托勒密世界地图：现代地形图绘制的标杆诞生于公元2世纪

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今天要为大家分享一幅公元150年左右的世界地图——托勒密世界地图，它是由古埃及的数学家、天文学家、地理学家及占星家劳狄乌斯·托勒密绘制的。托勒密著有《天文学大成》、《地理学》和《占星四书》等著作，其中《地理学》一书中详细说明如何采用两种方法将球体状的地球绘制到平面上，提出投影和比例尺问题，明确了地图应该“上北下南”，并绘制了托勒密世界地图。直到今天，这些理论仍然是地形图和世界地图绘制的标杆。

▲ 1482年在德意志乌尔姆出版的托勒密世界地图

（现藏于大英博物馆）

01、托勒密世界地图的绘制过程

谈及托勒密世界地图，人们或许自然而然会联想到古埃及托勒密王朝。为此，笔者特意查阅了相关资料，发现尽管克劳狄乌斯·托勒密（约90年—168年）与托勒密王朝（公元前305-前30年）在历史时期上相差甚远，但克劳狄乌斯·托勒密与埃及艳后克利奥帕特拉七世的父亲托勒密十二世可能是同族，这表明学者托勒密与王室成员之间有着间接的血缘关系。

除之此外，克劳狄乌斯·托勒密与托勒密王朝还存在另一种渊源。克劳狄乌斯·托勒密完成《地理学》等著作的亚历山大图书馆（见本号往期文章《亚历山大图书馆：地中海文明的太阳》）正是在托勒密三世的统治下发展起来的。托勒密三世十分重视文化建设，给予科学、哲学和文学极大的经济扶持，并对亚历山大图书馆进行扩建。地理学和制图学也在托勒密三世的统治时期取得了一系列重要的成就。如亚历山大图书馆馆长埃拉托斯特尼撰写了《地理》一书，他将绘制地图称为ge-graphein，即“用图像来研究地球”或“研究地球的图像”的学科，而这个词正是英文中地理学（geography）一词的来源，以及他绘制的埃拉托斯特尼经纬线地图，也为托勒密绘制世界地图提供了一定的参考。

▲ 19世纪复原的埃拉托斯特尼经纬线地图

托勒密王朝覆灭后，埃及成为了罗马帝国的一个行省。经历了改朝换代的亚历山大港，在文化界的地位并没有被削弱，仍旧是一块瑰宝，不仅拥有世界上最大的藏书量（最大时有多达700,000册书籍），而且还是亚非欧三大洲学者的聚会场所。大约在公元127年左右，克劳狄乌斯·托勒密来到了亚历山大港，开始在图书馆中寻找材料，以期撰写一本有关地理学的书。

在亚历山大图书馆，托勒密参考许多更古老的地图作为蓝本，还阅读了图书馆馆藏的许多罗马军官的笔记，这些笔记是罗马军官在欧亚非三大洲的陆地上开疆拓土、海军在地中海乃至大西洋上进行远征时记录下的山川风土，如罗马帝国海军司令老普林尼的笔记会记录当地的地理、气候、生物以及其他自然现象。托勒密将这类笔记汇总并编成地图。对于未知或难以到达的地区，托勒密运用想象力，结合已有的地理知识和天文学成果，对这些区域进行推测和绘制。最终于公元150年左右完成了《地理学》著作。

▲ 托勒密《地理学》1584年版封面图

02、托勒密世界地图的独特之处

托勒密世界地图完成后不久，罗马帝国分裂，托勒密的著作逐渐被人忘却，托勒密绘制的原图也失传了。但后来的阿拉伯人却保存了托勒密的《地理学》并对此进行了研究，现存最早的托勒密《地理学》，就是公元12世纪的阿拉伯文抄本。13世纪，拜占庭帝国的学者们把这部著作译成希腊文，已知最早的托勒密《地理学指南》副本中的世界地图就是以希腊语书写，大约制作于十三世纪。

▲ 13世纪抄本版托勒密世界地图

直到14世纪后期，托勒密《地理学》的希腊文手稿才从东罗马帝国传回到意大利，并被翻译成拉丁文。15世纪初，随着文艺复兴的兴起，地理学家们渴望扩大自己的知识视野，开始将注意力投向古代地理学著作，托勒密的《地理学》也重获新生。后人根据《地理学》中详细地列举的世界各地大约8000个地方的经纬度和地图投影方法绘制出托勒密式的世界地图。

欧洲人通过不断完善，最终形成了我们现今看到的相对精密的托勒密世界地图。这幅地图（如文章开头的图片所示）定格于1482年，反映了大航海时代到来之前欧洲人的地理范围认知。

托勒密世界地图并非传统的平面地图，而是一种采用投影法绘制的球面地图。这种地图能够更准确地展示地球的形状和各大洲的相对位置。托勒密综合前人的研究成果，认为绘制地图应根据已知经纬度的定点作为根据，提出地图上绘制经纬度线网的概念。为此，托勒密测量了地中海一带重要城市和据点的经纬度，还提出了地图投影的概念，给出了圆锥投影和球面投影两种方法。所谓地图投影，其实就是利用一定数学方法把地球表面的经纬线转换到平面上的方法，可以将球面地球转化为平面图像，使人们在二维平面上也能够清晰看到三维空间的地理关系。这一创新之处使得托勒密世界地图在当时的地理学领域具有里程碑式的意义。

▲ 托勒密球面投影和圆锥投影方法(15世纪副本之一)

托勒密世界地图还首次采用了“上北下南”的定向方式，并以符合球体的扇形方式展开。这一方式不仅符合人们的视觉习惯，而且有利于人们在地图上准确地判断方向。这一创新也被后来的地图绘制者广泛采用，并一直沿用至今。

此外，还根据当时的文化背景，在地图上绘制了一些神话传说和宗教信仰的元素，使得地图不仅具有实用价值，还具有一定的艺术价值。如地图上分布着不同的风神在四周吹气，暗示不同的地区性风向和气候地带。

▲ 托勒密世界地图上的风神

可以说，托勒密世界地图不仅是珍贵的历史文化遗产，更是现代地形图绘制的标杆。它完美的将古代的天文学、地理学以及国际商业都市亚历山大港之中积累的海图和地图结合在一起，用相同间隔的经线和纬线以绘出西起摩洛哥、东至中国的广阔区域，形成了世界上第一幅以俯瞰视角创作出来的世界地图。

03、托勒密世界地图的局限性

尽管托勒密世界地图在当时的地理学领域具有划时代的意义，但它也不可避免地存在一些局限性。这些局限性既反映了当时人们对地球和地理知识的有限认识，也体现了托勒密个人在绘制地图时的主观判断和假设。

首先，托勒密世界地图的绘制受到了当时地理知识水平的限制。由于缺乏精确的测量手段和充分的实地考察，托勒密在绘制地图时不得不依靠已有的地理资料和传说，以及自己的想象和推测。这导致地图上的某些地区可能存在较大的误差和失真。如托勒密地图对亚洲中部山脉和印度洋东部半岛有一定了解，但对东亚知之甚少。他将中国称为“赛里斯”，并认为其纬度从北纬63°延伸至北纬35°。此外，托勒密还提到了“秦尼”，这是西方对中国的另一种称呼。由于陆上和海上丝绸之路的传播，欧洲人逐渐了解到了这两个名称，但误认为它们代表两个不同的国家。托勒密错误地认为秦尼的土地向南延伸至赤道，再向西与非洲相连。这些错误的地理观念直到16世纪才被纠正过来。

其次，关于地球周长的计算，托勒密并未采纳埃拉托斯特尼较为精确的测量结果——25.2万斯塔德（注：stade，一种古希腊测量方式的单位。1stade是指用犁在田里翻一次土所覆盖的距离，约为148到185米），而是接受了叙利亚数学家波希多尼的估算。波希多尼给出的地球周长仅为18万斯塔德，明显低于实际值。基于这一错误周长，托勒密运用先进数学手段绘制的世界地图，必然导致某些地区的形状和大小发生变形或失真，尤其是那些远离赤道的地区。例如，地图上中国的位置经度被大幅东移，以至于中国区域在地图上几乎接近了现实中北美大陆的西海岸。一些学者认为，正是这份地图误导了哥伦布向西航行寻找通往亚洲的航线，结果意外地发现了美洲大陆。