地圖:人們學會在地球上尋找道路(第5/6頁)

經緯度

這樣,任何一位有點頭腦的航海者,只要會讀書識字,就能在極短的時間內判斷出自己所處的位置離極點和赤道有多遠。用專業名詞來講,就是他的位置在北緯或者南緯幾度(赤道以北的緯度稱北緯,以南稱南緯)。過去,海船越過赤道到南半球航行並不是一件容易的事,因為南半球是看不到北極星的,這樣他就不能找到參照物了。科學終於解決了這一問題。到了16世紀末,緯度問題不再是讓航海的人們感到困惑的問題了。

然而,如何確定經度還是一個尚未解決的問題(你該知道,經線與緯線垂直)。人類又用了兩個多世紀,這個問題才得以成功解決。在確定緯度時,科學家們可以以兩個固定點——南極點和北極點——為基準。他們說:“這兒就是我們的‘教堂尖頂’——北極或者南極,它們將永遠固定不變。”

然而,地球既沒有東極點也沒有西極點,地軸也是那麽旋轉的。當然人們可以畫出無數條子午線——穿過兩個極點環繞整個地球南北方向的圓圈。但是,成千上萬條子午線中哪一條子午線可以被稱為“本初子午線”,以便作為劃分東西半球的分界線呢?從此水手們就可以說:“我現在在本初子午線以東(或以西)100英裏。”以耶路撒冷作為世界中心的傳統觀念在許多人心目中依然十分強大,很多人要求將經過耶路撒冷的經線定為“零度”或者本初子午線,即縱向的“赤道”,東西半球的分界線。但是,民族自尊心破壞了這個計劃,因為每個國家都想讓本初子午線經過自己的國家,讓世界從自己的首都開始。即使在當今時代,我們自以為人類在這方面已經開通了許多,仍然有一些國家,如德國、法國和美國的地圖上,分別將本初子午線定在柏林、巴黎和華盛頓。最終,由於英國是在17世紀(經度確定的年代)對航海學的發展作出突出貢獻的國家,又因為1675年建立於倫敦附近格林尼治的英國皇家天文台監管著當時的航海事務,所以經過格林尼治的那條經線最終被選定為本初子午線,作為東西兩半球的分界線。這樣,經度問題就這樣解決了。

終於,航海者有了經度上的“教堂尖頂”,但是他們還面臨另一個難題:在浩瀚的大海中央,他們將如何知道自己與格林尼治經線之間有多長的距離呢?為了解決這一問題,英國政府在1713年成立了“經度委員會”。這個委員會設立巨獎來獎勵那些能使人們在茫茫海上確定經度的發明者。在兩個多世紀前,10萬美元的獎賞是一個不小的數字,它促使許多人為此做出巨大努力。當該委員會在19世紀上半葉解散時,它已花了50多萬美元用於獎勵那些“發明家”。

今天,這些人的大部分工作早已被我們遺忘,他們的發明成果也漸漸被歷史淘汰,但是在重獎之下誕生的兩項發明——六分儀和天文鐘——直到今天仍有其使用價值。

六分儀的發明使得解決這個艱巨的問題邁出了重要的一步。就像全世界在同一時間裏探求同一個問題時經常發生的那樣,有三個人宣稱自己是六分儀的最早發明人,並為這個榮譽苦苦爭鬥。這三個人分別是英國的約翰•哈德勒和艾薩克•牛頓爵士以及美國費城的托馬斯•戈德弗雷。

六分儀是一種復雜的儀器(一種可以夾在臂下,隨身攜帶的小型海上觀察儀),水手們可以利用它測量出各種各樣的角距離。這個發明來源於中世紀簡陋的觀象儀、直角儀和16世紀的四分儀。

航海界對天文鐘的興趣比對六分儀的問世所表現出的興奮要大得多。這種精確可靠的計時裝置誕生於1735年,比六分儀晚四年。它的發明者約翰•哈裏森曾是個木匠,他是一個制造鐘表的天才。他發明的天文鐘計時如此準確,以至於能夠以任何一種形式在世界任何一個地方準確無誤地報出格林尼治時間,而且不受天氣變化的影響。哈裏森在天文鐘裏加了一個叫做“補償弧”的裝置,它可以通過調整平衡簧的長度,來調整因溫度變化引起的熱脹冷縮,所以天文鐘完全不受溫度和濕度變化的影響,一直能夠走準。

經過漫長且有點兒尷尬的討價還價,哈裏森終於在他去世前三年(1773年)獲得了10萬美元的獎賞。今天,一艘海船無論身在何處,只要它帶有一只天文鐘(感謝哈裏森),它就能準確地知道格林尼治時間。由於太陽每24小時圍繞地球運行一周(其公轉方向與地球自轉方向恰好相反,我這麽說是為了方便起見),每一小時經過15°經線,所以我們只要知道航船的當地時間和格林尼治時間,通過計算二者的時差就可以知道航船與本初子午線的距離了。