一

18世紀的法國，尤其是首都巴黎，成為了當時地圖制作、銷售和收藏方面最重要的中心之一。一些德高望重的制圖師都在巴黎工作，包括尼古拉斯·桑松、阿萊克西斯—胡伯特·亞伊洛特、讓—巴普蒂斯特·諾林與兒子讓—巴普蒂斯特·諾林二世、尼古拉斯·巴約勒、紀堯姆·德利勒及其繼承人菲利普·布歇，還有卡西尼一家四代人。

喬凡尼·多美尼科·卡西尼（即卡西尼一世，1625-1712）在17世紀70年代長居法國，并將自己的名字改成了法國風格的讓—多米尼克·卡西尼。他曾受聘負責管理巴黎天文臺，該天文臺由法國皇家科學院贊助。在卡西尼一世之后，卡西尼家族的后三代人都在這所天文臺服務，他們作為18世紀制圖與宇宙學領域的重要角色，對法國的崛起起到了重要作用。

喬凡尼·多美尼科·卡西尼肖像 

對于18世紀的天文學家、制圖師和水手而言，學習如何在地圖上及海上確定經線，是一件頗具挑戰的事。直到16世紀，針對解決此問題的提議通常都集中在發展月距測量技術方面。然而，這一方法在數學上非常復雜，所需的測量不切實際。17世紀早期，望遠鏡的發明開啟了測量世界時間并以此確定經度的新方法。這一新方法不用測量我們的月球，而是需要測量木星的衛星的運動。

1668年，卡西尼發表了木星衛星月食的精確時間表，該表可作為天文學者與制圖師的“通用時鐘”。世界各地的觀察者可以同時用他們自己的望遠鏡觀察木星衛星的運動，他也就可以用卡西尼的表來計算他們所在地相對于本初子午線的經度。

1670年，卡西尼開始為新成立的法國皇家科學院繪制一幅世界地圖，他也將自己的天文表用在制圖上。首先，卡西尼的地圖并未采用先做木雕或銅雕然后再印刷的方法，而是在天文臺西側塔樓的圓形地板上繪制。這個圓形極地投影直徑約7.3米，由于其尺寸巨大，在上面標注精確的位置坐標就要比在小地圖上容易得多。

卡西尼為其地板地圖收集坐標花了近二十年的時間。為準確定位這些地點，卡西尼對全世界四十個地點利用了天文測量法，其中包括魁北克、圣地亞哥、非洲最南端、果阿和北京。這項任務由法國皇家科學院組織完成，法國國王提供了資金支持。

1696年，在巴黎印刷出版了一份卡西尼地板地圖的副本，這幅地圖大小為對開尺寸。這幅在科學史上非常重要的地圖的作者是卡西尼的兒子、年輕的天文學家雅克·卡西尼（即卡西尼二世，1677-1756）。這幅極地投影地圖以其極簡主義風格著稱，缺少所有巴洛克風格地圖的標準裝飾元素，它是第一幅試圖精準呈現經線的世界地圖。換句話說，地點的經度位置不再是通過估算，而是基于準確的天文測量得出。

法國皇家科學院成立于1666年，由太陽王路易十四與其首席大臣讓—巴普蒂斯特·柯爾貝爾（1619-1683）創建，后者主要負責17世紀與18世紀多個最重要的歐洲制圖項目的設計與生產。這些項目就包括對法國國土進行精確測量，通過使用三角測量法和實地考察來確定陸地的準確大小與形狀。

使用三角測量法對整個法國帝國進行測量是一項龐大的事業，持續了數十年之久，同時要求眾多來自全國的測量員參與。1733年，塞薩爾·弗朗索瓦·卡西尼·德·杜里（即卡西尼三世，1714-1784）開始組織編輯一幅地圖，該圖以測量員收集的信息為基礎。1744年，他出版了自己制作的地圖《新法國地圖》（原名為法文Nouvelle carte ...de la France），圖中不僅包含整個帝國邊界的細節，還有法國所有重要城市與村莊的位置，這幅著名并且相當巨大的地圖現在被簡單地稱為《卡西尼地圖》（法文原文Carte de Cassini）。

讓—多米尼克·卡西尼（即卡西尼四世，1748-1845）繼承了其父的工作，1793年，他完成了一部巨幅法國詳細地形圖集，各種場景的形狀——谷地、山丘、高山——都有描繪。作為18世紀制圖領域最偉大的成就，該圖集多達182頁，若將其連接成一整幅地圖，可達12米高，11米寬。之后三角測量法也用于測量其他國家甚至整個大洲的疆域。

根據艾薩克·牛頓（1642-1727）所提出的萬有引力理論的推測，地球的兩極地區呈扁平狀，法國皇家科學院第二個大任務的目的就是要確定這一推論。在18世紀初，法國科學界普遍支持勒內·笛卡爾（1596-1650）自相矛盾的觀點。雖然地球形狀的問題純粹是科學方面的，只能通過在極點附近測量來解決，但這里也涉及更大的問題。在許多法國學者的思想中，法國整個的科學遺產都岌岌可危，因為它太依賴于笛卡爾的思想及其自然哲學。

在法國皇家科學院，牛頓的萬有引力理論被認為是來自英國的威脅，沒有無懈可擊的證據，很少有人會接受。于是遠征北極圈和赤道搜集證據的探險隊出發了。一位天才的年輕數學家皮埃爾·路易·莫佩爾蒂（1698-1759）負責這次探險，他們最北到達芬蘭拉普蘭的托爾訥河谷，在那里他對經線弧度進行了測量，終于證實了牛頓理論的正確。地球確實在兩極地區稍微扁平化，而法國科學家們不得不逐漸轉為支持牛頓的自然哲學。

尼古拉斯·巴約勒的裝飾世界地圖 

二

紀堯姆·德利勒（1675-1726）與卡西尼家族成員一起成為18世紀初法國科學制圖領域的重要人物之一。德利勒在讓—多米尼克·卡西尼那里受到了當時作為天文學者能獲得的最好教育，之后，他被選為法國皇家科學院成員，并在那里工作多年，同時也為法國宮廷服務。1718年，德利勒獲得了國王和皇家學院授予的“首席皇家地理學家”頭銜，這保證了他可以光榮退休，并且相對于其他商業制圖師的地圖，德利勒制作的地圖的價值得到了提升。德利勒對制圖的改進包括修正地中海的寬度，并將下加利福尼亞重新連接到北美。

路易十四在統治法國期間，有效地利用科學、藝術和制圖為君主政體服務。法國制圖師、“皇家雕刻師”和地圖商人讓—巴普蒂斯特·諾林（1657-1708）就創作了幾幅贊美太陽王卓越功勛的地圖。1700年，諾林出版了一幅著名的已知世界壁掛地圖，無論是在地理還是雕刻技術方面，這幅圖都代表了法國當時制圖的最高水平。諾林的世界地圖的使用與流傳時間之久可謂異乎尋常：在數年里發布了很多修訂版本，最后一版于1767年出版，距離第一版已過去近七十年。盡管在當時此圖地理上的某些知識幾乎就要過時，但它仍然在法國學校里發揮了重要的教育作用。

讓·巴普蒂斯特·諾林的世界地圖 

隨著巴黎成為歐洲地圖制作中心，英國的制圖業也在向前發展。推動力來自于英國作為海洋力量迅速增長的影響力，以及他們與西班牙人、荷蘭人還有后來的法國人糾纏不清的爭奪主導地位的斗爭。商船和海軍都需要更詳細的地圖和更好地確定船只位置的技術。

自16世紀以來，通過使用傾斜儀測量緯度，精度偏差已經達到可以小于1°，但是直到18世紀早期，測量經度時仍然可能出現幾度的誤差。由于無法確定一艘船在海上的確切經度位置，從而導致世界各地發生許多致命的沉船事故。卡西尼的新方法基于對木星衛星的觀測，而不是更費勁的月球距離測量法，但這仍然不切實際，因為在搖晃船只的甲板上進行天文觀測十分困難。由于在實踐中“天上的鐘”無法在海上工作，所以要尋求新的解決方案。

1707年，英國議會宣布發起公開競標，以找到解決這一重大海上安全問題的辦法。獎賞非常豐厚。歐洲許多卓著的科學家都努力尋找答案，有些人采取的方案極為復雜且不可行。要找到真正實際的解決之道還得等幾十年。海難仍在繼續發生，地圖上東西方向經度不夠精確已無法讓人接受，但情況依舊。船的位置距離歐洲本初子午線越遠，錯誤就越嚴重。

長久以來，大家明白這個問題的核心在于必須在遙遠位置的船上獲得準確時間。船只需要已知經度的某個位置的確切時間進行比較。只要知道這個時間，計算經度就會非常簡單。因為地球每小時向東自轉15°，那么通過計算當前位置和比較位置之間的時差，人們就可以知道船只相對于比較位置的經度。如果一艘船的本地時間相對于比較時間（格林尼治時間）晚了五個小時，那它一定位于西經75°（在加勒比海上）。越來越多的人開始明白，問題的唯一解決方案是要有足夠準確而持久的時鐘。

在18世紀早期，測量時間仍然主要使用擺鐘，但在長達數月的海上航行中，想讓擺鐘保證計時準確是行不通的。因此就需要有一個在船只運動和溫度變化的情況下仍然能保證比較時間準確的鐘表。

約翰·哈里森（1693-1776）是一位來自英國的木匠兼鐘表匠，他致力于開發運行精確的鐘表。在這項工作中，他與當局及科學界一樣遇到了很多挫折和困難。然而，哈里森也獲得了鼓勵和經濟支持，這使得他能夠開發出第一個準確而持久的航海計時鐘。經過多次海上試驗與數次修正后，終于在1762年，哈里森的H4型“航海表”的精確度超過了所需精度。哈里森的兒子威廉參加了航海表在牙買加航行中最后五個月的測試。返回英國后，他們發現手表在整個航程中只慢了不到兩分鐘。詹姆斯·庫克在1772-1775年的首次環球航行中，隨身攜帶著這一計時器的K1版復制品。鐘表對經度計算的準確度超出庫克預期，他也開始默默地信任了這款表。

約翰·哈里森的表 

哈里森的工作成果還包括許多機械發明，其中一些為后來所有高精度計時工具的制作奠定了基礎。他持久而頑強的工作對海上安全、海上經度測量和地圖繪制有著深遠影響。在18世紀晚期和19世紀早期，精準計時器在航海與測量領域得到廣泛使用，因為它在東西方時間測量方面精度的顯著提升，影響了許多地圖的制作。許多海岸線被重新繪制，島嶼也被重新定位。

三

啟蒙時代的科學活動以多種方式在當時的世界地圖上留下印記。測量儀器得到改進，科學考察在世界各大海洋上展開。這其中必須提到兩位水手——他們甚至在詹姆斯·庫克展開其高精度考察之旅前就極具影響力：這就是威廉·丹皮爾和埃德蒙·哈雷。兩人都對世界地圖中的科學內容產生了重大影響。

威廉·丹皮爾（1651-1715）的事業始于做海盜，以及劫持了他的第一艘考察船。丹皮爾總共環球航行三次，并幫助完善了澳大利亞北半部的地圖。他還成為了一名狂熱的自然觀察者。丹皮爾在他的作品《新荷蘭航行》（1703）中發表了自己的研究成果，這部作品在對自然描述以及制圖方面都具有開創性。書中包含兩幅由荷蘭制圖師赫爾曼·莫爾繪制雕刻的世界地圖。其中一幅地圖十分吸引人，因為它是根據丹皮爾所進行的科學觀察繪制的。該地圖使用線條和箭頭描繪了主要的海洋風系：印度洋的大信風與季風。丹皮爾還在一篇題為《論風》（1699）的文章中單獨出版了這幅科學世界地圖。

另一位航海科學家、天文學家埃德蒙·哈雷（1656-1742）豐富的科學工作涉及天文學、光學、地球物理學、氣象學、磁學和制圖學。世人對他的工作十分尊重，英國皇室更是在1720年任命其為皇家天文學家。他是國際公認的名人，還曾與讓—多米尼克·卡西尼合作研究彗星。如今以他的名字命名的彗星也是最著名的一顆彗星，哈雷計算并準確地預測這顆彗星將在1758年回到我們的太陽系。哈雷也對牛頓的理論非常精通，并且向國王詹姆斯二世（1633-1701）解釋了這些理論對研究潮汐與洋流的意義。哈雷還在牛頓的著作《自然哲學的數學原理》的編輯工作中發揮了關鍵作用。

哈雷曾對大西洋進行考察，并親自擔任了“帕拉莫爾”號的船長。這些航程最遠一直向南延伸至南極，其主要目標是確定地球磁性的性質和在各個地區的偏差變化。地磁偏角作為一種現象——北方和北方的指南針磁針之間的偏差——自哥倫布時代以來就被海員們所熟悉。很多人試圖測量各個地區的偏差，希望這有助于確定經度。但是，由于地磁偏角每年都有所不同，哈雷明白它針對這方面毫無可用之處。

像丹皮爾一樣，哈雷也對地球的風力系統感興趣。1686年，一幅描繪地球風系的創新地圖與哈雷的一篇文章一起出現在皇家學會的一份科學出版物《哲學會刊》中。該地圖展現的區域大小僅限于大約非洲南北端的范圍，包括西邊的加勒比海與南美洲以及東邊的香料群島。因此，地圖重點描繪了大西洋和印度洋。細虛線用來描繪盛行信風的流動方向，當時已知的風系便以此方式得到展現。哈雷對于大西洋信風非常熟悉。

奧滕斯版本的埃德蒙·哈雷世界地圖 

哈雷的航行也催生了其他重要的科學世界地圖。這些都基于哈雷在大西洋進行的考察和他做的磁測量。他的一幅僅限于大西洋范圍的地圖于1701年出版。這是第一次在地圖中對地球物理現象進行形象描述。基于他對變化差異的測量，這幅地圖包含一種曲線——等偏線，這些線跨越海洋，用來描繪等磁差位置。

哈雷將其對地磁與制圖的眾多研究成果融合到1702年在倫敦出版的世界地圖中。該圖包括北部和南部的海洋以及所有的大洋，地圖的一周似乎超過了360°。我們在這幅有趣的世界地圖中可以看到，圖的兩側都繪有澳大利亞，體現了當時人們對這塊大陸的了解程度。

在這幅地圖上，哈雷的變化等偏線已經從大西洋延伸到印度洋。哈雷將這幅地圖編入其1705年出版的《奇象雜記》（原書名為拉丁文Miscellanea curiosa）中。哈雷與丹皮爾均對風系理論進行了發展，而這幅反映磁性變化的地圖，隨后也得到補充，增加了描繪風系的圖形。這幅改進后的世界地圖在18世紀的一百年中幾乎一直在出版。許多著名的制圖專家和普通制圖師都出版過這幅地圖，包括倫敦的約翰·塞勒，巴黎的路易斯·雷納德，阿姆斯特丹的賴尼爾與喬舒亞·奧滕斯。

路易斯·雷納德版本的卡西尼世界地圖 

哈雷的科學世界地圖是18世紀在科學、實驗測量與制圖領域發展和創新的絕佳范例。哈雷的地磁等偏線把常量描繪為地圖上的曲線，無疑創建了一個范式。我們已經習慣于在地形圖（高度）、航海圖（深度）和天氣圖（等壓線）上看到這些曲線。

四

兩大因素對18世紀歐洲制作的世界地圖的改進產生了特別影響。第一個是之前提到過的經度測量的進步，第二個是法國和英國皇家學會組織的大規模研究考察帶來的影響。通過更準確的測量，大陸及其海岸的位置也更為準確。在庫克（1728-1779）與法國人路易斯·安托萬·德·布干維爾（1729-1811）和讓—弗朗索瓦·拉彼魯茲（1741-1788）的探險過程中，以前未勘察過的一些地區，尤其是太平洋中的一些區域出現在了地圖上。

在18世紀世界地圖中能夠看到更為準確的新地理信息，加利福尼亞重新連接到北美，再加上澳大利亞南部與東部海岸，以及對阿拉斯加的勘察，這塊最后一個未知大區域也出現在了地圖上。在19世紀，南極洲與加拿大的北極群島也在地圖上最終定形。

白令海峽地區長期以來一直未被探索過，人們因此對其并不了解。雖然在俄羅斯海軍服役的丹麥人維他斯·白令（1681-1741）在自己早期航行中到過該地區，但從未真正探索過阿拉斯加海岸。但他確實發現了阿留申群島。人們有時猜想亞洲和北美之間有一個大陸橋。也有人認為在日本北部有一群大島嶼。當時的地圖提出了許多關于西北航道存在的假設。由于尚未發現通過北冰洋到達太平洋的海路，很長一段時間以來，許多人甚至相信有一條水路可以一路貫穿北美。這一想法的根源可以在探險家塞繆爾·德·尚普蘭（1574-1635）對北美的考察中找到。法國人紀堯姆·德利勒制作了一幅地圖，包括這些想象中的五大湖區、白令海峽和北美的內陸水道，該圖流傳廣泛，在許多世界地圖中都能看到它的影響。德利勒的法國同胞菲利普·布歇（1700-1773）在自己的地圖中介紹了北方地區的地理和地形。他還出版了一幅極地投影世界地圖，并提出了自己關于世界山系位置的理論。他將這些山系描繪延伸至海洋水面之下，并連接著各個島嶼。

五

1794年，由亞倫·阿羅史密斯（1750—1823）繪制的一幅地圖在倫敦出版，此圖中所有已知的大洲都被放在了正確位置——除了尚未探索的極地地區。這幅大型壁掛地圖用兩個半球描繪世界，舊大陸（歐洲、亞洲和非洲）與澳大利亞位于左半球，右邊是新大陸（北美和南美），這種地圖布局與18世紀的通行做法相反。這種表現方式是在向詹姆斯·庫克船長致敬，是為了提醒人們注意到他在1769—1779年三次著名的探險活動。阿羅史密斯地圖的地理精確度很高，這幅地圖表明當時的測量技術已經高度發達。白令海峽的正確位置與海岸線的正確形式均基于庫克最后一次航行的測量。庫克第三次航行的目的之一是試圖找到從太平洋到大西洋的北海航線。

詹姆斯·庫克在英國皇家學會和英國海軍部的主持下完成了所有的探險活動。因為1769年會有金星凌日，航行的目的首先是進行天文測量，同時收集關于“可能存在的南方大洲”的準確地理信息。阿羅史密斯的地圖用不同顏色的線記錄了庫克的航程。第一次航行（1768-1771）的路線用綠色表示，第二次（1772-1775）為紅色，第三次（1776-1779）為藍色，直至夏威夷群島附近用黑色表示，因為庫克1779年在此遇害。

庫克在天文學、航海與帶隊探險方面的技能都很強大，在科學探險史上無人能出其右。他繪制了澳大利亞東海岸數千公里的地圖，并證實了新西蘭由兩個島嶼組成，沒有與任何神秘的南方大陸相連。在第二次航行中，庫克在約南緯60°的南太平洋海域來回航行了數萬海里。1744年2月，他的船進入了距離南極1100海里以內的范圍，即南緯71°10'，他在這里并沒有發現“可能存在的南方大陸”。庫克還繪制了北太平洋地圖，發現了湯加、斐濟、新赫布里底群島、復活節島和夏威夷，后者被他稱為三明治群島。在第三次航行中，他從今天的俄勒岡州北部沿著北美洲西海岸航行，并繞行阿拉斯加到達了北緯71°44'的地區，但海冰阻止了他繼續前進的步伐。

在第一次航行中，庫克采用月距測量來確定他所處的緯度和經度，但在第二次航行中，他就能夠用我們之前提到過的約翰·哈里森開發的著名的袖珍精密計時表K1來檢查他的計算結果。庫克第二次航行持續了三年，共航行了7萬海里，這表明哈里森的袖珍精密計時表確實能夠承受海上旅行的苛刻條件。在庫克航行之后，精密計時表在遠洋航行中日漸普及，顯著提高了導航和位置查找的準確度。因為與夏威夷當地居民發生糾紛，1779年2月14日，詹姆斯·庫克船長在他的第三次航行中遇害。有一句悼詞這樣評論道：“可能海洋是他的墳墓。但整個地球是他的紀念碑。”

六

18、19世紀，世界地圖的地理信息越來越準確，開始為科學與政治目的服務。有了準確的地理信息的幫助，各帝國的邊界與殖民地能夠展現得更為精準。隨著19世紀的到來，制圖學被用于支持有著明確地理邊界的單一民族獨立國家以及這些國家的帝國主義殖民政策——這些政策的起源可追溯到地理大發現時期。

除服務于民族主義意識形態之外，世界地圖也被用作展現許多其他類型信息的基礎。使用多種繪圖工具及顏色，世界地圖可以描繪那些在自然與地理環境中觀察到的現象。人們開始制作描繪洋流、山脈、植物帶的世界地圖。地圖通過顏色來表現地表形貌，這種方法我們如今依然能在學校的地圖中見到。

19世紀，越來越多的探險活動深入到非洲、亞洲與美洲的內部，歐洲人此前難以到達的或未知的地區開始成為焦點。尼羅河這樣巨大的水路資源也陸續被發現，人們發現這條河的上游源頭不再是古人認為的“月亮山”，而是一個大湖，本著殖民主義精神，它被冠以英國維多利亞女王的名字，稱為維多利亞湖。各國派遣了許多重要的探險隊，跨過每個海洋，到達世界的各個角落。許多重要的科學、地理與海洋研究大大增進了我們對世界的了解。人類在大洋上展開數萬海里的航程，其中包括法國的儒勒·迪蒙·迪維爾（1790-1842），為俄羅斯海軍遠征波羅的海地區的德國人亞當·約翰·里特爾·馮·克魯森斯滕（1770-1846），還有英國的喬治·納爾斯爵士（1831-1915），他們針對海底地形、洋流等展開了研究。從制圖角度而言，他們對塔斯曼、布甘維爾、庫克與拉·佩魯斯等前輩的工作進行了補充。

西北航道與東北航道是否適合航行的問題在19世紀仍然是海員們關注的主題，許多探險隊被派往這些北方水域。經過英國海軍部的一系列大規模探險，終于將最晚發現的北美洲部分海岸與格陵蘭島繪制在了地圖上。英國海軍多次冒險進入了北美洲北部，讓我們逐漸對北冰洋地區有了越來越多的了解。在19世紀末對失蹤的約翰·富蘭克林爵士探險隊的大規模搜尋過程中，這一地區最后的未知海岸也得以進入地圖。不過，直到20世紀初羅爾德·阿蒙森（1872-1928）才成功駛進西北航道。在19、20世紀之交的時候，探險家已經證明，在北極地區沒有開放海域，也沒有任何大的島嶼，更沒有墨卡托曾相信存在的磁山。北極僅是被漂浮著的冰塊的北冰洋所覆蓋。挪威探險家弗里喬夫·南森（1861-1930）駕駛著他的船“弗雷姆”號，從西伯利亞的北邊到格陵蘭東岸隨極地冰川漂流，最終證明了這一理論。

生于芬蘭的諾登斯科德（1832-1901）代表瑞典駕駛“維加”號成為了開辟東北航道的第一人。諾登斯科德在探險中繞行了整個歐亞大陸，經由新開鑿的蘇伊士運河從里海回到地中海。在此過程中，諾登斯科德解決了一個古老問題——大陸是否被海洋所包圍。正如約翰·曼德維爾爵士早在14世紀預言的那樣，只要有“一條狀況良好的船和出色的團隊”，人們確實能夠環球航行游遍所有大洲，或從一個大洲航行到另一個。19世紀90年代，在完成了最為艱巨的一次探險后，諾登斯科德專心投入到地圖收集與制圖歷史研究當中。他在這一時期出版的《摹本—地圖集》（1889）和《水域圖》（1895-1897）仍被看作地圖史上的經典之作。

（本文摘自尤哈·努爾米寧著《歐洲地圖里的世界文明史》，尹楠譯，東方出版社，2019年11月，澎湃新聞經授權發布。）