开始的，由法国教士白晋、雷孝思和杜德美（Petrus Jartoux，1668—1720，1701年来华）等人率领。先从长城测起，然后测北直隶（今河北省），再测满洲地区。为了加快速度，1711年康熙命增添人员，分两队进行。因此关内十余省，包括西南（广西、四川、云南）、西北（至新疆哈密）广大地区，约用5年时间先后竣事。西藏地区是康熙特派2名曾在钦天监学习过数学和测量的藏传佛教僧人前去测绘的。由于当时西藏受到策妄的侵扰，二人只从拉萨测量到恒河发源处，即不再前进，匆促回返，图中所载，多来自传闻。康熙五十七年（1718年）一份具有相当水平的《皇舆全图》终于绘成了。这是一件了不起的大事。当时欧洲各国的大地测量，有的尚未开始，有的虽已开始，也未完成，而我国在18世纪初期完成了全国性的三角测量，走在世界各国的前列。
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图9－3 康熙内府舆图
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新疆哈密以西的地图是乾隆二十一年（1756年）命刘统、何国宗等人前往考察采访、测量绘制的。何国宗负责经纬度测量，刘统勋担任地理调查。当何国宗在天山以北测量时，明安图正在测天山以南、并且远至中亚一带。传教士中担任测绘的有亚洛沙（F. L’ Arrocha）等。乾隆二十六年（1761年）完成的《西域图志》，在很长时期内都是一切新疆地图之所本。乾隆又令法国传教士蒋友仁在康熙《皇舆全图》的基础上进行改制增订，并利用了传教士宋君荣（Antonius Goubil，1689—1759）搜集的有关亚洲的地理资料。全图完成后，曾制成铜版104块，这就是十三排的《乾隆内府舆图》。《乾隆内府舆图》的范围比康熙朝绘制的全图为大，北至北冰洋，南至印度洋，西达红海、地中海和波罗的海，可以说是一幅亚洲大陆的地图了。不过最精详的部分还是康熙时所测的满、蒙与关内各省和乾隆时所测的西域各地。
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图9－4 乾隆内府舆图
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康熙四十七年（1708年）开始的测图工作，主要进行的是大规模的三角测量，测定全国三角网，然后把各地已有的详图和考察了解的情况附著上去。而经纬度测量，由于当时天文测量的方法和仪器的限制，不易多测，也不易测得精确，特别是经度测量更是如此。尽管这样，当时所测的经纬点共有630处之多。从地图的精密程度来看，图上各地点相对关系的准确性超过了绝对位置，因为测得各地的经纬度误差较大。根据1921年后看到的康熙和乾隆朝绘制的全国舆图，都是采用梯形投影法，以经过北京的经线为本初子午线，经纬线都成直线。这种投影在中经线附近的地区，形状比例还相当准确，但离中经线越远，形状比例与实际相差越大。
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康熙年间的测绘，还有两件事在测绘史上是非常有意义的。第一，是尺度的规定。康熙为了统一在测量中使用的长度单位，规定以200里合地球经线1度，每里1800尺，因此每尺的长度就等于经线的百分之一秒。这种以地球的形体来定尺度的方法是世界最早的，法国在18世纪末才以赤道之长来定米制的长度。第二，是发现经线一度的长距不等。康熙四十一年（1702年）实测过中经线上由霸州到交河的直线长度，以后在康熙四十九年（1710年）又在满洲地区实测北纬41°到47°间每度的直线距离。这些测量都可以得出纬度越高，每度经线的直线距离越长的结论，如北纬47°比41°处测得的每度经线的长度大258尺。这是过去的测量中从未得到的结果。当时雷孝思等人虽然深信他们的测量数据是准确的，但可能是由于当时的法国科学院卡西尼（G. D. Cassini，1625—1712）等人所持观点的影响，他们还不敢骤然下判断，把这些结果作为地球扁圆说的证明，只是期望以后的人再研究解决。18世纪初，正是牛顿的地球扁圆说与卡西尼的长圆说彼此对立，尚无定论的时候，而牛顿的扁圆说实际上已为我国大地测量的数据所证实，这在世界科学史上也是一件值得纪念的大事，所取得的成就，在当时世界上可以说是第一流的。
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清初测绘全国地图的情况和资料，被传教士携带而去的很多，在一定程度上也满足了他们来华的目的。1735年巴黎出版有杜赫德（Du Halde）著《中国地理历史政治及地文全志》一书，其中所有材料，都来自从我国回去的传教士的文稿。此书的附图是法国人唐维尔（J. B. D’ Anville）根据康熙年间实测的地图，再增加一些其他材料编制成的。图中的山川地名等都较准确可靠，颇得欧洲名家学者的赞扬。因此清初舆图还在我国作为密件收藏于内府的时候，欧洲各国已经广为流传了。而在我国，凡是没有进入内府资格的人都看不到。另外，关于地图的测绘方法等也缺少文字说明，因此未能对我国地图学的发展及时发挥应有的作用。直到同治二年（1863年）刊印的《清一统舆图》（胡翼林、严树森等编制），依据的是内府所藏《皇舆全览图》，才把清初测绘的成果间接传播开来。
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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078224]
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五 西方天文、数学知识传入后取得的成就
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《崇祯历书》和《数理精蕴》的编纂
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