中國工程圖學(xué)史

中國工程圖學(xué)史

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1、前言這是我1988年10月赴福建同安參加“蘇頌創(chuàng)建水運(yùn)儀象臺950周年國際會議”時,所寫詩作中的一首。詩中的第一句“三維變換二維中”是對工程圖學(xué)性質(zhì)的概括,任何工程圖樣,無論其應(yīng)用如何,都建立在把三維空間變換到二維空間形式的理論基礎(chǔ)之上。詩中第二句的“解體用圖”,引自魏晉時期著名數(shù)學(xué)家劉徽的《九章算術(shù)》“序”,其不僅重視數(shù)學(xué)的抽象性,而且非常注重數(shù)學(xué)的直觀性,“序”中提出了“析理于辭,解體用圖”的名言。劉徽的思想和工作,使得我國的幾何學(xué)向前推進(jìn)了一大步。詩中第三句的蒙日,即指法國數(shù)學(xué)家加斯帕·蒙日(GaspardMonge,1746—1818年),1795年蒙日創(chuàng)建的

2、《畫法幾何學(xué)》莫定了工程制圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。魏公,即蘇頌(1020—1101年),據(jù)《福建通志稿》記載,其“卒,八十有二,贈魏國公”。詩雖不工,但突出了這樣一個信念,即蘇頌主持制造的水運(yùn)儀象臺,不僅是中國乃至世界科技史上的一個奇跡,而且,其奉敕編撰的《新儀象法要》及其書中的工程圖樣,也表明其取得了空前絕后的科學(xué)成就。水運(yùn)儀象臺及其相關(guān)附有圖樣的著作,足以掃蕩“中國古代沒有科學(xué)”、“中國古代沒有圖學(xué)”的一切時論而有余。圖學(xué)是人類文明的里程碑,也是我們衡量和評價一個民族開化和文化發(fā)展程度的重要標(biāo)尺。無論過去、現(xiàn)在和將來,工程圖學(xué)總是一門研究科學(xué)技術(shù)、工程制造領(lǐng)域中圖和圖樣的理

3、論及應(yīng)用的科學(xué)。因此,圖學(xué)是一門應(yīng)用極為廣泛的橫斷學(xué)科。它包括理論圖學(xué)、應(yīng)用圖學(xué)、計算機(jī)圖學(xué)、制圖標(biāo)準(zhǔn)化、制圖技術(shù)、圖學(xué)教育、圖學(xué)思想以及圖學(xué)史諸方面的內(nèi)容。圖學(xué)及其工程圖學(xué)史的研究,屬于新興邊緣交叉學(xué)科和跨學(xué)科的綜合研究,也是近幾十年來國內(nèi)外學(xué)界共同感興趣的研究課題之一。國內(nèi)學(xué)者對中國工程圖學(xué)史的研究,始于20世紀(jì)50年代,當(dāng)時,從事中國歷史和圖學(xué)教學(xué)的學(xué)者發(fā)表了有關(guān)中國圖學(xué)史的論文,如楊岳霖1955年發(fā)表在《東北工學(xué)院學(xué)報》第2期上的《中國歷史上的技術(shù)制圖》,趙擎寰1962年發(fā)表在《畫法幾何及制圖科學(xué)論文選編》上的《中國古代工程制圖發(fā)展初探》。由于研究的局限,這些

4、論文所敘,遠(yuǎn)未詳備,而其數(shù)量,寥寥可數(shù),學(xué)術(shù)交流,偶有所及,故而影響有限。因此,在研究中國圖學(xué)發(fā)展史的問題上,學(xué)術(shù)界存在著兩種完全不同的態(tài)度。其一,表現(xiàn)在對中國豐富的圖學(xué)史料的忽視與對所取得的圖學(xué)成就的低估。在許多西方學(xué)者看來,中國古代沒有圖學(xué),在論述圖學(xué)發(fā)展歷史時,他們對中國的古代圖學(xué)采取回避態(tài)度,許多論點(diǎn),亟待斟酌。其二,則恰恰相反,認(rèn)為中國一直是“穩(wěn)步地發(fā)展著他們自己的制圖傳統(tǒng)”,“歐洲在14世紀(jì)和15世紀(jì)之前之所以能在制圖方面有所成就,不僅與阿拉伯人研究了托勒密的制圖學(xué)有關(guān)”,而且與“中國的制圖學(xué)”傳到西方有關(guān)。①持前一種看法者,不乏其人。例如英國學(xué)者P.J.

5、布克(P.J.Booker),即為一例。作者身為英國工程圖學(xué)學(xué)會主席,撰寫《工程圖學(xué)史》(1963年出版),應(yīng)當(dāng)不乏史料,在論述阿拉伯的科學(xué)技術(shù)對西方圖學(xué)的影響時,P.J.布克曾簡略地提到來自東方的圖學(xué)成就,但無中國圖學(xué)之述。全書撮要圖學(xué)典籍,貫以議論,對于中國圖學(xué)的歷史,作者尚未窮源競委,更乏中西之比較,通觀全書,缺憾甚多。西方對中國古代文明貢獻(xiàn)的忽視由來已久,P.J.布克的論點(diǎn)恰好代表了這種思想傾向。②……目錄第一章中國工程圖學(xué)的基本概念第一節(jié)《世本》中有關(guān)“圖”的記載第二節(jié)漢字與工程圖學(xué)第三節(jié)中國古代有關(guān)圖樣的名詞第二章中國古代工程幾何作圖第一節(jié)中國古代幾何作圖

6、的起源第二節(jié)先秦時期的工程幾何作圖第三節(jié)漢代幾何作圖的科學(xué)成就第四節(jié)中國古代工程幾何作圖的方法第三章中國古代工程制圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)比例在工程制圖中的應(yīng)用第二節(jié)投影理論的起源第三節(jié)投影理論在繪圖中的應(yīng)用第四節(jié)對基本視圖的認(rèn)識與應(yīng)用第四章中國古代工程制圖的繪制技術(shù)第一節(jié)中國古代繪圖工具及使用第二節(jié)中國古代工程制圖的繪圖方法第五章中國古代工程制圖的表達(dá)方式第一節(jié)中國古代工程制圖字體的演變第二節(jié)文例第三節(jié)中國古代工程制圖的線型第四節(jié)圖樣的幅面安排第五節(jié)樣式第六章先秦兩漢時期的圖學(xué)思想及其實(shí)踐第一節(jié)《周易》中的圖學(xué)思想第二節(jié)《周禮》中的圖學(xué)記載及其有關(guān)問題的探討第三節(jié)《墨子》

7、一書中的幾何定義及其理論第四節(jié)先秦時期的建筑制圖第五節(jié)漢代工程圖學(xué)的成就第六節(jié)張衡對圖學(xué)的貢獻(xiàn)及其思想第七章魏晉南北朝時期的圖學(xué)成就第一節(jié)魏晉劉徽的圖學(xué)思想第二節(jié)晉代裴秀“制圖六體”的思想基礎(chǔ)及其方法第三節(jié)南朝宋宗炳的透視理論及其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)……文摘書摘三、界尺中國古代工程制圖尚有界尺的發(fā)明與應(yīng)用。界尺是古代建筑圖樣與樓臺宮室繪畫中使用的作圖工具,在界畫和建筑圖繪制時用以作出直線和平行線。從工程幾何作圖而言,界尺就是平行尺,可視為平行運(yùn)動機(jī)構(gòu)。它由相等的上下二尺與等長的兩條木桿或銅片桿鉸接而成。從機(jī)械原理來看,界尺實(shí)為一平面連桿機(jī)構(gòu)?,F(xiàn)保存有明代的界尺形

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