并进与脱节：康熙后期“制历”与“制图”关系浅析

摘要：在康熙后期，国家几乎同时组织进行了两个大规模的科学活动——《皇舆全览图》的测绘和《历象考成》的编纂，二者都测量了地理经纬度。将出于地图测绘目的和天文历法目的的经纬度测量放在同一个时间轴下，对二者关系进行考察，可以发现康熙后期的大地测量与历法改革是交织在一起的，相互影响，但制图和制历两项活动又存在“脱节”：经纬度测量的精度在提高，两个活动却未完全共享一套测量数据；当时可能有两个独立的测绘团队，并且在测量后期，边疆的敏感区域由中国人主导测量。

关键词：经纬度测量；大地测量；编订历法；测量人员

基金项目：国家社会科学基金一般项目“清代官方天文观测文献整理与研究”（23BZS093）

中图分类号：K249.2 文献标识码：Ａ 文章编号：2096-5982（2024）02-0120-06

明末清初是中西方科技相遇与对话的时代，地圆说以及地理经纬度的概念随耶稣会士入华而传入中国，并且马上在实际操作层面产生影响。

一方面，中国学者把经纬度与传统历法中的“北极高度”和“里差”嫁接在一起，使得经纬度被引入历法推算，让历法计算结果更加精准。更为重要的是，经纬度被用来证明和捍卫“西法”的优越性。以交食推算为例。无法像“西法”一样准确预报多地交食，是中国传统历法派在历争中始终无法正面解决的问题（1），所以自崇祯改历开始，传教士在预报日月食时，除了预报首都的见食情况，会同时预报14个省府的见食情况，以示西法的优越性。清初继承了明末改历的成果，保持预报多地交食的传统。到康熙末年，《历象考成》还明确给出新的京师和各省府的“北极高度”（地理纬度）和“东西偏度”（地理经度）数据。随着经纬度数据的测量和积累，钦天监推算预报的内容愈加详实（2），并且交食预报的范围在清代陆续增入盛京、朝鲜、越南、琉球等地。

另一方面，在康熙皇帝的推动下，运用经纬网实测中国全域，绘制出当时世界上最精确、覆盖今日中国大部分地区的《皇舆全览图》。此图的影响之大，如翁文灏所说：“中国地图之重要根据，首推清初聘用西洋天主教士之测量。……故迄今中国地图十之七八，实尚源自清初。”（3）此图传至欧洲后，极大增进当时欧洲人的地理知识。经纬度数据的更新，同时影响到清代官方历书的编纂。清代《时宪历》（又称《时宪书》）相较传统历书，除了包含首都的节气时刻表和太阳出入昼夜时刻表，内容上还增入各省府时刻表。随着清朝版图和测绘范围的扩大，颁布的历书中逐渐增入东三省、回部和西藏等地的157处地点的二十四节气时刻和日出入时刻。这些算表都需要钦天监官员根据各地经纬度计算得到。

在康熙后期，由皇帝自上而下推动的两项由国家主导的大型科学活动——康熙大地测量和历法编纂，从内容来看，它们的核心工作正是利用了经纬度测量。由于它们都是东西方文明交流史上的重大事件，长期受到学界关注。前人对此做过诸多探讨，著述丰厚，如桥本敬造（4）、黄一农（5）、韩琦（6）对清初历法改革以及科学与权利关系，以及钦天监中人员关系（7）之考察研究。康熙大地测量方面，杜赫德（ Jean Baptiste du Halde，1674—1743）（8）、翁文灏（9）、福克斯（Walter Fuchs，1902 —1979）（10）、冯宝林（11）、汪前进（12）等都对测绘整个过程进行了系统梳理，方豪具体考察过台湾（13）、滇黔（14）、琉球（15）三地的测量过程，此外，还有从绘图的投影技术（16）和中外关系网络等角度（17）展开的研究，值得一提的是，随着近年来GIS等数字化技术被引入历史地理研究领域，韩昭庆（18）等对《皇舆全览图》所反映地理信息的丰富性研究取得了一系列成果。综上，前人学者对康熙朝历法改革和大地测量多作为独立对象考察。这两种研究都开展了测量经纬度活动，且开展时间接近，甚至多有重合，那么，这两次科学活动的关系如何，参与人员是否重合，测量数据是否共享？目前暂未见到此类研究。本文把为天文和地理两种目的而进行经纬度测量的活动，放到同一个时间轴下比较分析，特别是对测量人员进行考察，以期对康熙后期的两个科学活动—— “制图”和“制历”的关系有一个全新的认识。

一、大地测量与历法改革并进

康熙朝大地测量和历法编纂这两项重大科学活动，虽然其成果《皇舆全览图》和《历象考成》对清代影响深远，但具体实施过程国内外史料中未见系统记载。为进一步分析以“制图”和“制历”目的进行的经纬度活动关系，笔者根据《宫中档康熙朝奏折》第4辑（19）和第5辑（20）、《明清史料》（21）《康熙朝满文朱批奏折全译》（22）和《康熙朝汉文朱批奏折汇编》（23）等当时往来奏折，把1708—1722年间大地测量和历法改革相关的测量事件、测量人员、测量地点列入表1。从参与人员和时间来看，康熙大地测量和历法编纂不仅在进程上存在交织，康熙皇帝培养的自主历算人才也同时在为它们服务。

根据记载，康熙皇帝分别在1711年和1719年进行过两次历算人才的选拔。第一次选拔时，传教士刚测绘完东北地区。同年，传教士山遥瞻和麦大成二人来华，二人皆精于历算和测量，觐见完康熙皇帝后，就马上加入测绘队伍。1712年，康熙皇帝征询传教士中胜任测绘的人员，汤尚贤、冯秉正和德玛诺得以选入，他们协助雷孝思等人完成河南等四省的测绘。通过查阅三人生平（24），他们在1700—1708年间来华，在华期间仅在康熙大地测量的几年间参与过科学活动，雍正、乾隆朝的测绘活动也未参与，其他时间都在从事与科学无关的事。

由此可推测，康熙皇帝连续两年加派传教士加入测绘队伍，从某种程度上反映出他对于尽快完成测绘的急迫性，以及当时缺乏精通西方天文和测绘人才的情况。这无疑会促使康熙皇帝想要尽快培养中国自己的历算及测绘人才。在1712年去往避暑山庄时，康熙皇帝征召陈厚耀、梅瑴成、何国宗等历算人才扈从，亲自督导，并且令退出测绘队伍的杜德美，回京汇编地图以及教授历算学员西方的数学、天文学以及测量知识。1713年，蒙养斋算学馆正式成立，开始编纂历书。此时第一批历算学员已学习近两年，可以胜任编纂历书的要求，编纂期间康熙皇帝要求“每日进呈，亲加改正”。

蒙养斋算学馆最主要的成果之一，是编纂完成《历象考成》。在内容上，《历象考成》较《崇祯历书》并无太多更新，其变化主要体现在对明末以来传入的天文学内容的整合和观测参数的更新。康熙皇帝对于此次改历的看法：“古历规模甚好，但其数目岁久不合。今修书，宜依古历规模，用今之数目算之”（25），即使用新的观测数据，可见蒙养斋学员的一个重要任务是更新相关历法常数，而这些观测数据与经纬度测量是分不开的。1719年，康熙皇帝第二次选拔人员入蒙养斋算学馆，此时大地测量的工作基本完成，但是编纂历书的工作尚未完成，还需要大量的历算人才。

二、制图与制历存在“脱节”

通过前文分析，康熙朝《皇舆全览图》的测绘与历法编纂几乎是同时开展的，二者理应可以共享一套经纬度测量数据，实际情况是否如此呢？接下来从两项科学活动中的经纬度数据的精度来认识这个问题。

笔者梳理了明末清初的文献中，14个省府的经纬度数据，简要分析其测量误差，分列于表2和表3。表2中第一列数据来源为《葡汉辞典》，该书为罗明坚与利玛窦来华之初，在1584—1588年间定居广东肇庆时所写，所附散页中给出明朝15个行省的地理纬度数据（26）。书中并未说明数据来源，此套纬度数据应不是实际测量，而是传教士刚来华时从某种途径估算的各地数值，如北京的地理纬度比实际高出近5°。

《明史·天文志》中记载明末改历时期使用的一套纬度数值，交叉比对该套数值与明末《日晷图法》《表度说》等相关著作中的数据，基本相近，可视为代表明末崇祯改历时期的测量成果；《历象考成》中的数据，可视为康熙晚年历法改革的测量数据；法国人杜赫德在《中华帝国全志》中，根据传教士传回的资料，给出康熙大地测量的641个地点经纬度数值表，笔者选取其中各省府的数据代表康熙大地测量的测量数值（27）。

根据表2，自明末经纬度相关知识传入中国至康熙后期大地测量，“北极高度”的测量数值很明显愈来愈精确。康熙时期，大地测量和历法改革使用了不同的“北极高度”数值，两个科学活动的测量精度大体相当。

表3中笔者列出明末清初“东西偏度”的误差分析。徐光启在崇祯改历期间上奏过五次月食预报，笔者从五次预报的时间反推各省府距离京师的“东西偏度”，与现代值进行比较，估算出每次月食所反映地理经度的平均绝对误差，表中列出五次中误差最大和最小的两次，视为崇祯改历初期根据地图估算的“东西偏度”；而《交食历指》中给出一套计算交食“加时早晚”的数据，可直接换算成“东西偏度”，此套数值与《明史·天文志》给出的数值基本相同，可视为在改历期间传教士测定的标准数值。

根据表3，可看出明清之际地理经度的测量精度是越来越高的，以康熙大地测量的测量精度最高。值得注意的是，《历象考成》中的数据，其测量精度好于明末崇祯改历中经度测量的误差，但比同时期大地测量的精度要差。历算中使用的经度数值与大地测量的经度数值是两套数值，康熙大地测量与历法编纂并未完全共享一套测量数据，以修历为目的测量与以绘图为目的测量之间存在“脱节”。

另外，历法中的经度数据是先在地图上测量得到，然后又派人去检验。大地测量的数据和历法中的经度数据的测量存在较大差异，是否是因测量方式不同导致？笔者进行了检验。

嘉庆年间，张作楠所著《揣籥小录》中，包含一份经纬度表，表中列出1741个地点的经纬度数值。据书序言：“康熙庚寅辛卯间，命台官分测各省及外藩之北极高度，东西偏度，量画舆图，经纬井然……兹谨遵全图按其经纬先列府县高度若干度分秒，次列东西偏度若干度分秒。”（28）可知，表中的经度数值是根据《皇舆全览图》测出，图上测量的误差与杜赫德书中数据的误差接近。

三、两项科学活动存在脱节的原因

康熙后期两个需要测量经纬度的科学活动，在时间上二者并进、互有交织影响，从测量人员来说，精通大地测量的人士也基本为天文方面的人才，完全可以派出一套测量班底进行测量，然后共享数据。但是根据前文分析，经纬度数据都存在脱节。从两项科学活动中的经纬度测量的人员构成，似乎可以较为清楚地认识这个问题。

《历象考成》卷首“纂修编校诸臣职名”表，列出47名参与编纂各级人员的姓名，分工明确：两位皇子允祉和允禄领衔，历算功底深厚的何国宗、梅瑴成负责汇编，又设分校3人，分校下设考测组10人、校算组15人、校录组15人。考测、校算、校录的40人应为具体操作人员，其中只有四格和潘汝英2人出身钦天监，其余人出身各异。在《康熙朝实录》中有这样一条记载：

康熙五十三年（1714）十一月辛亥和硕诚亲王允祉等奏、 昔郭守敬修授时历， 遣人各省实测日景，故得密合。今修历书，除畅春园及观象台逐日测验外， 亦不必各省尽测。惟于里差之尤较著者，如广东、云南、四川、陕西、河南、江南、浙江七省，遣人测量北极高度及日景。则东西、南北里差及日天半径皆有实据。得旨：广东著何国栋去。云南著索柱去。四川著白映棠去。陕西著贡额去。河南著那海去。江南著李英去。浙江著照海去。（29）

前人多认为这段文字反映的是康熙大地测量的情况，汪前进指出这7人被派出时传教士已完成广东等6省的测量，没有必要再次派人，所以此次派人测量经纬度只为修历（30）。笔者认同汪前进的看法，并进行补充。

就具体派遣的7人来说，7人中除索柱和贡额外，其他人皆属于《历象考成》的编纂人员：何国栋、李英、那海、照海属考测组，白映棠属校录组，由此5人可以推测索柱和贡额2人极大可能也是蒙养斋的历算学员——两次历算选拔的人数要多于编纂名单上的人数。

康熙大地测量中，中方参与人员并没有官方记录留下来，但是在当时往来的奏折中，可以拼凑出部分参与测量的中方人员名字（如表1中所示）。笔者推测，每个测量队除了传教士，应该还有三或四个主要的中国官员协助，以及其他一些负责拉绳测量的人员。何国栋等7人既然在1714年能领队前往各地进行测量，即使在测绘舆图的队伍中也该是重要的参与人员，但在各地督抚的奏折中无一人提及何国栋等7人，这也表明他们7人不属于传教士领导测绘地图的队伍，此次测量应是为了修历专门派人去往7省的。

基于以上分析，测绘舆图和修订历法是同时并进的，且分别派出了测量队伍来测量经纬度，但这两支测量队的成员并无重合。这些实操人员应该是康熙皇帝绕开传教士把持的钦天监，为编纂历法另起炉灶培养的。康熙皇帝本人从青年时代起跟随传教士学习天文历算，并进行过实际的测量活动，对于西方的科学技术颇为推崇。但是在1705年前后，中西礼仪之争达到冲突顶点之后，康熙皇帝对于传教士的态度由信重转为防范。

虽然传教士主持测量完成了全国大部分区域的经纬度，但康熙皇帝对传教士一直未放松戒备，随行的中国官员有时会充当监督的角色，并且限制传教士的来往自由。这种戒备更典型的表现是，不允许传教士参与测绘边疆地区。据宋君荣记载，杜德美曾“欲联合神甫熟人在各处观测，并欲赴蒙古东境与中国西境作天文测验，皇帝严拒不准”（31），因为康熙皇帝“恐西人详悉中国形势”。

无论是绘图还是治历，都与国家安全、王权政治高度关联，作为一个颇有作为的帝王，康熙皇帝不可能容忍如此关系重大的科学活动一直掌握在不信任的人手里，必然会希望走出一条“自立”之路，由中国人自己主导。但此时国内懂得西法历算和西方地理测绘的人才，包括传教士和受西学影响的满汉官员在内，都是远远不够的，1710年以前派人测绘西藏地区不成功也证明这一点。康熙皇帝只能一边任命传教士大地测量，一边着手培养能为自己所用的通历算懂测量的中国人，于是才有1711年，在八旗子弟中选拔“资质明敏”者作为历算学员，亲自教导。此种情形之下，在康熙皇帝有意识加强培养自主历算人才几年之后，随着蒙养斋学员逐渐成熟，借出使之机，中国的历算官员开始主导对边疆地区的经纬度测量。另外，康熙皇帝的态度也会直接影响负责编纂的官生。何国宗与梅瑴成负责汇编《历象考成》全书的工作，二人皆与传教士关系不睦，甚至敌对（32），作为皇帝特别选任的团队负责人，想必不是康熙一时的心血来潮之举。由他们负责的历法编纂团队与大地测量的传教士之间，自然也不太可能私下交流测量数据。

四、结语

康熙后期的经纬度测量同时满足“制图”与“制历”双重目的。从结果来看，这一时期奠定了整个清代经纬度测量的基础，此后仅是对《皇舆全览图》和《历象考成》的内容进行增入和修订。从康熙大地测量开始，每一次经纬度实测都会同时对天文历算和舆图绘制产生直接影响，大地测量的结果也会直观反应到历法推算和历书内容上，正如乾隆皇帝在平定准噶尔后的所述：“其星辰分野、日月出入、昼夜节气时刻宜载入《时宪书》，颁题正朔；其山川道理，应详细相度，载入《皇舆全图》，以昭中外一统之盛”（33）。

但通过前文分析，参与康熙大地测量与历法改革在测量人员和观测活动是相对独立的，而测量得到的经纬度数据也存在差异，即两个科学活动之间存在脱节。造成这种状况的原因并不能用简单的技术性因素解释，主要影响因素应该存在于外部因素——两个活动都是自上而下推进的国家性科学活动，作为主导者康熙皇帝的态度尤为重要。礼仪之争背景下，康熙皇帝对传教士态度转为防范，但迫于实际情况，只能一边派遣传教士进行大地测量，一边加紧培养自己的历算人才。这种“分而治之”的情况到康熙大地测量后程，蒙养斋历算学员被培养出来，可以独立主持测量才得以改善。

穆克登查边可以视作中方独立主导测绘的开始，从1713年开始，一支由历算学员主导的测量队伍开始活跃，分别于1713年测绘朝鲜、1714年测量七省经纬度、1717年测量西藏地区，1719年测绘琉球，其中主导测量的人员多为《历象考成》编纂组成员。虽然康熙皇帝两次选拔历算人才的具体名单无从考证，但在康熙大地测量后期以及雍正、乾隆年间的历算和地图测绘活动中，中方人员逐渐扮演更重要的主导角色，也可见1710—1720年间康熙皇帝着力培养人才的深远影响。

注释：

（1） 杨帆、孙小淳：《地理经纬度与崇祯改历“西法\"的确立》，《科学文化评论》2017年第4期。

（2） 中国第一历史档案馆、北京天文馆古观象台：《清代天文档案史料汇编》，大象出版社1997年版，第240—400页。

（3）（9） 翁文灏：《清初测绘地图考》，《地学杂志》1930年第3期。

（4） 桥本敬造：《中国清朝初期的天文历算学》，《科学史译丛》1984年第2期。

（5） 黄一农：《汤若望与清初西历之正统化》，参见吴嘉丽、叶鸿西编：《新编中国科技史》（下册），银河文化事业公司1990年版，第465-490页。

（6） 参见韩琦：《通天之学 耶稣会士和天文学在中国的传播》，生活·读书·新知三联书店2018年版。

（7） 黄一农：《清初钦天监中各民族天文学家的权利起伏》，《新史学》1991年第2卷。

（8） J. B. 杜赫德：《测绘中国地图纪事》，葛剑雄译，《历史地理》1982年第2辑。

（10） 福克斯：《康熙时代耶稣会教士所绘之中国地图》，顾华译，《中德学志》1941年第3卷第3期。

（11） 冯宝琳：《康熙〈皇舆全览图〉的测绘考略》，《故宫博物院院刊》1985年第1期。

（12） 汪前进：《〈皇舆全览图〉测绘研究》，中国科学院自然科学史研究所1990年博士学位论文。

（13）（14）（15） 方豪：《方豪六十自定稿》，台湾学生书局1969年版，第515—604页。

（16） 汪前进：《康熙铜版〈皇舆全览图〉投影种类新探》，《自然科学史研究》1991年第2期。

（17） Mario Cams， Companions in Geography： East-West Collaboration in the Mapping of Qing China （c.1685–1735）， Brills， 2017.

（18） 韩昭庆：《康熙〈皇舆全览图〉长城以南地区绘制精度的空间分异》，《清华大学学报》（哲学社会科学版）2021年第3期。

（19） 台北故宫博物院编委会：《宫中档康熙朝奏折》第4辑，台北故宫博物院1982年版，第319—322、637—639页。

（20） 台北故宫博物院编委会：《宫中档康熙朝奏折》第5辑，台北故宫博物院1982年版，第542—544页。

（21） 中国科学院编：《明清史料》，国家图书馆出版社2008年版，第768页。

（22） 中国第一历史档案馆：《康熙朝满文朱批奏折全译》，中国社会科学出版社1996年版，第741、835—836页。

（23） 中国第一历史档案馆：《康熙朝汉文朱批奏折汇编》第6册，档案出版社1985年版，第328、433、605、674、675页。

（24）（31） 费赖之：《明清间在华耶稣会士列传（1552—1773）》，梅乘骐、梅乘骏译，天主教上海教区光启社1997年版，第600，607，622、538页。

（25） 《清史稿》卷45《时宪志二》，中华书局1976年版，第1668页。

（26） 转引自朱浩浩：《罗明坚、利玛窦〈葡汉辞典〉所附“天地毬” 与“混天毬”手稿研究》，《上海交通大学学报》（哲学社会科学版）2015年第1期。

（27） Jean Baptiste du Halde，Description Géographique， Historique， Chronologique， Politique， et Physique de l’Empire de la Chine et de la Tartarie Chinoise， vol.4， Paris， 1735. pp.473-488， 459-460.

（28） 张作楠：《揣籥小录》，嘉庆二十五年刻本。

（29） 《圣祖仁皇帝实录》卷260、卷262。

（30） 汪前进：《社会史的视角：清康熙朝天文大地测量的八个问题》，载《 中国国家天文“海判南天”暨康熙時代的天文大地测量学术会议会议论文集》2012年增刊。

（32） 郭世荣：《何国宗、梅瑴成与传教士之间的合作与斗争》，《自然辩证法通讯》2012年第1期；韩琦：《“自立”精神与历算活动——康乾之际文人对西学态度之改变及其背景》，《自然科学史研究》2002年第3期。

（33） 《清高宗皇帝实录》卷490。

作者简介：杨帆，北京天文馆古天文研究中心副研究员，北京，100005。

（责任编辑 刘晓慧）