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“北斗”到底是怎么導航的?

來源:科技日報 時間:2021-11-16 14:00:07

說起“北斗”導航,大家都不陌生,畢竟這是一項舉世聞名的當代先進技術,即便你可能未必真的知道“北斗”到底是怎么導航的。

不過,今天說起“北斗”導航,并非是想對它進行科普,而是想聊聊早在2000年前,中國人就找得著“北”的事兒。

在考古界,湖南的“長沙馬王堆”是鼎鼎大名的存在。與它關聯且大家第一時間能想到的,就是千年不腐的西漢女尸。其實不腐的不只女尸,還有3張現在仍陳列于湖南省博物館的古地圖。

1973年,公元前168年埋葬的前漢時代的馬王堆三號墓中,出土了3幅繪制于絲帛上的十分精美的地圖——《駐軍圖》《長沙國南部地形圖》和《城邑圖》。據考證,3幅地圖距今已有2100多年歷史,它們不僅證明了西漢時期我國軍事測繪已經較為成熟,其中的《駐軍圖》還是我國乃至世界上迄今發現的最早標有軍事情況的地圖?!堕L沙國南部地形圖》對所繪內容的分類分級、符號設計、主區詳鄰區略等較為科學的制圖原則,至今仍在沿用,是迄今為止發現最早、編制最準確的軍事地圖。

地圖尤其是軍事地圖,并非每個人都能看懂。但如果仔細觀察,至少還是能看出3幅地圖的一個共同而突出的特征——它們的圖示方位都清晰的標注著“上南下北、左東右西”。

別慌,你沒看錯,確實和咱們現在說的“上北下南,左西右東”相反。更重要的是,這幾幅繪圖中蘊含了古人的找“北”智慧。

據現有考古研究,古人繪制地圖時區分南北,主要利用的是日光和北斗七星(以下簡稱北斗)。地球自轉軸向兩側無限延伸,其中一側的延長線,就從天空中北斗“勺子柄”位置的北極星附近經過。四季輪回、斗轉星移,古人通過肉眼或專用測量工具“望筒”等,很早就發現了“北極星位置基本不變”的現象。研究還表明,漢代甚至漢以前的華夏先民,就已經有能力比較準確地測量地理信息。比如,先秦時期,古人運用北斗等星象與地理信息的對應關系判斷方位。

到了漢代,人們對北斗可“導航”的認知就更為普遍。根據《淮南子》中記載的“夫乘舟而惑者,不知東西,見斗極則寤矣”,就說明了在古人的日常生活中,北斗判方向已是通識。

正是基于古人對北斗這類天文現象的長期觀察和運用,以及規、矩、準、繩等工具的發明,讓我國古代繪制的很多地圖,都具備較高的準確性。以《長沙國南部地形圖》為例,地圖雖未標明比例尺,但經測算,其主區比例尺約為1∶180000,相當于漢代的一寸折十里。圖上所繪河流骨架、流向及主要彎曲等,均和現在地圖大體相似,所繪山脈和山體輪廓、范圍及走向也大體正確。地圖東半部分的方位角誤差,也僅有3%左右。

西漢的地圖制作技術,此后也在不斷傳承和創新。到了西晉,我國出現了成熟的地圖理論與測繪方法,比如地理學家裴秀提出了分率、準望、道里、高下、方邪、迂直的“制圖六體”地圖測量要素。這與現代地圖中比例尺、方位、距離、地勢起伏、傾斜角度以及河流道路的曲折等要素,已幾近一致。

今有先進“北斗”導航,古有以北斗為依的地圖測繪技術。未來,這些智慧的結晶,必會持續傳承與創新,讓人類測繪、導航等技術精度更為“精”益求“精”。

記者 俞慧友

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