晚清科學家鄒伯奇的方誌輿圖測繪成就探究論文
晚清科學家鄒伯奇的方誌輿圖測繪成就探究論文
一、鄒伯奇主持方誌輿圖測繪之歷史背景
中國明清時期，隨著方誌編纂的興起，與方誌緊密相關的地圖繪製也逐漸興盛。明萬曆年間西方製圖方法傳入，從義大利人利瑪竇繪製《坤輿萬國全圖》開始，中國的官方地圖始有經緯度。清康熙五十六年(1717)完成的《皇輿全覽圖》，採用西方製圖術中的地圖投影法及經緯度方法。然而，諸種西方科學、先進的繪圖方法卻未能得到自上而下的普及推廣，“在從16世紀末葉到20世紀初的大部分時間裡，中國地圖學幾乎沒有受到歐洲影響的痕跡。”上至國家下至省、縣、鄉，傳統制圖法依然流行。
直到晚清，個別方誌陸續出現有關對志書輿圖繪製不滿的記錄，同治《南海縣誌》即是其一，並且是對傳統制圖法積極開展創新嘗試的最早的方誌之一。南海縣誌分纂李徵認為：“吾桑園圍，向有舊圖，全失古法”。可見，當時南海修志者已經對舊志地圖錯漏百出、且幾無科學、實用功能的弊端深感不滿。同治五年(1866年)，恰逢《南海縣誌》重修，對舊志輿圖早有不滿計程車紳，希望利用重修新志的機遇，對方誌輿圖之測繪水平進行改善和提升。生於南海、長於南海的鄒伯奇成為主持縣誌測繪工作的最佳人選，縣誌編修“局內者梁墨畦、康述之、梁香林諸公，亦以繪圖事屬先生”卷二《南海縣誌圖說後跋》。為何由鄒伯奇負責《南海縣誌》地圖測繪任務，以及鄒為何決意擔當起此重任，透過考察史料，大致有以下幾個方面原因：
第一，鄒伯奇不僅擅長天文算學，精通文史，而且從青年時代就醉心於地圖繪製，鑽研西方製圖術之餘，致力於改進地圖繪製方法。1844年，25歲的鄒伯奇摹繪完《皇輿全圖》。由於其摹繪的地圖能符合“地圓之理”和“地球弧面”卷二《皇輿全圖序》，因此相較同時期或早些時候的地理學家繪製的地圖，在科學性、精確度上更勝一籌，廣受周圍弟子、友人、學者讚譽，紛紛傳閱和臨摹，乃至刻印成書。
同時，他也是國內使用攝影器測繪地圖的第一人，幾乎與西方人同時運用了攝影測繪術。在《攝影之器記》卷五一文中，鄒伯奇記錄了自己青年時期從《夢溪筆談》中得到透鏡成像原理的啟發，自制攝影器用作繪製地圖和平面測量，便利了測量工作，開啟了中國近代測繪技術之門。因此，鄒伯奇深厚的理論積澱與創新實踐精神，為其日後全面主持南海縣輿圖測繪打下了堅實基礎。
第二，鄒伯奇的輿圖測繪技術受到當時政、學界的一致認可與推崇，享有極高聲譽。鄒伯奇雖僅為一介生員，但憑藉對天文、算學、輿地測繪學的深厚造詣，在與陳澧、張維屏、譚瑩、金錫齡、劉熙載、夏鸞翔等學人交往、切磋學問過程中，贏得了他們的一致敬佩，其中不少學人擔任過學海堂的學長。因此，咸豐七年(1857年)正月，在眾多學海堂學長的公舉下，“補學海堂學長”。雖然“學長中如吳蘭修、侯度、陳澧、張其?、鄒伯奇皆精數學，而鄒伯奇尤天才特絕，貫通中西，極深研幾”，連陳澧也自嘆“聰明不逮特夫遠甚”卷三《鄒特夫地圖序》。同治三年(1864年)，時任廣東巡撫的郭嵩燾曾邀請鄒伯奇繪製廣東圖。雖然此次繪圖工作，由於“其時程日甚迫，徒屬又希以繪圖法布之各府州縣，而各府州縣未盡明曉，故所為未盡善”卷二《南海縣誌圖說後跋》，諸多客觀因素限制了測量技術的發揮，鄒伯奇甚感遺憾，但透過郭嵩燾的垂青與信任，可以得知鄒伯奇的輿圖測繪水平在當時的廣東可謂首屈一指。
同樣對舊志中輿圖測繪錯訛百出的現象久有不滿的鄒伯奇，欣然接受了此項重任，亦十分重視此項工作。鄒伯奇弟子鄒在《南海縣圖志說後跋》中說到，“辛未其間，人事牽率，稍濡時日，先生手書敦迫告誡，亟望其成，而深懼其不成。嘗曰，吾成此圖以為天下法也”卷二《南海縣誌圖說後跋》。不難看出，鄒伯奇對縣誌測繪工作傾注了大量心血，他希望透過自己的探索，用嚴謹的方法繪製一套精準詳備、標榜後世的輿圖範本，構築科學的輿圖測繪準則。
二、鄒伯奇對方誌輿圖測繪領域的改進和貢獻
自同治六年(1867年)開始承擔縣誌輿圖測繪任務，鄒伯奇或帶領弟子“同行邑境”卷二《南海縣誌圖說後跋》，開展測繪工作;或由弟子親自前往測繪，透過書信予以指導和說明。鄒伯奇的弟子中，孔繼藩為鄒伯奇高足，學海堂專課肄業生，參與了同治《南海縣誌》的繪圖工作;鄒、羅照滄皆為監生卷首，“分繪闔邑輿地”，協助鄒伯奇的測繪工作。
同治八年(1869年)鄒伯奇因病仙逝，他的弟子鄒、羅照滄受命繼續測繪。最終，這項“始於丁卯(1867)蕆於辛未(1871)”的測繪任務於1871年完成，共繪製出南海縣境輿圖數量達150餘幅之多，包括《縣治附省全圖》1幅，《縣境全圖》1幅，下轄各司、廳、堡圖共102幅，《南海總圖》共48幅，另有《西樵山圖》1幅。這些流傳至今的珍貴地圖，為研究清代廣東地方地理演變提供了十分有價值的資料，同時也充分體現出鄒伯奇卓越的輿圖測繪思想、超前的測繪水平、完備的測繪理論。仔細爬梳這些地圖以及鄒伯奇的相關材料，他對方誌輿圖測繪的改進和貢獻主要有如下幾個方面：
(一)巧妙融合，兼採中西
在西方繪圖術傳來之前，中國學者的地理觀念“大多數是以地為平面，所以繪畫地圖亦只知畫方之法，卻並不知道地是球形，平面的'地圖不能正確地表示弧形的地面”。對西方繪圖術深有研究的鄒伯奇，在《南海縣誌》卷一《圖說》的開篇便闡述了傳統方誌輿圖繪製存在的問題：一是不能規範地實測經緯度，沒有將經緯線的測量作為繪製地圖的前提和基礎;二是忽略了地球的“方圓之勢”，即地球的球體特徵和曲率，平面輿圖繪製簡單套用古代“計裡畫方”方法，只用縱橫等距、直線交叉地畫滿正方形小格，故除中心部分較準確外，愈往四周變形愈大，從而極大影響了輿圖繪製的整體精確度。對此，鄒伯奇決心以續修《南海縣誌》地圖試法，“遵其法，推而廣之，實測境內經緯”，嚴格按照西方繪製準則測量經緯度。
然而，鄒伯奇並沒有全然放棄傳統輿圖繪製方法。他巧妙糅合傳統“計裡畫方”法和西方實測經緯法的優點，“於欄外畫小格，每格為一里，以取計裡之便”卷一《圖說》，如此一來使同治《南海縣誌》地圖在提高方位精確度的同時，便於憑據欄外小方格來計算實地距離遠近，兼顧了方誌地圖的準確性與實用便捷性。因此，鄒伯奇對古代繪圖法進行創新運用的同時，能汲取中西測繪技術之長，將西方地圖測繪的關鍵技術為我所用，無疑推動了中國輿圖繪製的科學化程序。
(二)規範地名，嚴格考證
地名是輿圖的內容之一，也是輿圖的補充和延伸。地名註記是否考證嚴謹，直接關係到輿圖的精準度。前人修志時在地名考究上往往避重就輕，敷衍了事，且因地名的雅俗、異稱、古今殊號等內容的考證工程繁複而巨大，致使“今傳後世之為圖，多未親履，其地徒依方誌之言，雜搜詞人之皮傳，懸想臆測，心摹手追”卷一《圖說》，後人開卷查閱時常疑竇叢生。對此問題，鄒伯奇在《南海縣誌》續修過程中，痛絕流弊，十分重視對方誌輿圖地名的考徵，完善地名註記規範，力爭做到“只據見在，不尚風聞”、“足有未到，寧缺而不誣”、“不得其處者，必不妄注”，最大限度地保證註記的準確度。為了更好地要求自己和指導弟子，鄒伯奇在其《畫地圖功程》、《畫地圖淺說》中，對考證地名的工作環節做了諸多具體的要求，避免泛泛空談，更具實操性。
例如在繪製新圖、勘定地界、註記地名或古蹟時，鄒伯奇要求弟子要做到“細詢”、“目驗”、“著明”卷一《測量備要》，各個環節缺一不可，這在同治《南海縣誌》的地圖中均有體現。就以縣誌卷一之《九江廳主簿圖》、《九江東方圖》、《九江西方圖》為例，九江各個地界、下轄各堡、山體、主幹流、支流、沙島、灘塗、橋樑、寺廟、書院、祠堂、社學、墟市等均有標記;一些特殊地勢也進行了特別標記，如“人字水”、“九曲十三灣”等;此外還註明了不少基竇，如“桑園圍基”、“惠民竇”等。透過輿地圖中規範的註釋，我們得以瞭解南海當時的農田水利狀況，以及百年間地理環境的滄桑變化痕跡。同時，對於像“戶、客家、耕戶”這樣的固定聚居群體，也“須註明某墩某基、某坑等名。系那種人居住，屬某某鄉所，以著其實也，不必削而不書，以為貶也”卷一《畫地圖功程》。從這些不起眼的細節要求，可以體現出鄒伯奇不僅十分注重地圖的註記規範，而且對域內邊緣族群亦十分關注，體現出其尊尚平等、惟科學是舉的嚴謹態度。
(三)擯棄虛美，注重實用
清代中前期，運用投影法和經緯度法繪製的方誌輿圖極為少見，多數輿圖基本上沿用傳統繪製法，即便是傳統的計裡畫方法也不普及，輿圖平面控制基礎採用製圖者俯視角度繪製出地域全貌，城圖中景物雖如山水畫般精美，但大小、面積比例常常失衡，地圖的美學功能要遠遠重於實用功能。
鄒伯奇對這種過於追求美觀的繪圖弊端尤其不滿，如在其《畫地圖淺說》中諷刺到：“登高遠望，則形勢可瞭然心目，此乃摹繪景色之法。中則必大而詳，松柏亦參天矣。外則必小而略，遠山一抹而已，不足以施之地圖也。”卷二《畫地圖淺說》，用描繪景色的方法繪製地圖，必然導致輿圖幾乎無實用之功效。因此，鄒在對弟子嚴格要求，經緯度數與註記標識必須按照比例與實際大小進行記錄，不以物小而忽略不計，亦不得任意篡改、美化。村莊有廣狹，水路有寬窄，都應“依分率大小畫之，不得任意寫大”卷一《畫地圖功程》。鄒伯奇講求實事求是的這一理念，得到了《南海縣誌》分纂者之一李徵的認可：“繪圖之法，失傳久矣……間有曉者，不過用畫師寫山水法，能翻空以取神，不能徵實以求是。以至東南互移，位置顛倒，常不免矣。”從中不難看出，李徵在諷刺以往輿圖繪製重“美觀”不重“實測”弊端的同時，對鄒伯奇在此方面的突破給予了極大的肯定。
(四)完備章程，培養人才
輿圖測繪工作涉及方方面面，尤其在古代測量裝置、交通條件較為落後的狀況下，實際測量尤其艱難。弟子鄒在《南海縣誌》卷二《跋》中寫到：“先生謂，繪地之法較算天尤難，算天可安坐而推，繪地必舉足親歷”，可見測繪工作之繁複程度。但正因如此，測繪工作章程之完備、步驟之先後就尤為重要，這些因素直接影響到繪製精確度和成圖效率。因此，鄒伯奇特別編制了《測量備要》、《繪地圖說》等章程，對於測量之儀器、輔助器械、儀器使用方法、測量方法、程式步驟、注意事項等一一列舉說明，備自己和弟子不時檢閱。
除了約定章程，他還十分注重培養人才，在與弟子的書信往來中反覆教導，如與弟子羅照滄的書信提及：“如前所繪大富、大江竟不能與張槎、土爐搭合，不過因慳越幾步，令彼此無勾搭筆墨，將來又要費一翻還魂工夫，是誰之咎?所應寫、應考究之事，前已付有畫圖章程一紙，時常要觀玩，用精神照管，毋使得此失彼，則用日少而成功速;如視之閒文，則雖足日已經過，亦必諸多遺漏錯誤，餘於此事最知甘苦。凡有所作齟齬不安，即當親攜來請教，然後能得其弊病何在。愈學愈精，不可以為盡曉，妄作妄為、苟且遷就，以減其跡。”卷二《與羅照滄書》，可見，投機取巧之事於測繪地圖是一大忌。鄒伯奇以自身感悟，反覆提及偷省工夫、苟且偷安之弊病，對弟子的勸誡和教誨可謂不厭其煩、細緻周全。今日讀之，仍可感其腳踏實地、精益求精的學人作風與為人師者之風範。這些點滴、瑣碎的細節規範與囑咐，或許正是鄒伯奇“成此圖以為天下法”的“大法”的最好詮釋。同時，因為十分注重對弟子的培養和測量技藝的傳授，晚年身體抱恙、疾痛纏身的鄒伯奇得以透過書信指導弟子完成浩大的測繪工程，即使在其去世後，其弟子亦可獨立開展測繪，保證了縣誌輿圖測繪任務能如期完成。
三、小結
清同治十一年(1872年)，《南海縣誌》編纂完成，百餘幅南海縣圖列入縣誌第一、二卷。這套地圖嚴謹而精密，受到當時諸多學人的一致稱讚。如陳澧對鄒伯奇弟子運用鄒伯奇測繪方法繪出的地圖也極力“地圖至此，精密極矣”。學人陳璞在《鄒徵君南海地圖贊》中難掩對此地圖之珍視：“南海為邑，幅員遼闊……誰能圖之，布測運法，維鄒徵君，遣二弟子。記裡準方，亥步八垠。裴氏六法，曠古不傳，徵君實創，甫圖一邑。圖成君逝，是可寶藏。”卷六《附錄》，234藏於南海博物館的碑刻《西樵山圖記》對鄒伯奇弟子繪製的西樵山地圖亦是讚美有加：“峰巒位置、途徑屈曲，不失分毫，神乎技亦!”鄒伯奇的測繪技術也明顯帶動周邊地區輿圖測繪水平的提升。如同治十年(1871年)刊印的《番禺縣誌》輿圖，由於其分纂既有陳澧、金錫齡、陳璞等鄒伯奇之故交，負責測繪的又是鄒伯奇弟子羅照滄，因此基本應用了鄒伯奇的輿圖測繪技術，較之前的方誌輿圖有了較大提高。稍後的光緒五年(1879年)《廣州府志》，分纂輿圖的陳澧按照同治《南海縣誌》的繪圖模式統一各縣輿圖，標註比例尺、經緯網，使府志輿圖更加科學規範化。
鄒伯奇的測繪技術不僅受到當時的認可，也受到後世修志者的充分肯定。宣統二年(1910年)續修的《南海縣誌》輿圖，雖隔三十餘年之久，卻基本沿用了同治年《南海縣誌》的全部地圖，“只將舊本摹印間有村落、地名訛誤遺漏者，按照採訪冊訂正之、添補之”，增入京師新舊會館圖、學宮圖、中學堂圖及粵漢鐵路幹線圖、三省鐵路直線圖等，除此之外，幾無改動。編纂者在《圖序》中特別說明了重新摹印舊圖的原因，高度評價了鄒的測繪水平：“本邑所屬各圖，前為鄒徵君伯奇所繪，界限明晰，校讎精美。此次重修，未便再行更易，只將舊本摹印。”卷一《圖序》此外，由於同治《南海縣誌》中還包括廣州城圖，繪出經緯網並詳細標註出城內的道路網路及主要建置，亦被後世研究者視為廣州城圖繪製走向科學與成熟的標誌。
總之，鄒伯奇及弟子的測繪成果即便經歷三十餘年的風沙洗禮和不斷檢驗，卻依然被後世重複徵用、頂禮膜拜，被視為輿圖測繪的典範，成為晚清城圖測繪不斷成熟的代表，足可見其影響力之深遠。然而，鄒伯奇的測繪成就遠不止於此，他的科學理論、思想及深遠影響還有待更多跨學科領域的深入探討和研究，他的學貫中西，勇於創新的科學精神仍值得我們借鑑和弘揚。