Trước khi có vệ tinh và GPS, làm sao con người biết thế giới trông như thế nào? Câu trả lời là một hành trình hàng nghìn năm: từ phiến đất sét nhỏ bằng bàn tay khắc hình thế giới theo trí tưởng tượng thần thoại, đến những phép tính hình học dám đo cả vòng Trái Đất, rồi thành tấm bản đồ phẳng mà thủy thủ dám giao phó tính mạng trên đại dương.

Những tấm bản đồ đầu tiên: thế giới qua lăng kính thần thoại

Tấm bản đồ thế giới cổ nhất còn tồn tại đến ngày nay là tác phẩm của người Babylon, khắc trên phiến đất sét khoảng năm 600 trước Công nguyên, hiện được lưu giữ tại Bảo tàng Anh. Trên phiến đất sét chỉ khoảng 13 × 8 cm này, thế giới là một đĩa tròn phẳng với Babylon nằm ở trung tâm, bao quanh là một vòng nước mênh mông được gọi là "dòng sông đắng" – tức đại dương bao bọc mọi vùng đất mà họ biết. Đây chưa phải bản đồ để đi đường; nó là tuyên ngôn về vũ trụ quan: quê hương của người vẽ nằm ở giữa thế giới.

Các nền văn minh khác cũng vẽ thế giới theo cách riêng, thường gắn với thần thoại và tôn giáo. Nhưng bước ngoặt đến từ Hy Lạp, khi người ta bắt đầu hỏi một câu hỏi khác hẳn: không phải "thần linh sắp đặt thế giới ra sao", mà là "thế giới thực sự có hình dạng và kích thước thế nào, và làm sao đo được nó".

Đo Trái Đất bằng một cái giếng và bóng nắng

Khoảng năm 240 trước Công nguyên, Eratosthenes – người quản thủ thư viện Alexandria – thực hiện một trong những phép đo nổi tiếng nhất lịch sử. Ông biết rằng vào trưa ngày hạ chí, ở thành Syene phía nam Ai Cập, ánh nắng chiếu thẳng đứng xuống đáy giếng không để lại bóng; cùng lúc đó ở Alexandria, một cây cột vẫn đổ bóng với góc lệch bằng 1/50 của vòng tròn. Từ góc lệch ấy và khoảng cách 5.000 stadia giữa hai thành phố, ông suy ra chu vi Trái Đất là 252.000 stadia – con số, tùy theo cách quy đổi đơn vị, chỉ lệch vài phần trăm so với giá trị thực khoảng 40.000 km ngày nay.

Eratosthenes cũng là người đặt nền cho địa lý học: ông dùng chính từ "địa lý", kẻ những đường kinh tuyến và vĩ tuyến sơ khai lên bản đồ, và chia Trái Đất thành năm đới khí hậu. Khoảng bốn thế kỷ sau, nhà thiên văn Ptolemy ở Alexandria tổng hợp toàn bộ tri thức ấy trong bộ sách Geographia gồm tám cuốn, liệt kê tọa độ của khoảng 8.000 địa điểm cùng các phương pháp chiếu mặt cầu lên mặt phẳng. Bộ sách chứa cả những sai lầm nổi tiếng, chẳng hạn vẽ Ấn Độ Dương như một biển kín bị đất liền bao quanh, nhưng nó vẫn là "sách giáo khoa" bản đồ chi phối thế giới suốt hơn một nghìn năm.

Từ bản đồ tri thức đến bản đồ cứu mạng

Thời trung cổ, nhà địa lý al-Idrisi làm việc cho vua Roger II của Sicily hoàn thành năm 1154 bộ bản đồ Tabula Rogeriana, tổng hợp tri thức của thương nhân và thủy thủ Ả Rập lẫn châu Âu – được xem là bản đồ chính xác nhất thời bấy giờ. Cùng giai đoạn, các tấm bản đồ hàng hải portolan xuất hiện quanh Địa Trung Hải: ít trang trí thần thoại hơn hẳn, bờ biển được vẽ chi tiết đáng kinh ngạc vì chúng được đúc kết từ la bàn và kinh nghiệm đi biển thực tế.

Khi châu Âu bước vào thời đại khám phá, Geographia của Ptolemy được dịch sang tiếng Latin và in rộng rãi. Trớ trêu thay, Columbus lại tin vào ước tính chu vi Trái Đất nhỏ hơn nhiều so với thực tế, nên đinh ninh rằng đi về phía tây một quãng ngắn sẽ tới châu Á – một sai số trong bản đồ đã vô tình dẫn tới chuyến đi thay đổi lịch sử.

Năm 1569, Gerardus Mercator công bố phép chiếu mang tên ông: trải mặt cầu lên hình trụ rồi cắt ra thành mặt phẳng, kéo giãn dần khoảng cách giữa các vĩ tuyến về phía hai cực. Nhờ đó, trên bản đồ Mercator, một đường đi giữ nguyên phương hướng – điều thủy thủ cần nhất – luôn là đường thẳng. Cái giá phải trả là diện tích bị bóp méo nghiêm trọng: các vùng gần cực bị phóng to, khiến Greenland trông ngang ngửa châu Phi dù thực tế nhỏ hơn khoảng mười bốn lần. Ngày nay, trắc địa vệ tinh và hệ thống GPS đã làm nốt phần việc mà Eratosthenes khởi xướng: đo lại hành tinh này với sai số tính bằng centimet.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Không một tấm bản đồ nào do chính tay Ptolemy vẽ còn tồn tại; những "bản đồ Ptolemy" ta thấy ngày nay được hậu thế dựng lại hoàn toàn từ bảng tọa độ trong sách của ông.
  • Tấm bản đồ thế giới cổ nhất còn lại, của người Babylon, nhỏ đến mức cầm gọn trong lòng bàn tay.
  • Eratosthenes đo được chu vi Trái Đất trong khi công việc chính của ông là... trông coi một thư viện, và "dụng cụ đo" chỉ gồm một cái giếng, một cây cột và bóng nắng giữa trưa.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Người thời xưa đều tin rằng Trái Đất phẳng." Giới học giả Hy Lạp đã biết Trái Đất hình cầu từ khoảng thế kỷ 5 trước Công nguyên. Eratosthenes không những tin mà còn đo được chu vi của nó với độ chính xác đáng nể, chỉ bằng hình học và quan sát bóng nắng.

Hiểu lầm: "Bản đồ Mercator phản ánh đúng kích thước các lục địa." Phép chiếu Mercator được thiết kế để giữ đúng hướng đi cho hàng hải, không phải để giữ diện tích. Nó phóng đại các vùng gần cực và thu nhỏ vùng xích đạo theo tỷ lệ, nên không thể dùng để so sánh diện tích các nước.

Hiểu lầm: "Columbus là người chứng minh Trái Đất hình tròn." Giới học giả thời ông vốn đã thống nhất Trái Đất hình cầu. Tranh cãi thật sự nằm ở kích thước của nó – và chính vì Columbus ước tính Trái Đất quá nhỏ, ông mới dám tin rằng Ấn Độ nằm ngay phía bên kia Đại Tây Dương.

Nguồn tham khảo