中国工程图学史

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1、前言这是我1988年10月赴福建同安参加“苏颂创建水运仪象台950周年国际会议”时，所写诗作中的一首。诗中的第一句“三维变换二维中”是对工程图学性质的概括，任何工程图样，无论其应用如何，都建立在把三维空间变换到二维空间形式的理论基础之上。诗中第二句的“解体用图”，引自魏晋时期著名数学家刘徽的《九章算术》“序”，其不仅重视数学的抽象性，而且非常注重数学的直观性，“序”中提出了“析理于辞，解体用图”的名言。刘徽的思想和工作，使得我国的几何学向前推进了一大步。诗中第三句的蒙日，即指法国数学家加斯帕·蒙日(GaspardMonge，1746—1818年)，1795年蒙日创建的

2、《画法几何学》莫定了工程制图的数学基础。魏公，即苏颂(1020—1101年)，据《福建通志稿》记载，其“卒，八十有二，赠魏国公”。诗虽不工，但突出了这样一个信念，即苏颂主持制造的水运仪象台，不仅是中国乃至世界科技史上的一个奇迹，而且，其奉敕编撰的《新仪象法要》及其书中的工程图样，也表明其取得了空前绝后的科学成就。水运仪象台及其相关附有图样的著作，足以扫荡“中国古代没有科学”、“中国古代没有图学”的一切时论而有余。图学是人类文明的里程碑，也是我们衡量和评价一个民族开化和文化发展程度的重要标尺。无论过去、现在和将来，工程图学总是一门研究科学技术、工程制造领域中图和图样的理

3、论及应用的科学。因此，图学是一门应用极为广泛的横断学科。它包括理论图学、应用图学、计算机图学、制图标准化、制图技术、图学教育、图学思想以及图学史诸方面的内容。图学及其工程图学史的研究，属于新兴边缘交叉学科和跨学科的综合研究，也是近几十年来国内外学界共同感兴趣的研究课题之一。国内学者对中国工程图学史的研究，始于20世纪50年代，当时，从事中国历史和图学教学的学者发表了有关中国图学史的论文，如杨岳霖1955年发表在《东北工学院学报》第2期上的《中国历史上的技术制图》，赵擎寰1962年发表在《画法几何及制图科学论文选编》上的《中国古代工程制图发展初探》。由于研究的局限，这些

4、论文所叙，远未详备，而其数量，寥寥可数，学术交流，偶有所及，故而影响有限。因此，在研究中国图学发展史的问题上，学术界存在着两种完全不同的态度。其一，表现在对中国丰富的图学史料的忽视与对所取得的图学成就的低估。在许多西方学者看来，中国古代没有图学，在论述图学发展历史时，他们对中国的古代图学采取回避态度，许多论点，亟待斟酌。其二，则恰恰相反，认为中国一直是“稳步地发展着他们自己的制图传统”，“欧洲在14世纪和15世纪之前之所以能在制图方面有所成就，不仅与阿拉伯人研究了托勒密的制图学有关”，而且与“中国的制图学”传到西方有关。①持前一种看法者，不乏其人。例如英国学者P．J．

5、布克(P．J．Booker)，即为一例。作者身为英国工程图学学会主席，撰写《工程图学史》(1963年出版)，应当不乏史料，在论述阿拉伯的科学技术对西方图学的影响时，P．J．布克曾简略地提到来自东方的图学成就，但无中国图学之述。全书撮要图学典籍，贯以议论，对于中国图学的历史，作者尚未穷源竞委，更乏中西之比较，通观全书，缺憾甚多。西方对中国古代文明贡献的忽视由来已久，P．J．布克的论点恰好代表了这种思想倾向。②……目录第一章中国工程图学的基本概念第一节《世本》中有关“图”的记载第二节汉字与工程图学第三节中国古代有关图样的名词第二章中国古代工程几何作图第一节中国古代几何作图

6、的起源第二节先秦时期的工程几何作图第三节汉代几何作图的科学成就第四节中国古代工程几何作图的方法第三章中国古代工程制图的数学基础第一节比例在工程制图中的应用第二节投影理论的起源第三节投影理论在绘图中的应用第四节对基本视图的认识与应用第四章中国古代工程制图的绘制技术第一节中国古代绘图工具及使用第二节中国古代工程制图的绘图方法第五章中国古代工程制图的表达方式第一节中国古代工程制图字体的演变第二节文例第三节中国古代工程制图的线型第四节图样的幅面安排第五节样式第六章先秦两汉时期的图学思想及其实践第一节《周易》中的图学思想第二节《周礼》中的图学记载及其有关问题的探讨第三节《墨子》

7、一书中的几何定义及其理论第四节先秦时期的建筑制图第五节汉代工程图学的成就第六节张衡对图学的贡献及其思想第七章魏晋南北朝时期的图学成就第一节魏晋刘徽的图学思想第二节晋代裴秀“制图六体”的思想基础及其方法第三节南朝宋宗炳的透视理论及其数学基础……文摘书摘三、界尺中国古代工程制图尚有界尺的发明与应用。界尺是古代建筑图样与楼台宫室绘画中使用的作图工具，在界画和建筑图绘制时用以作出直线和平行线。从工程几何作图而言，界尺就是平行尺，可视为平行运动机构。它由相等的上下二尺与等长的两条木杆或铜片杆铰接而成。从机械原理来看，界尺实为一平面连杆机构。现保存有明代的界尺形