计时仪器

时间计量在我国有悠久的历史。

黄帝时候，已知用测漏的方法来定时间，到周朝则设官执掌此责，因《周礼·夏官》有云：“挈壶氏县壶以水火守之，分以日夜。”就是用有一百条刻画的漏壶盛水定时间。在冬至，昼间漏四十刻，夜间漏六十刻。夏至时刚好相反。春分秋分时则各为五十刻。

到了秦朝，分昼时为七，即旦、朝、禺、中、晡、夕、昏。分夜时为五，即甲乙丙丁戊。此方法沿用至汉朝。

早在《尚书·虞书·舜典》中就有：“在璇玑玉衡，以齐七政”的记载。中国古代的计时方法脱离不了天象，与天文学是分不开的。

战国时期的天文学家，石申第一部天文巨著“天文”。西汉后，人们尊称“天文”一书为“石氏星经”。书中标有 121 颗恒星的位置，书中还记有水、木、金、火、土五大行星的运行及交食等情况。石申编制了最早的星表。并称之“少阳”已认识到能自身发光。

中国汉代天文学家。改创了赤道式仪器，定下了赤道式浑仪的基本结构。

张衡是浑天说的代表人物之一。他认为：天像个鸡蛋壳，地像鸡蛋黄，天大地小，他认为天壳之外还有无限的宇宙。张衡设计和制造了漏水转浑天仪、候风地动仪，并对日月星辰做了许多观测和分析。他测量出了太阳和月亮的角直径是周尺的1/736，即29'24'。他统计出在中国的中原地区能看到的恒星约有2500颗。

陶弘景在天文历算和地理学方面也有很多论述及贡献。他曾经制作浑天象一台，高三尺左右，地居中央，天转而地不动，无论二十八宿度数，七曜行道昏明，中星见伏早晚，以机转动，都与天相会合。他曾认真校对从三皇时起，及至《汲冢竹书》共50家的年代历书，编撰成《帝代年历》五卷。此外，他还著述有《古今州郡记（即地图、地理知识）》三卷，《西域图》一张。为后世的天文、历算、地理等，做出了重大贡献。

《隋书·天文志》记载：“昔黄帝创观漏水，制器取则……总以百刻，分于昼夜。”中国历代对计时都十分重视，往往把计时的管理、计时仪器与国家的政令联系在一起，并且作为国家法制的一个部分严格加以控制。

隋代天文学家。创制了《皇极历》，他首先考虑到了日、月视运动的不均匀性，创立了等间距二次差内插法。计算日月视运动的速度。同时他把差岁改为 75 年差一度。

《辽史·历象志》云：“八尺之表，六尺之简，百刻之漏，日月星辰示诸掌上。”

中国最古老的计时器是日晷和漏壶。《新五代史·司天考》也说：“晷，漏正，则日之所至，气之所应，得之矣。”

中国宋代天文学家。和韩公廉合作制成了天象仪及水运仪象台，是中国古代第一架天象仪。有 8 人高，每层有门，一到时间门开，木人出来报时。（后面有漏壶和机械系统）。

北宋伟大的科学家沈括，在天文、历法、算学上所取得的成就是举世瞩目的。

《宋史·律历志十三》记：“初，括上浑仪、浮漏、景表三议。”熙宁六年“诏依新式制造，置于司天监测验，以较疏密。”可惜实物早已无存。

北宋科学家沈括著《浮漏仪》，将漏刻的结构及消除误差的各种措施一一记录下来。

除沈括外，北宋元祐年间苏颂、韩公廉等人合作制造成“水运仪象台”，用水力转动，是世界上首创的水动天文钟，其中精妙的擒纵装置，相当于钟表里的擒纵器，起控制枢轮定速转运的作用，使这座仪象台把测量仪器的浑仪、表演仪器的浑象和计时仪器设置在同一机构内表达出来，被誉为天文钟的祖先。

中国南宋时期天文学家。他创制了《统天历》，他确定回归年长度为 365.2425 日。并发现回归年长度有消长现象。

郭守敬--是中国元代杰出的天文学家。他创制了高表、玲珑仪、观象台计 16 种仪表，仪器专门测量天体使用。还制作了简仪，现存紫金山天文台。郭守敬测定了黄赤交角。

邢云路是中国明代天文学家。他写成《戊申立春考证》一卷，著《古今律历考》七十二卷。他在《古今律历考》中指出：“星、月之往来皆太阳一气之牵系也。”这是一种朴素的行星运动受太阳吸引力支配的思想。在邢云路活动的年代，中国古典天文学正面临一个新的发展高潮。他曾参加两次改历运动(1595年和1610年)，是明末复兴天文学的重要人物。

万历三十六年戊申，他在兰州时曾立六丈高表（见圭表）以测日影，算得这一年立春时刻与钦天监所推不同，写成《戊申立春考证》一卷。书中提出一回归年长度为365.242190日，同现代理论计算值只差2.3秒。

朱载堉自幼喜欢音律、数学，《明史》本传说他“笃学有至性”。在“席藁独处”期间，他潜心著述；在恢复了王子身份以后，他仍然以学问为主，务益著书，从而为后人留下了丰富的著作。嘉靖二十九年（1560年），他著《瑟谱》，万历九年（1581年），他完成《律历融通》等书；万历十二年（1584年），又完成《律学新说》。

万历二十三年，载堉“上历算岁差之法，及所著乐律书，考辨详确，识者称之。”（《明史·诸王列传》）这里提到的“乐律书”，即《律学新说》，而“历算岁差之法”则包括《律历融通》四卷、《圣寿万年历》二卷、《万年历备考》三卷、《音义》一卷。

万历二十四年（1596年），载堉献其新近完成的《律吕精义》一书（包括内篇、外篇）。万历三十一年（1603年），著成《算学新书》；万历三十四年（1606年），上《操缦古乐谱》等著作。

此外，尚有不明撰述年月的《乐学新说》、《灵星小舞谱》、《旋宫合乐谱》、《六代小舞谱》、《小舞乡乐谱》、《二佾缀兆图》、《嘉量算经》、《圆方句股图解》、《律吕质疑辨惑》等。上述著作，大部分都收入他的《乐律全书》中。（本条内容，参阅了戴念祖的有关研究成果）

朱载堉认为当时的历法计算每年的长度不是十分精确，经过他的仔细观测和计算，求出了计算回归年长度值的公式。在 1986年，专家们用现代高科技的测量手段对朱载堉关于1554年和1581年这两年的计算结果进行了验证，验证发现，朱载堉计算的1554年的长度值与今天计算的仅差17秒钟，1581年差21秒钟。

朱载堉是中国历史上第一个精确计算出北京的地理位置（北纬39°56′，东经116°20′）的人。

天文测量与地理地图测绘

天文学在现实生活中有着非常广泛的应用，只是我们并未察觉的到。例如，提供准确的时间，编制年历和星表，都是天文学的重要任务，人们的日常生活、工业生产、大地测量、军事活动、航天飞行等都少不了它。

因此，在古代也是一样的，现代是过去的延续，只不过是相关技术升级了而已，本质是并没有改变，天文学在天文历法地理地图测绘计时计量生产生活等方面的影响。

所以，古代的地图测绘依然离不了天文学的应用。

中国源远流长，自有文字记载就有了关于测绘的记述。

要画出地图，首先要进行测量，古人的测量方法由简到繁，发展出诸多办法。

《史记·夏本纪》云：禹“左准绳，右规矩。”、“载四时以开九州，通九道，陂九泽，度九山。”都是说一切均以勘测为主，用准定平直，“绳”测长短，“规”画圆，“矩”画方。

禹治水成功，促进了农业发展，使夏朝进入盛世，各部族和九州首领向大禹进贡图画、金属等物品，禹命工匠铸成九鼎，并刻上图，图上有九州的山川、草木、道路以及禽兽的分布情况，这就是古代的原始地图，供人们外出交往沟通、狩猎时参考。

图 伏羲氏手执矩，女娲氏手执规



“准”是测高低的，“绳”是量距的，“规”画圆，“矩”则是画方形和三角形的，都是古代计量工具；还有个“步”，是计量单位，折三百步为一里。

准——测量水平的仪器。

凖者，所以揆平取正也。——《汉书·律历志上》

绳——测量距离、引画直线和确定平面的工具。

木受绳则直。——《孔子家语》

规——校正圆形的工具。

圆者中规，方者中矩。——《荀子·赋》

矩——画方形的工具，也就是曲尺。


古代测绘仪器“准”

图 古代水准仪



调节仪器保证两头水深相同，那么三个木牌连接成的线就在一个水平面上了。

为什么用三个木牌？

因为两个会有一定的误差，多加一个作为校准会提高观测精度。

为什么木牌上面用锯齿状？

因为如果木牌被磨平，那么观测对象是在木牌所遮挡的范围内，还是刚好在木牌的顶部，就无法确认了。因此锯齿的木牌就是为了提高观测精度。

可以看出，当时设计任何一个部件，都要考虑两个字：精度。据说古代用这个搞跨河水准，北宋年间甚至有过八百里的水准测量。

《淮南子·墬形训》：“使竖亥步自北极，至於南极，二亿三万三千五百里七十五步。”

《山海经·大荒东经》：“帝命竖亥步，自东极至于西极，五亿十选九千八百步。竖亥右手把算，左手指青丘北。”就是说：天帝命令竖亥用脚步测量大地，从最东端走到最西端，是五亿十选九千八百步。竖亥右手拿着算筹，左手指着青丘国的北面。

可见当时步量（踏勘）是大地测量的基本方法之一，以至于几千年之后，还有人把地图命名为《禹迹图》，意即大禹的足迹。

古代测绘仪器“圭表”

古人还采用测“日影”的方式来推算实地距离：在同一天的中午，在南北方向两地分别竖起同高的表杆（通常高8尺，相当于1.88米），然后测量表杆的影子，并根据“寸影千里法则”（日影差一寸，实地相距千里）推算南北两地距离，并把夏至日影长为1.5尺的地方视为方形大地的中心。

但“寸影千里”是相当粗略的经验值，后来被南朝天文学家何承天、隋代天文学家刘焯和唐代天文学者李淳风、僧一行、南宫说的理论和实测所否定。

“圭表”是古代发明的度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。日晷（gui三声）由圭表发展而来，便于计时。

用圭表测影，也叫立杆测影。表为直立的标杆，圭是平卧的尺．用其测量正午日影，可定节气和一年时长。古人利用圭表测量正午日影，来定节气和一年时长，利用的是太阳的回归运动的规律．连续两次测得表影最长值的时间间隔大致为一个回归年。

周公测景台位于河南省登封市东南15公里告成镇周公祠前。景通影，“测景”就是测量太阳的影子，是中国古代测量日影、验证四时、测量地中的一种仪器，就是3000多年前的周公姬旦在这里研究天文的“圭”和“表”。

测量的方法和工具：中国古代测日影所用的仪器叫“圭表”，“表”就是直立于圭的杆子，“圭”就是放在地面上的土堆，用圭表测影，也叫立杆测影，用立杆测影研究历法，是天文学发展的一次飞跃。

《周礼•地官•大司徒》：“以土圭之法， 测土深，正日景，以求地中。日南则景 短多暑，日北则景长多寒，日东则景夕 多风，日西则景朝多阴。日至之景，尺有五寸，谓之地中。”所谓土圭实际上就是圭，土作“度”解，土圭即置圭度景之 意。

周代，使用圭表就有了规范，杆子（表）规定为八尺长，《周礼》中载有“日至之景，尺有五寸”的记载，意思是在天地的中心——河南省登封市告成村夏至那天的中午，八尺表的影台影长，刚好是一尺五寸。

所以，我们知道了，与阳城在同一纬度的地方，在夏至时观测中午时表影的长度，若与土圭的长度恰巧相等，八尺表的影子都是一尺五寸，则该观测地点谓之“地中”，实际上指的是当时国土南北的中心线。

之所以选择“地中”是因为“日至之景，尺有五寸，谓之地中，天地之所合也，四时之所交也，风雨之所会也，阴阳之所合也，然则百物阜安，乃建王国焉。”（《周礼》）。

图 古代圭表图



周公测景台，据县志记载：周公营建东都洛阳时，修建的台子，其作用是“测土深，正日景，求地中，验四时”。测量的原则和方法有：一是圭与表成垂直角度（即90度）；

二是圭表设置必须与当地子午线相吻合（即下南正北方向）；

三是观测日影，必须在每天的日中，日复一日，天天测影，把每天测量的影长数据一一记录下来，根据每天日中日影的变化，找出季节的变化。

周公把表影最长的那天定为“冬至”。这天中午，太阳直射南回归线，北半球的白天最短，把表影最短的一天定为“夏至”，这一天日中，太阳直射北回归线，北半球的白天最长。把一年中的日中日影最长的一天，到下一年日中日影最长一天的周期，即地球绕太阳一周定为一个“回归年”。在一年中，把两个日中日影长相等，昼夜时刻相同的日子，分别定为“春分”和“秋分”后逐步总结出二十四节气，便于人们在日常生活农业等中使用。

测量定方向

《诗·大雅·公刘》有“既景乃冈”的记述，即公元前15世纪末，周族公刘在陕西彬县一带勘测地形，立表测影以定方向，使用了简单的测量工具“表”。

战国时期《考工记·匠人篇》有把表立起，用挂着重物的绳子校准表垂直于地面，观测表影测绘地形的记载。

观星宿定方向：

《诗经》中《小雅·大东》中“维南有箕”、“维北有斗”这样的诗句，这首诗大致作于公元前684年前，证明当时人已经知道利用星宿的位置来确定方向。

观太阳、北极星定方位：

在《考工记》中在营建城邑确定方位时用了以表测影的方法。具体做法如《周礼·考工记·匠人》记载：“匠人建国。水地以县，置槷以县，视以影为规，识日出之景，与日入之景。昼参诸日中之景，夜考之极星，以正朝夕。”

这一段话是说：周代匠人在建立国都的时候，用悬（县）挂准绳的方法来平整土地和垂直立表（槷），以定表为中心划圆（规），用来观察太阳升起和落下的日影（景）。白天参照正午的日影，夜晚参考北极星位置，用这样的方法来确定日出（朝）和日入（夕）的方位。

《尚书·尧典》中记载的方向已有东、西、南、北四个，《尚书·禹贡》中增加到八个。1977年在安徽阜阳西汉汝阴侯墓出土的西汉初的六壬式盘上，由八干、四维组成了12个方位。

天文定位航海导航

天文航海技术主要是指在海上观测天体来决定船舶位置的各种方法。

我国古代出航海上，很早就知道观看天体来辨明方向。

西汉时代《淮南子·齐俗训》就说过：“夫乘舟而惑者，不知东西，见斗极则悟矣。”，如在大海中乘船而不知东方或西方，那观看北极星便明白了。

晋代葛洪的《抱朴子外篇·嘉遯》上也说：“夫群迷乎云梦者，必须指南以知道；并乎沧海者，必仰辰极以得反。”，如在云梦（古地名）中迷失了方向，必须靠指南车来引路；在大海中迷失了方向，必须观看北极星来辨明航向。

东晋法显从印度搭船回国的时候说，当时在海上见“大海弥漫，无边无际，不知东西，只有观看太阳、月亮和星辰而进。”

一直到北宋以前，航海中还是“夜间看星星，白天看太阳”。只是到北宋才加了一条“在阴天看指南针”。

北宋——沈括所著《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。

大约到了元明时期，我国天文航海技术有了很大的发展，将观测星的高度来定地理纬度的方法应用于航海定位导航。这是我国古代航海天文学的先驱。这种方法当时叫“牵星术”。牵星术的工具叫牵星板。

图 牵星术先确定要测量的目标星辰



图 牵星术、六分仪+“星下点”：北极星高度＝当地纬度01



明代在航海中还定出了方位星进行观测，以方位星的方位角和地平高度来决定船舶夜间航行的位置。当时叫观星法，观星法也属牵星术范围之内。

关于求天象出没时间，明代航海家也有些规定。流传下来的明末抄本航路专书中有太阳月亮的出没时间表，还有“定太阳出没歌”和“定太阴出役歌”。

“牵星术”、六分仪所用原理，其实就是正午太阳高度影子测定纬度，经度的测定，走时准确的钟就行（粗略计算）。

实际上是通过测量天体（如某个恒星）在某个特点时间（如子夜）和地平线的夹角，再查找长期积累下的数据记录，就可以得到所处的纬度。

真太阳时的钟（日晷），根据所处地点的正午时间（太阳最高时）和某地的正午时间之间的差值，就可以知道经度。中国古代称之为“里差”，也就是现在所说的“时间差”。

这就是为什么明代会有总结太阳月亮的出没时间表，便于航海天文定位计算经纬度换算。而这些也是传承已久的天文观测才能总结出来，古代的“四时测中星法”就是其起源。

据明代一些航海书籍记载，远洋海船上各色人员俱备，其中阴阳官、阴阳生专管观测天象。明末流传的小说《三宝太监西洋记通俗演义》中记载，“观星斗阴阳宫十员”。又说：”每一号船上面有三层天盘，每一层天盘里面摆着二十四名官军，日上看风看云，夜来观星观斗。”虽然这是一部小说，但多少也反映了明代航海中一些实际情况。

夏商周

《左传》上就记载有夏代的《九鼎图》，古经《周易》有“河图”的记载，还有“洛书图”，表明中国图书之起源，传世文献《周礼》中有17处关于图的记载，图又与周官中14种官职相关联，如“天官冢宰·司书”“掌邦中之版，土地之图”；“地官司徒·大司徒”“掌建邦之土地之图，与其人民之数以佐王安抚邦国。

《周礼·夏官·司马·职方氏》中对此做了记载：“掌天下之图，以掌天下之地。辨其邦国、都鄙、四夷、八蛮、七闽、九貉、五戎、六狄之人民，与其财用、九谷、六畜之数要，周知其利害。”

《周礼》中《天官》、《地官》、《春官》、《夏官》等篇所载地图品种极多，有包括当时所知“天下”、“九州”的大面积图 ，有“一遂（一万家） ”乃至“一闾、一里（二十五家）”居住区的小地区图；内容则有山林、川泽、丘陵、等地貌，有邦、国、都、鄙、乡、里等政区，有农、牧、矿、动植物等矿产，有交通路线，或民族分布，有可以据以判决闾里争讼的土地图，有贵族和庶民的墓葬图等等。

1954年6月，中国考古工作者在江苏丹徒县烟墩山出土的西周初青铜器“宜侯矢簋”底内刻铸的120字铭文有两处谈到地图，

即“武王、成王伐商图”和“东国图”。

该文记载周康王根据这两幅地图到了宜地，举行纳土封侯的册命仪式。

曰：“唯四月辰在丁未，王者武王遂省、成王伐商图，遂省东或（国）图。王立（位）于宜，内（纳）土，南乡（向）。

王令虞侯曰：‘繇，侯于宜。’”

据考证，该图成于公元前1027年或稍晚。

这些记载足以说明，中国西周时期已有土地图、军事图、政区图等多种地图，并在战争、行管、交通、税赋、工程等多方面得到应用。

春秋战国、秦汉

春秋战国时，地图已普遍用在军事上。

古代文献中，有关地图的史料很多。先秦书籍如《尚书·周书·洛诰》、《诗经·周颂》、《周礼·地官司徒》、《管子·地图篇》和《战国策·赵策》等各有详简程度不同的有关地图的记载。其中以《周礼》和《管子》中的记述最精详。

《管子·地图篇》中说道：“凡兵主者必先审知地图，轘辕之险，滥车之水，名山通谷经川陵陆丘阜之所在，苴草林木蒲苇之所茂，道里之远近，城郭之大小，名邑废邑困殖之地，必尽知之。地形之出入相错者，尽藏之。然后可以行军袭邑，举错知先后，不失地利，此地图之常也。”

《管子·地图篇》说，凡主兵打仗，必须先看图，知地形，才不致失利。

《管子》一书，大致是战国时期的作品。当时地图在军事上的地位非常重要。凡军事负责人在指挥作战之前，必先研究和熟悉地图，知道哪里地势险阻，哪里有山陵、通谷、河流，哪里林木、苇草丰茂，以及道路的远近、城镇的大小兴废、荒地耕地的分布等等情况。根据这些情况，利用各种有利条件，才好具体制定作战方案。

《孙子兵法·地形篇》也说，没有地图、不知地形，必败。《孙子兵法》和《孙膑兵法》都有附图。地图在军事上受到这般重视，可见已经是相当实用的了。

从图上既可看出山川“之所在”、“道里之远近”、“城郭之大小”，说明这时绘制的地图已经有方位、距离和比例尺的规定。

当时地图都刻在木板上，包括山脉、河川、城镇、道路等相关位置，具有一定的比例，且广泛应用了指南针。

秦汉时期，“图穷匕首见”的故事里就提到了地图。《战国策·燕策三》：“秦王谓轲曰：‘起，取武阳所持图。’轲既取图奉之。发图，图穷而匕首见。”

据《战国策·赵策二》中记载：公元前377年，苏秦游说赵肃侯合纵攻秦时说：“臣窃以天下地图案之，诸侯之地，五倍于秦；料诸侯之卒，十倍于秦。”

苏秦根据概括全域的天下地图得出诸侯的土地面积是秦国的五倍的。说明这张地图不仅把当时的中国全域都包括了进去，这张地图还有比例尺，否则苏秦就无法把诸侯国的土地面积与秦国的大小进行比较，也就无法得出这个结论！


秦始皇统一中国后，立即收集各类地图，“掌天下之图以掌天下之地”。中央由“大司徒”专门管理，地方派“土训”管理（皆为管地图的官司职称呼）。

那时，地图的品种逐渐增多，有土地图、户籍图、矿产图、天下图、九州图等。

依据西汉刘歆《西京杂记》记载，当时有一种记道车，可以计算行路里程，东汉张衡将其改进后称为记里鼓车。这种车利用差速齿轮原理，行车十里则敲鼓一次，敲鼓满十则敲钟一次，大大提高了里程测量速度。

计里鼓车，这是用齿轮等机械原理制作的测量距离和确定方位的工具，每走一里，车上木偶击鼓一下，走十里打镯一次，车上的指南针则记录着车子行走的方向。

记里鼓车又有“记里车”、“司里车”、“大章车”等别名。有关它的文字记载最早见于《晋书·舆服志》：“记里鼓车，驾四。形制如司南。其中有木人执槌向鼓，行一里则打一槌。”晋人崔豹所著的《古今注》中亦有类似的记述。因此，记里鼓车在晋或晋以前即已发明了。

图 汉代孝堂山画像石中的「鼓车图



记里鼓车是指南车的姐妹车，他们同为天子大驾出行时的仪仗车，还时常排列在相同位置，两者要求基本相同，装饰华美富丽，不亚于指南车，有的古籍即说记里鼓车“制如指南”。记里鼓车的使用时间也与指南车一样，从西汉到北宋。

北宋时的记里鼓车制造方法更有改进，《宋史·舆服志》记载比较详细，大体说记里鼓车外形是独辕双轮，车箱内有立轮、大小平轮、铜旋风轮等，轮周各出齿若干，“凡用大小轮八，合二百八十五齿，递相钩锁，犬牙相制，周而复始。”记里车行一里路，车上木人击鼓，行十里路，车上木人击镯。

图 记里鼓车复原模型



《宋史·舆服志》对记里鼓车的外形构造也有较详细的记述：“记里鼓车一名大章车。赤质，四面画花鸟，重台匀栏镂拱。行一里则上层木人击鼓，十里则次层木人击镯。一辕，凤首，驾四马。驾士旧十八人。太宗雍熙四年（公元987年）增为三十人。”由上述文字可知记里鼓车的外形十分精美，充分显示出当时手工技艺的高超水平。


在西汉时期，人们已能运用勾、股、弦和相似三角形来推算距离，测量面积的方法也增多了，促进了测绘技术的发展。

“浑天说”的出现也为天文大地测量和大范围的地图测绘提供了理论基础。

早在西汉的《淮南子》中，就记载了测量太阳高度的基本方法，到三国时，吴国人赵爽在为《周髀算经》作注时，绘制了日高图。

日高图是利用双杆测量日影推算太阳高度的示意图，利用相似三角形边长成比例的原理测得太阳高度和两地的较远距离，为间接测量提供了方法。

数学家刘徽说：“凡望极高，测绝深，而兼知其远者，必用重差。”他流传至今的《重差》有9个算例，包括测算海岛、山松、楼房的高度，测算城池的大小，测算涧谷的深度，测算河口、湖塘的宽度等。

9个算例分别是：测量海岛的高度（望海岛），测量山上的松树的高度（望松），测量城市的大小（望邑），测量涧谷的深度（望谷），居高测量地面上塔楼的高度（望楼），测量河流的宽度（望波口），测量清水潭的深度（望清渊），从山上测量湖塘的宽度（望津），从山上测量一座城市的大小（临邑）。

为解决这些问题，刘徽提出了重表法、连索法和累距法等具体的测量和计算方法。这些方法归结到一点，就是重差测量术。重差测量术是借助矩、表、绳的简单测量工具，依据相似直角三角形对应边成比例的内在关系，进行测高、望远、量深的理论和方法。

在刘徽之前，赵爽在为《周髀算经》作注时曾作日高图，首先提出了重差测量理论。而刘徽在《海岛算经》中活用重差理论，巧妙地提出了多种具体的测量和计算方法，把重差测量理论推广开来。

《海岛算经》是一部影响久远的测算专著。它所详细揭示的重差测量理论和方法，成为古代测量的基本依据，为实现直接测量（步量或丈量）向间接测量的飞跃架起了桥梁。直到今天，重差测量理论和方法在某些场合仍有借鉴意义。


最能体现当时高超水准的，是长沙马王堆三号汉墓出土的地图。

图 中国古代最早出土地形图



1973年12月发掘的长沙马王堆三号汉墓中，一次发现了3幅画在绢帛上的地图，即后来被简称为《地形图》、《驻军图》、《城邑图》的古地图。《地形图》、《驻军图》经修复已基本复原，《城邑图》由于破损严重，至今没有复原。出土时，这些帛图折叠成多层长方形，收藏在三号墓椁室东边的漆奁中，破碎粘连如豆腐渣一般。故宫的修裱师傅精心进行修复，将叠起来的图一层层捣开后，将碎片一一粘连，其中地形图被裱糊成为三十二张帛片。

这三幅图都绘在帛上，一幅是地形图，一幅是驻军图，另一幅是城邑图（或称园寝图）。

地形图长宽各九十六厘米，绘有山脉、河流、居民点和道路等，已经具备了地形图的基本内容。图的地理范围主要是当时长沙国（诸侯国）的南部，就是现在湘江上游潇水流域一带，这部分图的精度相当高。再往南直到南海的部分是西汉诸侯南粤王的辖地，这部分比例尺突然变小，图的精确程度显然下降了，特别是海岸线很不准确，这主要是缺少具有比较高的水平的测量资料作为依据的缘故。

图 马王堆三号汉墓出土地形图复原图



《长沙国南部地形图》除了没有政区界限、土壤植被外，已经具备了现代地图的基本内容，它用统一的图例表面了当时的居民点、道路、河流、山脉等分布情况，经过量算，大致上可知该图统一的比例约为一寸折十里（1:180000）。

《地形图》中的水系表示的详细而突出，图上绘有大小河流三十多条，主、支流关系明确，交汇口图形正确，河流与地形的关系描绘得当。图中水系的主要部分，与现代地图的河流骨架、流向及主要弯曲也都基本一致。

《地形图》唯一与现代通用地图相反的是，其图幅所示的方位为上南下北，左东右西。

这幅地图的出土震撼了考古界，被认为是世界地图学史上的罕见珍宝。对国人来说，这张地图堪比“藏宝图”，因为它将南海给画了进去。

图 现代地图中的南海



大家知道，南海自古就是中国固有的海域，只是因近代动荡了100年及南海物产富饶，对海域有很大的争端。而这张地图的出土，证明了中国古人早在汉代就对南海拥有高度的直辖权。说明，南海一直就是中国海域，因此南海才能绘入中国版图。


驻军图长九十八厘米，宽七十八厘米，范围仅仅是地形图中的一部分。因为是军事守备图，内容除山脉、河流、居民点和道路外，还标明了驻军的布防、防区界线和指挥城堡等，反映了汉初长沙诸侯国军队守备作战的兵力部署情况。这对研究我国古代军事思想，尤其是西汉时代的作战思想，有重要参考价值。

图 马王堆三号汉墓出土《驻军图》复原图



《驻军图》是一幅长98厘米，宽78厘米，由黑、红、田青三种颜色绘制出来的军用地图，所包括的范围是《地形图》的东南部分，主区相当于今湖南省江华瑶族自治县的潇水流域一带，比例较《地形图》约大一倍。

《驻军图》除了与《地形图》一样绘有山脉、河流、道路、居民点外，突出表示了九支驻军的布防、防区界线、指挥城堡等军事要素，两者之间的关系处理得相当恰当，有关军事的内容表示在第一层平面，而其他要素则表示在第二层平面，主次分明，层次清楚。


测量水平：如果把地形图和现代南岭地区的地形简图进行比较，可以看到深水（今潇水）和它的支流的水道大部分已经接近于现在的地图。

湖南南部南岭一带的地形是比较复杂的。在复杂的地形条件下，测量地物的距离不能以人行的路程为准，需要求出水平直线距离才能准确地画在图上。

所以测绘复杂地形和远方地物的时候，除直接测量一些地段外，还要进行间接测量。

间接测量的方法在汉代的数学家叫它做“重差术”，就是利用相似三角形对应边成比例的原理解决间接测远、测山高、测城邑大小等问题。可以认为，地形图的测绘利用了古代数学的光辉成就“重差”法，所以精度比较高。

制图六体

在中国，地形测绘自然也很古老，先秦时期已经发明了测量工具“规”与“矩”并进行地形测量与方位测量。汉代，天文定位法被引入方位测量，十字线网格测量距离的原理也得到应用。

三国之后，晋王朝建立，天下又出现统一的局面。这时出了个著名的制图学家裴秀。他在总结前人经验的基础上创造了《制图六体》，即分率（比例尺）、准望（测量方法）、道里（测量距离）、高下（测量高低）、方邪（测量角度）、迂直（测量曲线与直线）。

这六条测制地图的原则，除经纬线和投影之外，几乎把现代地图的测制原则全都扼要地提到了，这在中国制图发展史上具有划时代的意义，对后代测制地图有着深远影响。在裴秀的指导下，组织大批测量和制图人员，编制了著名的《禹贡地域图》计十八篇，缩编了《天下大图》和《方丈图》。这些地图内容详尽，判读方便，流传了数百年。

曾任宰相的裴秀编制了我国最早的地图集——《禹贡地域图》，

其中采用了“制图六体”之法。

这本书中提出了地图制图的六条原则：

一为“分率”，用以反映面积、长宽的比例，也就是今天的比例尺；

二为“准望”，就是方向的意思，用以确定地貌、地物彼此间的相互方位关系；

三为“道里”，用以确定两地之间道路的距离；

四为“高下”，即相对高程；

五为“方邪”，即地面坡度的起伏；

六为“迂直”，即实地高低起伏与图上距离的换算。

这六条原则的综合运用正确地解决了地图比例尺、方位及距离的问题。


唐朝初期，中国疆域辽阔，为了便于统治，皇帝曾规定全国各州、府每年要修测地图一次。可见当时已建立起对地图的实时概念。德宗皇帝曾令制图学家贾耽绘制全国大地图。

贾耽组织人员，依据《制图六体》，历十六年完成《海内华夷图》。图的范围东西三万里，南北三万五千里，是中国当时疆域的范围，相当于当代一幅亚洲地图。可惜该图失传，但宋朝人曾参照原图缩制《华夷图》和《禹迹图》，刻在石版上，现保存在西安碑林。

唐代著名天文学家张燧，在世界上首次用科学方法测量子午线的长度。他根据不同地点的日影变化，求得北极星高度差一度，则地上南北距离差351里80步，且是不均匀的。这一发现比其他国家要早一千多年。

浑仪、简仪

唐贞观七年（633年），天文学家李淳风制造了测量天梯球面坐标的仪器——浑天黄道仪，随后又制成一架铜制浑仪。

浑仪的关键部件是“窥管”，就是一根中空的管子，好像现代的望远镜，但是没有镜头。人眼在管的一端，通过窥管看见天上一个小的部分，窥管放置于不同方向就能看到天上不同的区域。可谓“以一管窥全天了”。所以，浑仪就是用来给肉眼所能看见的天体测定坐标的仪器。

计裏画方

出现“制图六体”以后，即制图时要考虑的六方面因素：分率（比例尺）、准望（方位）、道里（道路里程）、高下（地势高低）、方邪（角度）、迂直（弯曲度）。

有了这些考虑之后，可以确定各地标的空间关系，但如何将这些关系呈现在一张平面图上呢？

这便衍生出“计里画方”之法，是为使地图图形正确缩小尺寸而设计的按比例绘格网的方法。

古人的“计里画方”是按比例尺绘制地图的一种方法。

绘图时，先在图上布满方格，方格中边长代表实地里数，

相当于现代地形图上的方里网格，

然后按方格之框定绘制地图内容，以保证一定的准确性。

唐人贾耽编制了《海内华夷图》，北宋沈括编制了《天下州县图》，

元朝朱思本绘制的全国地图《舆地图》，都采用“计里画方”的方法，精确性超过前人。

目前保存着的最早一部历史地图集是宋代的《历代地理指掌图》（又名《地理指掌图》）。此图集由北宋税安礼编绘，南宋赵亮夫增补。宋代曾多次翻刻流传，至今日本东洋文库还收藏着注明“西川成都府市西俞家印”的宋刻本，国内所见的几种都是明代翻刻本。这部地图集共有图44幅，每幅均有图名，图后都附说明。上起传说中的帝喾〔ku库〕，下至宋朝，各朝地图至少一幅，多则五幅。

第一幅是《古今华夷区域总要图》，图中的海岸线、河流、长城等的轮廓与阜昌七年（1136年）上石的《华夷图》相似，图后所附图说与《华夷图》上的文字说明也基本一致。

第27幅《唐十道图》的西部标有“星宿海”，可能是目前所知该地名最早见于地图上的一次。最后一幅为《圣朝升改废置州郡图》（明刻本改“圣”为“宋”），其中有南宋的建置，说明已经增补过。

图 唐朝全国地图《十道图》之一



值得注意的是，这部图集的宋刊本就采用了红黑双色套印，准确地反映了原作“古墨今朱”的特色。这也证明，由贾耽开创的以不同颜色分别显示古今内容的历史地图绘制方法已为历史地图作者所普遍采用。

历史地理图也包括各类专题图，如元丰三年（1080年），刘景阳和吕大防曾奉命绘制一幅长安（今陕西西安市）城的历史地图，此图的比例尺（折法）是二寸相当于一里，在图上绘出了古代的宫殿、城墙等建筑。此后李好文所绘的《长安志图》中的平面图就是以这幅为依据的。

宋代的石刻地图将地图刻在石上的传统至少可以追溯到6世纪的南朝梁时代，但目前所见最早的石刻地图却是宋代，而且宋代留下了众多各类石刻地图，成为中国地图史上重要的一页。就地图本身的质量而言，石刻地图并没有什么进步，甚至肯定不如原来绘制的地图，但却能够历经千年战火风霜保存到今天。

在传世的石刻地图中，西安碑林中的《华夷图》和《禹迹图》制作年代最早。《禹迹图》刻于公元1136年4月，《华夷图》的上石时间要晚半年，它们同刻在一块石碑的正反两面，长、宽各约77厘米。

图 《禹迹图》的拓片，可以清楚的看到网格



同时，《禹迹图》采用方格作为比例尺，证明古代中国地图学家了解比例尺的重要性。方格网就像现代地图的经纬网一样，使《禹迹图》看上去更像现代地图。

《华夷图》的内容以中国为主，但涉及亚洲的大部分地区，不过四邻部分主要是用文字而不是用图形来表示。国内部分的山川、湖泊、府州位置等，与实际状况大致相符，但海岸轮廓变形较大，辽东半岛、山东半岛、雷州半岛突出部分的形状尚未表示出来，海南岛的轮廓也失真。

图 《禹迹图》和它背面的《华夷图》



《禹迹图》采用“计里画方”的办法，横方70，竖方73，共计5110方，每方折地百里，大约相当于1:150万。绘有政区名380个，标注名称的河流约80条、山脉70多座、湖泊五个。绘制比较精密，海岸轮廓、河流位置和形状都比《华夷图》更符合实际。

“制图六体”成为中国传统制图理论的重要依据，计里画方之法则是基本操作法，历代著名地图都少不了计里画方。裴秀之后，还有唐代贾耽的《海内华夷图》、北宋沈括的《天下州县图》以及元代朱思本的《舆地图》。历朝所改良处主要在纬度及里程测量的精准度以及折算的比例。

宋代

宋朝普遍使用“水平”（水准仪）、“望尺”（照板）、“干尺”（度干）等仪器来测量地势的高低，沈括又以“互同”取代“道里”，可能就是现代的等高线标记。

杨甲在绍兴二十五年（1155年）前后编绘的《六经图》，是我国现存的第一幅印刷地图，这比欧洲据说的第一幅印刷地图要早200年左右，但制图水平比后者要高得多。不过，西方在法国1667年以前一直没有天文台，依据天文和地图测绘的关系，欧洲不可能出现那么早的地图，除非是外界输入的。

图 杨甲《六经图》所载《地理之图》



宋朝王安石变法时，曾开展大规模的农田水利建设，在推行新法的六七年间，全国兴修水利十万余处，灌田三千多万亩，其间有大量的勘察与测绘工作。大科学家沈括曾主持治理一条840多里长的水渠，他采用“分层筑堰法”，测出长渠两端的高差为十九丈四尺八分六寸。

沈括还奉旨用12年的时间修编了《天下州县图》，把图上的方位由8个增加到24个，提高了地图的精度。

特别值得一提的是沈括经过对北极星连续三个多月的观测，绘制了200多张北极星与磁北方向图，发现了磁偏角（先科普一下，磁北方向就是我们指南针指的北方向其实是指向地磁南极。真北方向是地球自转轴的北方向，就是我们的北极。）。

图 磁偏角动态图



这对测绘有着重大的科学价值，比所谓的哥伦布横渡大西洋时发现磁偏角要早400年。

元代

郭守敬（1231—1316年），字若思，顺德邢台（今河北邢台市）人。他的祖父郭荣学识渊博，精于算数与水利，对郭守敬的成长影响很大。郭荣还使郭守敬师从精通天文、地理、律历的刘秉忠。中统三年（1262年），郭守敬因熟悉水利而受到元世祖忽必烈的召见，此后即被委派为负责水利的官员。至元十三年（1276年），郭守敬调任太史局（后改为院），负责编制新历，在此期间组织了“四海测验”，对全国的纬度进行了空前规模的实测。至元十七年（1280年）编成了著名的授时历。此后，郭守敬还主持开通了通州至首都大都（今北京市）的运河。

郭守敬受命编制新历后，就认识到“历之事，在于测验，而测验之器，莫先于仪表”(历法的制订主要依靠实际测量和检验，而测量、检验的工具又取决于仪表)。正因为如此，他首先致力于创制“仪表”，即简仪、高表、仰仪、立运仪、景符等十几种专用仪器，还为野外观测设计了丸表、悬正仪、座正仪等仪器。这些仪器具有精确、灵巧、简便的优点，对这次大规模的测量起了重要作用。

以郭守敬为首的14名官员和大量测量人员在南北长11000里，东西宽8000里的辽阔范围内布下了27个观测站，又在其中精心选出七个比较重要的点：南海（今越南中部）、衡岳（今湖南衡山）、岳台（今河南开封）、和林（今蒙古鄂尔浑河上游东岸哈尔和林）、铁勒（今俄罗斯境内安卡拉河、叶尼塞河地区）、北海（今俄罗斯下通古斯卡河下游）和大都（今北京市）。除大都是首都外，其余六个点从南到北代表了各大区域，相邻两点纬度的间隔都是10度。

在这些点所作的观测项目都较其他点齐全。为保证资料的可靠性，在中原地区加密了观测站，这些站集中在北纬40度至30度的范围。为了顾及东西的差异，还选取了高丽（今朝鲜开城）和西凉州（今甘肃武威市）。

将这些站的北极出地值（即北天极的地平高度，亦即纬度）和它们现在测得的实际纬度相对照，可以看出，中原地区观测站的差值比较小，特别是陕西四川行省三个点、河南行省四个点和中书省直辖地三个点的差值分别是5'、12'和23'，其中岳台（今河南开封市岳台坊）完全没有误差。衡岳的差值最大，达2°23'，可能是古今的观测点不在一处造成的。用当时的仪器和技术能达到这样的结果，是非常先进的水平。

图 元朝四海测验观测值与现在纬度对照



元朝大科学家郭守敬用自制的仪器观测天文，发现黄道平面与赤道平面的交角为23°33’05"，而且每年都在变化。如果按现在的理论推算，当时这个角度是23°31’58"，可见郭当时观测精度是相当高的，而这之前的张衡却认为这个角值是24°，精度提高近30’。

郭守敬还发明一些精确的内检公式和球面三角计算公式，给大地测量提供了可靠的数学基础。当时，为兴修水利，他还带领队伍在黄河下游进行大规模的工程测量和地形测量工作，使许多重要工程得以科学设计、合理施工，节省了大量的人力物力。

郭守敬在测绘上作出的最大贡献，是他首创的以我国沿海海平面作为水准测量的基准面。当时，郭守敬曾经从河套东头的孟门山（今陕西宜川至山西吉县一带）起，顺中条山往东，沿黄河故道测量地形，掌握了大河之北纵横数百里地区内地势起伏的变化。

这是在黄河中游的一次大面积地形测量。大面积测量必须解决各局部测量资料的统一归化问题。

在《元朝名臣事略》这本书中，元代著名数学家郭守敬：

“又尝以海平面较京师至汴梁地形高下之差，

谓汴梁之水去海甚远，其流峻急，

而京师之水去海至近，其流且缓，

其言倍而有微，此水利之学，其不可得也”。

这是我国史书上第一次记载利用海平面作为基准来建立统一的高程系统，创立了「海拔」这一科学概念。

直到今日，世界各国的区域性测量，其水准测量成果均归化到以海岸某点的平均海水面作为基准面的高程系统中去。我国现就采用青岛港验潮站历年记录的黄海平均海水面作为基准面，并在青岛设有水准原点，全国的高程均以此为基准。这一科学方法。仍将继续沿用。

明代

明代的郑和航海图是我国古代测绘技术的又一杰作。郑和七次下西洋，最远到达非洲的索马里、阿拉伯、红海一带，使明初的海疆超过了汉代和唐代。郑和第七次出海的航海图一直保存到现代，是我国最著名的古海图，也是我国最早的一幅亚非地图。

明代城市图在地方志中常见，如闻人诠：《南畿志》中有“都城图”（南京），沈应文：《顺天府志》中有“北京皇城图”。明万历年间（公元1573-1619年）刊的“北京宫殿之图”反映了明代北京宫殿布局的特色。

图 《广舆图》刊刻于明嘉靖年间，是我国现存最早的一部综合性地图集。



图 明末《固原州舆图》呈现的是绘图者从中间向四方看到的景象。




根据现在的说法，到了明代万历十年（1582年），意大利传教士利玛窦来华，带来了西方的天文测地方法。

为了编修历法，在礼部侍郎徐光启的主持下，崇祯二年（1629年），成立了由西方来华人员参加、采用西方测算方法的西局，并与采用中国传统天文测量方法的中局一起，共同进行天文观测。

经过5年的准备，制造了象限大仪、纪限大仪、平悬浑仪、列宿经纬天球、万国经纬地球、候时钟、望远镜等10种新式仪器，并开始实施以测时刻、定方位、测子午、测北极高度为内容的实际观测，西法取代中法的趋势已经显露出来。

清代前期与后期两次全国性地图测绘，都采用了近代“西方天文测绘方法”。

我们都知道天文观测影响地理测绘，不懂天文就不懂地理，但是，徐光启说中国人都不懂了，“经纬度”之类的都是西方的“教”给中国的，根据上面所谓西方的“天文仪器”名字也好，使用方法原理也好，都能在中国找到早期原型，并且一直有发展传承。

可是，令人奇怪的是，突然之间从徐光启开始发展就断了，好似中国人“什么都不会了”，发展到传教士来了以后就断代了。

中国古代千年天文地理的积累，一夕之间化为乌有，通通烟消云散，好似全体中国人全变成了笨蛋白痴。

至此从徐光启开始，到满清以后，天文历法、经纬度、地图测绘等的知识就被认为是西方传教士“带来”的，中国人制定天文历法绘制地图这么久了，在徐光启、李之藻等中国耶教徒眼里，连基本的“经纬度”概念都不知道了，以至于需要利玛窦等传教士“教”给中国人。

西方突然就能从一穷二白、一无所知变得无所不能、无所不知，全靠传教士中国人的天文历法地理地图测绘才能“从头开始学会”！

换句话说，中国数千年的天文历法星图、地理地图测绘在西方传教士“来了以后落后了”，西方在没有任何天文历法积累，没有天文台的情况下，来到中国“什么都是最先进的”，甚至“教”中国人从基础学起，传教士们真可谓是“天降知识科技”啊！想必是自带了“老爷爷”金手指了！

自从西方传教士利玛窦来了中国以后，中国人连“地球是圆的”（古人称球体更合适）都不知道了，历法白观测了，可不是传教士从头“教”中国人嘛！

而中国古代观星测定方向，航海天文定位都离不开太阳、月亮、北极星，还有“四时中星法”早就能够测经纬度了。

所谓的“经度”涉及两方面，计算经度需要准确的时间，中国古代计时仪器太阳钟是以太阳的投影和方位来计时，分别以土圭、圭表、日晷为代表。测量经度，测需要知道南北方向，才能绘制南北子午线，需要观太阳、北极星定方向，才能绘制经度。

这些知识能是当时连天文台都没有的西方“传入”中国的吗？西方要是真这么“厉害”的话，何苦还有千年黑暗呢？这都完全可以上天了，都不需要起源发展，也不需要经验积累，人家西方瞧不上实践经验，可以凭空知道理论就能做到，那西方还费这么大劲干嘛，这么长时间连纸、印刷术都想不出制造的理论吗？！

这是西方的“拿手好戏”啊，怎么能想不出来呢？传教士来中国“什么都能想出来”，要啥有啥，科技文化无所不能，西方明明就不需要积累经验，就可以做到一步到位，直接做到“最先进科技”！

在徐光启、李之藻等耶教徒眼里，中国人甚至连本土的“二十四节气”都不会了，利玛窦可是将西方本土不用的节气都能“教”中国人，传教士还有什么不会的？！

那些西方“全才”们可是几个人凭借一己之力就能把中国数千年做得事情都完成了啊！

西方有什么做不到的，我懂了，西方要啥“四大发明”，甚至是数千万的发明发现，人家就是故意浪费时间，享受黑暗的耶教统治，那是人家不想做，想做的时候，欧洲本土可以一步到位，一步登天，直接从原始社会升级到工业革命，冲破宇宙，发明歼星舰！

怪不得人家西方瞧不上基础实践，它们不需要基础实践，不会的都能直接想出来，最著名的不就是利玛窦嘛，“无中生有”那是西方的最大本事！

医学

计量与医学进步同样密不可分。

无论中医学经典著作《黄帝内经》中对人体解剖和测量的重要性的强调，抑或王莽时对人体解剖后各器官的逐一测量，这些都需要计量的保证；即以中医本身来说，为人治病，辨症下药，加减剂量，没有计量为其提供技术保障是不可能的。

正因为如此，西晋时兼明医术的朝廷重臣裴頠就曾给晋武帝上言，指出当时度量衡制度已经出现混乱，应该对之进行改革。如果改革一时不能到位，至少也应该先对医用权衡进行改革。

因为“药物轻重，分两乖互，所可伤夭，为害尤深。”裴頠的建议虽然未被采纳，但人们已认识到药物称重计量准确与否，系人命关天的大事。

鉴于药物计量对于医疗效果至关重要，历代名医，南朝的孙思邈、陶弘景，唐代的苏恭、王焘以及明代的李时珍，在他们的医著中都有对度量衡量制的论述，保存着许多珍贵的计量史料。

陶弘景，字通明，自号华阳隐居，公元456-536年，丹阳秣陵（今江苏南京人）。道教思想家、著名医学家、博物学家、书法家。

陶弘景在药物学思想上提出了按病下药、辨证用药的主张。他认为：“病之变状，不可一概言之，所以医方千卷，犹未尽其理。”

因此陶弘 景指出：同一疾病，症状多种，在每一个人身上的症状及变化不尽相同，所以用药也应有所差别；而且同一药物会因不同病人的具体情况不同而产生相 异的效果，医生应对药方细加斟酌。

这个道理说的多好啊，可是现在却经常拿来指责中医不能千人一方重复试验，所以得出中医是“落后”的，不符合西方“科学”标准，到底谁不“科学”啊！

陶弘景还说：“按药性，一物兼主十余 病者，取其偏长为本”，药“亦有相恶相反者，服之乃为不害，或能有制持 之者”。这些都是十分合理的思想。如“甘草丸”有防己和细辛，其性本来相恶，但二者合用就能消除有害的因素。又如半夏本来有毒，但与其相畏的生姜合用，就能克服它的副作用，达到治病目的。

这些富有辩证法因素的药物学思想极大地促进了传统药物学理论的发展。

所以，现在指责中药里有些具有毒性的药物不能吃，真是“欲加之罪何患无辞”，又何尝不是种思想倒退呢？

以至于无法发挥其应有的作用，而遭到放弃，中药的治病的理论是发挥各种药物的药性，“君臣佐使”复合用药，物尽其用，使之能尽力消除药物中的不利影响，发挥最大的药用价值！

这不是先进，还有什么更先进？人们被西式非黑即白的思维方式锁死了，不能辩证的看待事物本身并非机械理想化的存在，而是复杂多变的复合体，受多方面影响，这些因素都会对事物产生不同大小的影响，不能参考这些因素的影响，而是孤立的看待个体，仿佛是生存在真空里一般，这样得出的结论又怎么可能符合现实生活呢？

毕竟，现实是多方面影响的存在，中医理论和用药体现了“天人合一”的思想，这就是来自于观察天地对人体的影响而产生的治疗方法。

中医与人体解剖测量、手术

我国战国时代（公元前500年），我国第一部医学经典著作《内经》中即已有关于人体解剖学知识的广泛记载。

《内经》中提到“若夫八尺之上，皮肉在此，外可度量循切而得之，其尸可解剖而视之，其脏之坚脆，腑之大小，谷之多少，脉之长短……皆有大数。”

在此已明确提出“解剖”，并载有学习与研究方法“度量循切”，还有一定的调查统计，“皆有大数”，书中已有了胃、心、肺、脾、肾等内脏名称、大小和位置等的记载，很多名称仍为现代解剖学所沿用，很多数据经过核对，发现与现代人体解剖学的相似，说明古人确是从事过实地解剖与测量的，说明我们的祖先早就有过解剖学的研究。这可能是世界上最早的人体解剖学。

图 《灵枢经·骨度》中的人体测量项目



《灵枢·骨度篇》以常人为例，详述了人的头围、胸围、腰围的尺寸，以及头面、颈项、胸腹、四肢等各部位骨的长短、大小和宽窄。

《素问·骨空论》则记载了人体头背四肢一部分骨名和骨空的部位。骨空是骨之空隙，包括左右两骨间，上下两骨间以及骨头上的空隙。

《灵枢·经脉篇》《灵枢·经筋篇》叙述了经脉和经筋的起止分布，有许多地方也是从人体表面解剖叙述的，确立了很多人体体表解剖部位的名词术语。

《史记·扁鹊仓公列传》记载了上古名医俞跗，能“割皮解肌，决脉结筋，搦髓脑，揲茺爪幕，湔浣肠胃，漱涤五脏，练精易形”。表明我国古代医家已掌握了应用解剖知识，开展外科治疗了。

汉代

帛书《五十二病方》，1973年湖南长沙马王堆三号 汉墓出土，是迄今发现的最古汉医方书，凡52种病，含医方283个。全书为九千九百十一字，抄录于一高约24厘米、长450厘米长卷之后5/6部分，卷首列有目录，目录后有“凡五十二”字样，每种疾病均作为篇目标题，与后世医方书之体例相同。

图 帛书《五十二病方》



《五十二病方》所记载的病名涉及内、外、妇、儿、五官等各科疾病，其中尤以外科病最为多见，包括了外伤、动物咬伤、伤痉（破伤风）、痈疽、溃烂、肿瘤、皮肤病和肛肠病。内科疾病有癫痫、疟疾、食病、癃病、痉病、淋病及寄生虫病等；儿科疾病包括癫痫、瘈疭等；此外还涉及了产科病、眼科病等。

书中对某些病症的认识，已达到相当的水平。如书中形象地描述了冥病（麻风病）的症状如螟虫啮穿植物内心，其所发无定处，或在鼻，或在口旁，或在齿龈，或在手指，使人鼻缺、指断。反映出当时对这种疾病的发病特点和症状的认识已较为深刻。

又如，书中关于“伤痉，痉者，伤，风入伤，身信（伸）而不能诎（屈）”；“伤而颈（痉）者……其病甚弗能饮者，强启其口，为灌之”的记载，清楚地描述了痉病（破伤风）的两个主要症状棗角弓反张和牙关紧闭。这些记述不仅在中国医学史上是最早的，而且都已被现代医学所证实。

《五十二病方》中记载的240余种药物中有草、谷、菜、木、果等植物药，也有兽、禽、鱼、虫等动物药，还有雄黄、水银等矿物药。书中很多药物的功效和适应症都与后世医药文献和临床实践相吻合。书中还记载了有关药物的采集、收藏方法等，反映了西汉以前药物学的发展。

《五十二病方》中记载的方剂虽仅明确提及丸剂，但实际上已根据疾病的情况及病人的体质，分别使用了丸、饼、曲、酒、油膏、药浆、汤、散等多种剂型，并对方剂的煎煮法、服药时间、次数、禁忌等作了一定的记载。

《五十二病方》书中除外用内服法外，尚有灸、砭、熨、薰等多种外治法。书中有关创伤的16种疗法（止血、镇痛、清创、消毒、包扎等）以及烧灼结扎术、结扎摘除术、瘘管清除术等痔疮手术的记载，而且记载了不少手术方法，如精巧的痔科手术器具等。

《五十二病方》中有“颓，先上卵，引下其皮，以砭穿其脽旁”记载了治疗腹股沟斜疝的外科治疗方法。

《五十二病方》中所用的外治法不仅仅只有药敷法，而且还有很多。比如药浴法，就是将郁金、白术等药加水2升煮成药汤，把小腿部感染病人的病腿放在药汤内浸洗。又如熏蒸法，可以用秋天的竹叶烧水成蒸汽，用来熏治烧伤。还有熨法，有时就用葱熨冻疮。更有灸法，点燃蒲蝇之类，烧灸灼疣，也就是用烧灼法治疗大家平常所说的“瘊子”。

《五十二病方》一书，不仅对外科病的治疗提供了不少极为实用的方法，而且在其他方面也有不少成就。比如用酒麻醉止痛，即书中“令金伤毋痛方”所记。

再如书中对破伤风症状的描述，对麻风病的鉴别诊断，对狂犬病的防治，……等等许多方面，都说明了我国当时站在世界外科学的最前列。

隋唐

中国古代外科手术里，记载了唇裂修补术。

据考最早文献记载是《晋书•魏泳之传》“魏泳之，生而兔缺。年十八，闻荆州刺史殷仲堪(?〜399)帐下有名医能疗之……仲堪与语，嘉其盛意，召医视之，医曰：可割而补之，但须百日进粥，不得笑语。泳之曰，半生不语，而有半生，亦当疗之，况百日邪，仲堪于是处之别屋，令医善疗之。泳之遂闭口不语，唯食薄粥，其厉志如此。及差，仲堪厚资遣之。”由上述记载，虽然不详手术方法和步骤，但确已获得了比较理想的效果。

医学文献记载唇裂修补术者，以《小儿卫生总微论方》（约1156）为早。但该书也只简单记述“儿生下缺唇，亦能弥缝，然不能掩其痕”。

十五世纪外科学家洪涛，为成化皇帝第九子进行了唇裂修补术，达到“如天成”的水平，由此得“国医”、“补唇先生”称号。同时代的外科世家、唇裂修补术专家吉人桀，擅技五十余年，所作手术之多可想而知，其水平也达到七日补其缺，平复无痕”的效果。可惜均缺具体方法和手术步骤。

隋朝《诸病源候论》（610年）巢元方著。五十卷。共分 67门、1720节，详载各科疾病的病因、病状。

《诸病源候论》记载的肠吻合术，大网膜切除术，血管结扎术等外科手术的开展，若无人体解剖作基础，显然是不可能的。

尤其是《诸病源候论》记载的清创缝合术，强调了分层缝合，层次对齐，松紧适度。据李经纬考证，此为“分层缝合或‘8’字缝合法，较之国外早11个世纪”。说明我国古代医家对人体组织解剖已达到很高的水平，并应用到外科手术实践中，对我国古代外科学的发展产生了重要影响。

唐代孙思邈的《千金方》载有食管异物剔除术，葱管导尿法。

五代

据《汉书·王莽传》记载，东汉时，太医尚方曾以犯人尸体进行解剖研究。“量度五脏，以竹筵〔ting廷〕导其脉，知所终始，云可以治病。”可见为了医学的目的，秦汉时，对内脏的解剖测量研究还时有进行。可惜资料大都散失了。

《新唐书》和《旧唐书》著录有《五脏图》、《五脏识》等，可惜也没有留传。

现在能见到的最早的人体解剖图，是五代烟萝子所绘的《内境图》，这是近人从《道藏》中发现的。

五代道士烟萝子绘制于西元944年以前的《内境图》，是我国现存最早的人体解剖图，为后世解剖图的蓝本，其内容与现代解剖学大致吻合，这是中国解剖史上的一大成就。

烟箩子，又名燕真人，五代时著名道士。《王屋山志》云：“燕真人，号烟萝子，王屋里人。晋天福间，得烟霞养道之诀，宅边井里得灵异人参，举家食之，遂获上升。”由此可知烟萝子卒于五代后晋天福年间（936－944年）。

图 烟萝子《内境图》



《正统道藏》收有南宋石泰及其门人所编的《修真十书》，其中《杂著捷径》卷十八收录烟萝子著作多种。

其中，有图六幅，依次为“烟萝子首部图”、“烟萝子朝真图”、“内境左侧之图”、“内境右侧之图”、“内境正面图”、“内境背面之图”。

这后面四幅图，是人体内脏解剖的不同侧面图。在左侧图和右侧图上所绘脊柱，均为24节（不包括骶椎）。这与实际解剖是相符的。在正面图上，绘有表示食管和气管两个孔。有肺四叶，心在肺叶下，胃在心下。贲门在胃左，幽门在胃左下，肝在右上，其下为胆。下腹部绘有小肠、大肠、魄门(肛门)、膀胱等。烟萝子《内境图》对后世解剖图有直接的影响。

早在魏晋时期道教就有解剖观察的迹象。

唐《黄庭遁甲缘身经》、《延陵先生集新旧服气经》、等道经载有关于人体五脏六肺的描述，说明其时确已有解剖人体的实践。宋代的解剖学是医学史上的一次高潮，宋代道经《渊源洞真道妙继篇》有关于人体解剖的记载。

《道藏》中收录有许多内视图及五脏图。唐宋书目及《道藏》中多着录有与《黄庭经》有关的五脏六腑图，如《黄庭五脏图》、《黄庭五脏内景图》、《黄庭五脏六腑导引图》、《五脏旁通导引图》。

其中《黄庭五脏六腑图》今存于《修真十书》卷5 4。宋吴简《欧希范五脏图》、杨介《存真环中图》是解剖学史上最为称道的解剖图。


烟箩子《内境图》问世以后，曾在宋初广为流传。对后世解剖图产生过很大影响。宋代的两次刑场解剖以后所绘的解剖图，都与烟萝子《内境图》有关。

《朱提点内境论》云：“近世刑人于市，剖而见之，乃云喉中有三窍，一水一食一气，其诬甚矣。又云肾一在肝之右微下，一在脾之左微上，乃以烟萝子《朝真图》为非，岂知足厥阴受病则舌卷而卵缩，况刀锯之恐耶？”

文中提及的“近世刑人于市”，当指庆历年间，杜杞镇压欧希范等人起义，命宜州推官吴简率医生画工进行尸体解剖，画成《欧希范五脏图》。因为喉中三窍是此图的错误之处，后为杨介纠正。文中既云“以烟萝子《朝真图》为非”，可能是指《欧希范五脏图》根据刑场解剖的发现，对烟萝子《内境图》的内容提出非议，说明吴简、宋景等人也参考过《内境图》。

宋代解剖图的最高成就是泗州名医杨介绘制的《存真环中图》。据《郡斋读书志》记载：“崇宁间，泗州刑贼于市，郡守李夷行遣医并画工往，亲决膜，摘膏盲，曲折图之，尽得纤悉。介校以古书，无少异者，比《欧希范五脏图》过之远矣，实有益于医家也。”

杨介曾往茅山访道，可能是从道士手中得到了烟萝子的《内境图》，以此为蓝本，参照刑场解剖的发现，加以改进增益，绘成了《存其环中图》。所以贾伟节序云“取烟萝子所画，条析而厘正之”。

《存真图》虽已亡佚，但日本僧医棍原性全的《顿医抄》和《万安方》中保留了其中的几幅图；南宋朱肱《内外二景图》、元孙焕的《华佗内照图》、王好古《广为大法》等皆以此为蓝本，明清两代的解剖图几乎全部承袭杨介之图。

烟萝子的《内境图》，绘制于五代末年（公元936－944年），比《欧希范五脏图》（1043年）早100余年，比杨介《存真环中图》（1113年）早170多年。因而它是我国最早的解剖图，并且对后世产生过重大影响，奠定了后世解剖图的基本格局。

明清时期许多著作，如王圻的《三才图会》及《脏腑证治图说人境经》（简称《人境经》）等书都有引用。

道教在很多方面都做出了贡献，而今天这一切却鲜为人知，将之打成了“封建迷信”，真是令人遗憾！

宋代

北宋在中国古代解剖学史上有重要成就。此期间前后曾进行过两次人体解剖活动，并由此产生了两部人体解剖学图谱——《欧希范五脏图》和《存真图》。

宋仁宗庆历年间（1041～1048），广西地方官府处死欧希范等五十六名反叛者，并解剖死者的胸腹，宜州推官吴简(一作灵简)与医生和画工较仔细地观察了这些尸体的内脏器官，并由画工宋景描绘成图，这便是《欧希范五脏图》。

这一史实在当时及稍后的许多史志及笔记文集中部有记载(范缜《东斋纪事》卷一，沈括《梦溪笔谈》卷二十六，叶梦得《岩下放言》卷下、赵与时《宾退录》卷四、李攸《宋朝史实》卷十六、杨仲良的《通鉴长编纪事本末》卷四十九、郑景壁的《剧谈录》等都或详或略地记载了其始末)，该图早已佚失，难以知其详情，从《史记标注》转引杨介《存真图》中所载吴简的一段话中可以窥其大略，《存真图》云：

“宜贼欧希范被刑时，州吏吴简令画工就图之以记，详得其证。吴简云：‘凡二日剖欧希范等五十有六腹，皆详视之，喉中有窍三：一食、一水、一气，互令人吹之，各不相戾，肺之下，则有心肝胆脾；胃之下，有小肠;小肠下有大肠。小肠皆莹洁无物，大肠则为滓秽。大肠之旁则有膀胱。若心有大者、小者、方者、长者、斜者、直者、有窍者、无窍者了无相类，唯希范之心，……，如所绘焉。肝则有独片者、有二片者、育三片者，肾则有一在肝之右微下，一在脾之左微上。脾则有在心之左。至右蒙干多病嗽，则肺且胆黑；欧诠少得目疾，肝有白点，此又别内外之应。其中黄漫者脂也。’”。

《欧希范五脏图》是已知早的人体解剖学图谱。不过，就其在历史上的影响而言，实不及其后问世的杨介《存真图》。《存真图》是宋徽宗崇宁年间(1102～1106)由医家杨介和画工根据他们所观察到的被宋廷处决剖刳的反叛者的胸腹内脏绘制而成的解剖图谱。《存真图》至清代初期尚存，《文渊阁书目》和《汲古阁毛氏藏书目录·医家类》均有著录。

元、明时期的一些医书还转录了其解剖图谱及其说明性文字，《存真图》现在虽已佚失，但其部分内容却由这些医书而得以保存下来。

图 《欧希范五脏图》和《存真图》



从中可知，《存真图》的绘制十分简细具体，它不仅有人体胸腹内脏的正面、背面和侧面全图，而且还有分系统、分部位的分图，如：《肺侧图》、胸部内脏的右侧图形；《心气图》为有侧胸、胸腔的主要血管关系之图；《气海横膜图》，为横膈膜正在其上穿过的血管、食管等形态图；《脾目包系图》，为消化系统图；《分水阑图》，绘出了泌尿系统；《命门、大小肠膀胱之系图》，绘出了泌尿生殖系统。所绘诸图及其文字说明大致正确。

《存真图》比《欧希范五脏图》有很大的进步，这种进步不仅是《存真图》更加详细具体，也更加精确。

如《欧希范五脏图》认为喉中有三窍，而《存真图》则明显绘示出喉中只有两窍，纠正了前者的错误；《心气图》绘出了心脏与肺、脾、肝、肾等脏器的血管联系，这是中国古代生理解剖学史上的重要发现。不过，《存真图》中也存在一些局限性，漏绘了胰脏等等。尽管如此，《存真图》仍不失为中医史上一部有价值、有成就的解剖学图著。

《存真图》问世以后，很快便取代了《欧希范五脏图》在解剖学领域的位置，成为当时及后世生理解剖学图著的范本。宋以后医籍中所描述的人体脏腑图形及其文字说明，基上都取之于《存真图》。


宋代《洗冤集录》（1247-1249年）是中国古代法医学著作。南宋宋慈著，刊于宋淳祐七年（1247），是世界上现存第一部系统的法医学专著。该书的最早版本，当属宋淳祐丁未宋慈于湖南宪治的自刻本，继又奉旨颁行天下，但均已不传。

现存最早的版本是元刻本《宋提刑洗冤集录》；兰陵孙星衍元椠重刊本或称《岱南阁丛书》本；此外又有从《永乐大典》中辑出的2卷本；清代多种刻本与元刻本完全相同。

全书5卷53目，7万余字。前有作者自序。卷1包括条令、检覆总说、疑难杂说等目；卷2—卷5分列各种尸伤的检验区别等项。书中不只有大量验尸、验伤的内容，还有相当篇幅的现场勘查规范。

其余52目，排列分卷不甚有序，各目下内容亦有穿插交错，但细加缕析，其内容大致可分三方面：

1、检验官员应有的态度和原则；

2、各种尸伤的检验和区分方法；

3、保辜和各种救急处理。本书对尸体现象、窒息、损伤、现场检查、尸体检查等方面都有较科学的观察和归纳，有的达到相当精细的程度。

主要成就有：尸斑的发生与分布；腐败的表现和影响条件；尸体现象与死后经过时间的关系；棺内分娩的发现；缢死的绳套分类；缢沟的特征及影响的条件；自缢、勒死与死后假作自缢的鉴别；溺死与外物压塞口鼻而死的尸体所见；窒息性玫瑰齿的发现；骨折的生前死后鉴别；各种刃伤的损伤特征；生前死后及自杀、他杀的鉴别；致命伤的确定；焚死与焚尸的区别；各种死亡情况下的现场勘验方法等。

第52目“救死方”下，收集了自缢、水溺、暍死、冻死、杀伤及胎动等抢救办法及单方数十则，都是通过经验证明是行之有效的。

明代

图 明·徐春甫《古今医统大全》中的人体尺寸图



明朝《类经图翼》记载了人体全身骨骼名称，详细计量了全身骨度。

明代外科医学家陈实功在《外科正宗》中写到，他在鼻息肉手术中，使用“回香草散”麻醉。回香草散是由回香草、高良姜两味药制成的局部麻醉药。他在书中记述：先用回香草散连吹入鼻黏膜两次，然后用一根丝线套上鼻息肉的根部，绞紧，向下一拔，息肉就脱落了。

清朝李滢《身经通考》对人体体表解剖记载成为该书主要内容，其内容详实而基本符合实际。

明代眼科学家傅仁宇称“针拨之针”肇始于华佗。这里提到的“针拨之针”，就是指我国历史悠久的晶状体针拨术了。南北朝期间，史书已多处记载金针拨白内障手术后复明的轶事


除此之外，尚有更多外科操作：

人工呼吸法及胸外按压法——首载于东汉·张仲景《金匮要略》。

导尿术——首载于晋·葛洪《肘后备急方》，详细介绍于唐·孙思邈《千金要方》。

鼻饲术——首载于宋金时代《圣济总录》。

腹腔穿刺（放腹水）术——首载于《灵枢·四时气》。

内腔镜钳取异物术——首载于金·张从正《儒门事亲》。

喉外科分层缝合术——首载于明·王肯堂《证治准绳》。

中医外科器具

关于中医外科器具的记载。《山海经》中记述，“高氏之山，其上多玉，有石可以为砭针，堪以破痈肿者也。”，《素问》也记载，“东方之域⋯⋯其病皆为痈疡，其治宜砭石。”

图 古代外科手术器



那时，人们用砭石制作成各种医疗器具，如砭针、砭镰，并且有大小不同的尺寸。砭镰类似于刀片，可以用来割去肿瘤，削掉腐肉。目前于河北藁城台西商代遗址出土的砭镰，距今3400年，是世界上最早的手术刀。

不仅如此，砭石本身也用于养生治病，有调理气血、疏通经络的作用。现代医学也发现，砭石含有至少三十多种对人体有益的微量元素。

随着铜器、铁器不断普及，人们开始使用铜铁等金属制成针、刀、镰和许多其它外科手术器械。

秦汉之后，外科手术器具不断发展。唐代的出土文物中已有镊子、剪刀这样的常见外科手术器械，宋代时已经出现较为完整的常用外科器具，如针、剪、刀、钳、凿，在《世医得效方》和《永类钤方》等书中都有记载。

图 汉代手术器械



图 南北朝时期手术器械



例如，在唐代出土的文物中已有镊子、剪刀这样的常见外科手术器械，宋代时已有玛瑙刀的出现。

图 唐朝手术刀具



图 辽金时期手术器械



黑龙江省首次发现了4件辽金时期的一组外科手术工具——刮刀、镊子、手术刀、启子。目前被确定为国家级珍贵文物，收藏在萝北县黑龙江流域博物馆内。

这4件铁器分别为刮刀、镊子、手术刀、启子，均为生铁锻造，后经抛磨加工而成。其中，刮刀长12.5厘米，刃部尖端顶背拐角上扬，刃部呈侧锋凹陷状。镊子长9.0厘米，由2个宽约0.5厘米的铁片在尾部经过锤锻后黏合在一起；与现代镊子相比，尾端多了2道环箍，可以前后推拉，便于夹取物件固定之用。手术刀长11.2厘米，刃部锋利，是完整一体的铁制工具，与现代医用手术刀相仿。启子长13厘米，前端有2个前伸的双齿，双齿的尖头呈正方形，腰部扁平，后端有一根节。


而公元1974年江苏省江阴县一座明代墓葬中出土了一批医疗器械，其中包括外科手术器械。该墓出土的一种铁质柳叶刀，系外科手术用刀，有尖刃口的一头与现代医用手术刀十分相似。该刀长16.7厘米，宽1.5厘米，铁质。刀端锐尖呈柳叶形，刃口位于刀端的一侧，约长4厘米左右。由于刃口较长，应是切开较大面积皮肤的一种工具。用刀时刀体与皮肤平行，作横向切开，近似现代应用的手术刀。

图 江苏江阴明朝古墓出土了一批外科手术器械



这充分说明，像柳叶刀这样的外科手术器械在明代已广泛使用。同墓出土的还有平刃刀、镊子、剪子、牛角柄铁质圆针。平刃刀刃口位于刀的下端，前方扁平薄锐，约长2.5厘米。刃口较短，应是切开较小面积皮肤和“死腐、余皮”之用，用刀时刀体与皮肤垂直，作纵向切开。出土的两把外科用的铁质镊子，也叫做“大钳”、“长钳”、“钗”等。

《外科明隐集》中说这种形状类似于今天的镊子的工具，其用途是“用以枷捏余皮顽腐，以得刀割之便也。”

《外科心法真验指掌》也说：这种手术工具的功能是“……捏溃疮之腐肉，取之，去之，不可伤好肉，伤则血流。”与某些中医著作中所绘制镊的形状相同。同墓中出土的外科用剪子，大体与家用剪相仿，仅在尖端有方头和尖头区别，江阴出土的两把铁制小剪，是外科手术中辅助刀、针的常用工具。

这些古代外科器具的原件现都藏于江阴县文化馆中。该墓中出土的牛角柄铁质圆针，它的刃尖呈卵形,已略有磨损，是当时针灸和外科医疗的常用工具。这些外科手术器械在当时的广泛使用，说明中国古代外科手术的发展水平。

值得注意的是，清代高文晋于1834年编《外科图说》，书中载有器械图谱，如首页绘有“外科应用刀剪钳针各式物件全图”，仅对手术器械的描绘就有三十多种。

清代医家何景才撰写的《外科明隐集》中，简述了开疮刀、三棱针、平刃刀、月刃刀、剪子、镊子几种外科手术器具。开疮刀最薄利锋锐，取其速入急出；三棱针刺放瘀滞毒血，取其刺孔宽豁，让瘀汁通流；平刃刀割除死腐余皮，用之随手得便；月刃刀割除深陷之内瘀腐；镊子夹捏余皮顽腐，让刀割更方便。