利玛窦与非欧几何在中国的传播(3)

时间:2017-11-25 我要投稿
合《素问》中北外南之观;列三规为岁候,邃义和侯星寅日之旨,得未曾有,耳受手书,颇亦镜其大凡。旋奉使闽之命,往返万里,测验无爽,不揣为之图说,间亦出其鄙谢,会通一二,以革中历。”〔14〕由此可见,利玛窦给李之藻讲解了球极投影,并教会了他星盘的制作和使用方法。
  下面我们再具体看《浑盖通宪图说》的内容。此书上下两卷共二十一部分。在第一部分卷首中,他说:“浑仪如塑像,而通宪平仪如绘像,兼俯印转侧而肖之者也。塑则浑圆,绘则平圆,全圆则浑天,割圆则盖天。”在地平受子午规之图中说:“浑天极圆,今割去黄道短规以南一小弧为平仪所不用者,此内大弧自午中冬至度,逾北极际迄夜半冬至度,共径二百二十七度,平仪截用为盖天形,而置北极于中央云。”在总图说第一中说:“浑盖旧论纷纭,推步匪异。爰有通宪,范铜为质。平测浑天,截出下规,遥远之星所用。固仅依盖是为浑度。盖模通而为一面,为俯视图象。”提到子午线时又说:“其过顶一曲线结于赤道卯酉之交者则为正东西界,其余方向皆有曲线定之,近北窄而近南宽,盖若置身天外斜望者。”在地盘长短平规图说第四中又说:“故有昼短规,有昼夜平规,有昼长规,而短规最大,平规次之,长规最小。盖平仪系极中央,中央之极,实该南北二极。试设八尺浑仪于此,人目自南极之外以望北极,昼短之规最近,定觉最大,昼夜平规次近,则觉次大,昼长之规最远,则亦觉其最小,平仪立法于此。而中国在赤道以北,故置昼长规于赤道内,昼短规于赤道外。凡昼短规以内,其星稠。而在望近短规以外,其星有不可望者矣,夫是以略也。”〔15〕由此可见其传入了球极投影(stereographic projection)原理。

  球极投影是发端于古希腊天文学研究的一种数学方法,这种方法的创始人已不可知,有人认识是托勒密(C.Ptolemy, 100-170),有人认为是喜帕恰斯(Hipparchus, BC180-BC125),还有人认为是更早的欧多克斯(Eudoxus,BC400-BC347)。这种方法的原理是:假设球体是透明的,而光线也是沿直线前进的。然后在球的南极(或北极)放置一个投影点,在赤道放置一个平面,让光源向平面发光,这样就可以在平面上看到除南极点之外球面上所有点的投影了。如图三所示。这种投影的特点是:赤道圈的投影和自身重合;赤道以北的半球上的元素投到平面赤道圈的内部,反之,球面上赤道南部半球上的内容投影到平面赤道圈的外部;球面上近北极的点,其投影密集,近南极的元素,其投影稀疏;另外,这种投影还有两个重要的特性,一个是保圆性,一个是保角性。保圆性就是在投影变化下,球面上任意的不过两极的圆都被投影成一个圆。过两极的经线圈被投影成直线。保角性是指,投影的时候,球面上两个弧线之间的夹角可保持不变。由此,其可以帮助人们很好地测量天体和研究天文学。〔16〕
  再看下面的内容。在地盘长短平规图说第四中,其介绍完了昼长规和昼短规之后,还给出了具体的画法,为:“先以昼短规分周天度。就子午线之中右寻二十三度半为界,从此斜画一线,贯子午而右到酉中而止。取其与午线过处,从枢心旋一圆是为昼夜平规,即赤道规。又于赤道规分周天度,从午中右行数二十三度半,斜画一线到酉中,取其过午线之处为界,从心画以圆是为昼长规。”其给出的图形如图四所示。
  在定天顶图说第五中,其介绍了天顶和天顶规的投影画法。以北纬400为例(当时测的北京的纬度)天顶具体的做法是:“先将赤道规分周天度,乃于卯线北行起算,依地方北极出高几度几分分立界于赤道之规,而画弦以贯盘心。北左界为北极,南右界为南极。此名南北极轴。又于午线之东亦寻北极度分为界。此界正当二极之中赤道之位,亦贯盘心画弦为之赤道轴。自此赤道南轴斜望酉中,经过午线再画一弦,取其交午线处即为所求天顶。”〔15〕
  此后,还有黄道的天顶规的画法、地平规的画法、地平渐升度的画法、朦胧影的画法、黄道的画法、黄道十二宫分点的画法、黄道经线的画法、黄极和赤道南北极的画法、有各种坐标的恒星的画法等等。由此看见,李之藻从利玛窦那里还学习了西方早期的画法几何,并介绍给了国人。

四、 利玛窦传入了透视法

  在利玛窦给国人展示的物品中,也多次提到西方绘画,如圣母像、耶稣像等。这些绘画,有的是从印度、澳门、日本等外面经教友转来的,也有是利玛窦自己绘制的。据载,1602年利玛窦曾奉中国皇帝的命令,耗时两三天绘制成的“西方宫廷生活图”是一幅〔17〕,还有利玛窦晚年也曾绘制过“野墅平林图”也是一幅〔18〕。利玛窦采用的什么方法画这些画呢?虽没有文字记录,但可以从其它地方找到证据。从现存于辽宁省博物馆的“野墅平林图”中我们可以看出,其不是中国式的写意画法――虽然入画内容是山水。其远近分明,明暗比例协调,灭点固定,视野开阔,显然是采用了西方透视画法。还有,利玛窦在1601年将圣母像献给皇帝之前,曾给很多人展示过,在展示的时候,还对比中国画进行了讲解,他曾说:“中国画但画阳不画阴,故看之人面躯正平,无凹凸相,吾国之画兼阴与阳写之,故面有高下,而手臂皆轮圆耳。凡人之面正迎阳,则明而白,若则立,则向明一边者白,其不向明一边者眼耳鼻口凹处,皆有暗相。吾国之写像者,解此法用之,故能使画像与生人亡异也。”〔19〕在《几何原本序》时他又曾说:“察目视势,以远近正邪高下之差,照物状可画立圆、立方之度数于平版之上,可远测物度及真形。画小,使目视大,画近,使目视远,画圆,视目视球,画像,有坳凸,画室,有明暗也。”〔20〕还有,在利玛窦学习过的罗马学院的课程表中明确标有:透视学,学习三个月。〔5〕由此,利玛窦懂得当时在欧洲兴起的透视画法,了解其中的数学投影原理,在绘画的时候采用了透视法。
  国人中跟利玛窦学习西方绘画的也有,这其中最有名的就是游文辉。游文辉,字含朴,澳门人。1575年生人,1593到1598到日本接受基督教训练,之后回国追随利玛窦。其间因为他酷爱绘画并曾在日本初步学习过,所以其主要是跟利玛窦学习绘画和从事绘画活动。〔21〕游文辉作为一个西画的初学者留下来的作品并不多,目前最常见的是1610年利玛窦去世之后他绘制的利玛窦画像。“这是一幅标准的西方肖像画,构图既饱满又简练,显示出相当的艺术概括能力。……该画对明暗的处理也很有特色,光线从画面左上方射去,在眼眶、鼻梁、面颊的暗面投下了丰富的阴影,尤其在白色衣领上的投影可以明显感受到强烈的光源。……17世纪的中国人能将油画肖像绘至这样的水平,的确是件非常不容易的事情。”〔22〕从此可看出,游文辉熟悉西方绘画的原理,利玛窦一定给他讲解过其中的数学理论即当时在西方流行的透视法。

五、 结束语

  综上我们可以看出,

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