岡井盛夫・2013/01/07
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伊能忠敬、地球と日本地図
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Ｐ１ プロローグ、伊能忠敬と高橋至時の師弟関係
伊能忠敬(ただたか)は、４９歳になって佐原村(千葉・佐原市)の家業(酒造などの商業)を長男にゆずり、江戸に出た。天文学を学ぶためであった。彼は、江戸では一番の天文学・暦学の学者であった高橋至時(よしとき)の門人になった。高橋至時は３０歳であったから、生徒の伊能忠敬は先生より１９歳も年上であった。
Ｐ２ 高橋至時と日本の天文学
高橋至時は、天文学者の麻田剛立の弟子で、１７９５年に江戸に出て幕府天文方(※)になった。彼は、師の推挙により間重富(年表参照)とともに寛政暦の編纂に携わった。
※初代天文方(１６８４年)、渋川春海
至時は、京都の金工・戸田東三郎らが作製した象限儀(天体測定器)、垂揺球儀（天文用振子時計）、子午儀(恒星測定器)などを使用して実測を重ね新暦、寛政暦を作成した。
改暦後も江戸に残った至時は、観測・研究を続け蘭書を読み多くの著作を残している。中でも、子の景佑らとフランス人ラランド著書「ラランデ暦菅見」を翻訳している。
至時と伊能忠敬は大規模な全国測量を計画したのが、至時は学問の上で忠敬を指導した。幕府との交渉、測量器の作成などあらゆる面で指導と助言を与えた。両者を「近代日本地図の父母」と呼ぶ人もいる。
至時は、日本人で初めて西洋の近代天文学、即ち、地動説とニュートン力学を基礎とした天文計算法の全容を理解した人であった。彼は暦算天文学の専門家であったから、興味の中心は、天体の運動という現象面であった。逆に暦算に有用だからこそ複雑で高度な計算を要する西洋式の天体の位置推算法の会得に邁進することができた。
彼は、西洋天文学の計算法を学んだが、これが絶対的に正確な究極的な計算方法であるとは考えなかったものと思われる。彼は、少数の単純な法則から、諸天体の複雑なすべての運動を導き出せるとは考えていなかったのだろう。
なお至時は、「恒星と太陽系」（西洋の新説）より、「地球の自転と公転」のメカニズムを分析することができたようである。高橋至時は、４１歳の若さで病死した。ー江戸時代の基礎科学（ＨＰ）ー
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Ｐ３ 伊能忠敬の測量と日本地図
伊能忠敬は天文学や暦学を学ぶうちに、当時の暦学の中心的課題であった、「子牛線(しごせん)１度の長さを正確に知り、その結果から地球の大きさを知る」ことに強い関心を持つようになった。それは、南北方向の距離を正確に測り、それぞれの地点で北極星などの恒星の位置を観測し、各地点の緯度を求めることであった。
子午線とは
日本の天文学や暦学は、中国から伝えられた。
昔の中国では、方角を干支(えと)の十二支で表していた。
右図のように、真北の方角が「子」、真南の方角が「午」となり、「子午線」とは真北と真南を結んだ線の意味であった。
子午線は、任意の地点を通る南北線ということになり、地球上に無数にあることになる。
(ＨＰ・子午線とは) |
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導線法
伊能忠敬の測量は、導線法と呼ばれた方法で行われた。
予定した測点・側線が上図のようであったとする。AからBを見通して角度Aを計る。距離を計りながら前進し、B点でも同じようにする。このようにして方位と距離を計りながら前進していく測量方法を「導線法」と言う。
しかし、「導線法」を長く続けていると、最初は小さな誤差も、だんだん積み重なって大きくなってくる。それでは精確な地図は出来ないので、修正しなければならない。(中略)
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| 勾配測量の様子 |
勾配測量の原理 |
地図は平面だが、地表には起伏がある。ときには高い山がある。それらの高さも測定しておかなければ地表の事物を正確に映し出した地図とは言えない。そこで、鉛直方向の角度も計測する必要が出てくる。
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1800年代のはじめ、江戸時代に正確な日本地図をつくった人が伊能忠敬である。忠敬は、どのような方法で地図をつくったのでしょうか。
まず、目印と目印のあいだの距離を歩いて測った。忠敬は、一定の歩幅で歩く訓練をしていた。その１歩は正確に６９ｃｍ。歩数から距離を計算した。
距離を測ったあとは、今来た方角を調べた。この作業をえんえんとくり返した。距離と方角の測量を、細かくくり返したことが、正確な地図の完成につながった。
さらに忠敬の測量の特長は、丁寧でねばり強いことであった。まさに、道なき道を測量して進んだ。海沿いは地形が複雑で、海の上からの測量も必要であった。夜のあいだも地図づくりは続けた。
北極星などの星を観測、自分の位置をわり出し、測量が正しいかどうかを確かめた。忠敬が全国を旅すること１７年。こうした地道な測量のすえ、正確な地図「大日本沿海輿地全図」が生まれた。ーＨＰ・伊能忠敬の測量ー
Ｐ４ 伊能忠敬とエラトステネスの測定した地球
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ＢＣ６世紀、ミレトスのギリシア人、タレス（※）やアナクシマンドロスたちは最初に神を否定した。夜空に浮かぶ無数の星を眺めて、地球がまるいことを悟った。やがて月食の日に、地球のまるさの確証を得た。
※タレスは皆既日食（日）を知っていた。資料・『歴史』（ヘドロトス著）
ピュタゴラス（※１）は、天球儀（地球と４３個の星）をアトラスの巨神に担がせた。エラトステネス（※２）は、地球の大きさを計算した。エラトステネスは、夏至の日のアスワン（エジプト）の井戸を起点（Ａ点）とした。アレキサンドリアをＢ点として、Ａ点とＢ点の距離（８００ｋｍ）をラクダで測量した。そして、Ａ点とＢ点の距離と同日のＢ点（測量点）の日陰の角度から、地球の大きさを数学的に測定した。その計算値（３９６９０ｋｍ）と現代科学のそれとの誤差は、わずか３００ｋｍであった。－【ＮＨＫドキュメンタリー「知への旅」】
※１・ＢＣ５９０～５１０年頃
※２・ＢＣ２８４～１９２年頃
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物理の窓(ＨＰ)
古代都市シネスは、現代のアスワン |
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日本で最初に地球の大きさを計算したのが、幕末の頃の伊能忠敬であった。彼は幕府の天文方暦局に入って学問に没頭し、幼い頃からの夢であった天文学の研究にも携わった。
彼は当初、暦局がある浅草と自分の家がある深川から北極星を観測して、緯度の差が0.1度であることを求め、浅草と深川の間の距離が2kmあったことから地球の円周を計算した。
ところがその値は誤差が大きくて信頼できないことを知り、江戸と蝦夷くらいに離れた場所で観測しなければ正確な値が得られないであろう、と考えた。そこで忠敬は日本地図を作成するための測量をしながら、江戸から蝦夷地まで行くことを思いたった。
それから蝦夷まで行って観測を続けて緯度1度が111kmであることを求め、これから地球の大きさを39,960kmと計算した。現在知られている40,000kmに対しての誤差は、僅かに1/1000という驚異的な結果であった。
－ｙｏｓｈ’ｂｌｏｇ 地球の大きさと伊能忠敬－
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Ｐ５ 日本地図のエピローグ
伊能忠敬の日本地図が当時としていかに正確であったか、シーボルト(１７９６－１８６６年)もペリー（１７９４－１８５８年）も認め驚いている。
これまでの日本史は、やや政治史が中心であり、科学史が取り上げられることは少なかった。シーボルトやペリーは、伊能忠敬の日本地図を知るに及んで、日本の科学の一端を知り、日本という国の他の東アジアの国との違いを認識したに違いない。その意味で伊能忠敬の日本地図は、日本国のプライドを守り、日本人の知的レベルを伝えることに著しく貢献した。
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