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天气转好之后,安森完全判断不出自己的位置。
此时给养消耗殆尽,连洋葱等舰载蔬菜都没有了,不少船员得了坏血病,完全失去了行动能力,如果不立刻上岸补充淡水和食品,只有死路一条。
经度之战
在一个平面内,确定位置需要两个坐标。
对于航海者来说,这就是纬度和经度。
古代航海只能沿着海岸线航行,否则不能判断位置,等待船员的就是迷失、死亡。
当初郑和下西洋就只能沿大陆边缘移动,所以他最远只到达了非洲,不可能发现隔海相望的美洲大陆。
纬度非常容易测量。
这是由自然法则确定的——赤道就是零度,两极则是九十度,没有常平架等仪器时,有经验的船员依靠太阳、星辰的位置,可以基本确定纬度。
但经度就是另外一回事了,地球一直在转,使得经度的确定难以进行。
于是,科学界首先要人为规定零度经线,然后才能谈及经度测量。
公元前2世纪,古希腊地理学家托勒密(Ptolemy)是最早利用经纬度绘制地图的人。
托勒密的方法沿用了一千多年,但画出来的地图都不够准确,夸大了陆地面积,低估了海洋的广阔,这使得远程航海更像是碰运气。
为此,科学家们展开了“经度之战”
。
主要的流派有二:钟表法和月距法。
前者依据的逻辑很简单:地球每二十四小时自转一周,这一周也就是三百六十度。
于是,每个小时就相当于经度的十五度。
只要知道两地的时间差异,就可以知道两者之间的经度差了。
举例来说,如果知道某地的上午十点正好是加尔各答的上午八点,那么就说明此地在加尔各答东边三十度的地方。
于是,经度的求解就转换成另外一个问题:如何测定两地的时间差。
1530年,荷兰数学家伽玛·弗里西斯(GemmaFrisius)首次提出用钟表来测定时间差。
按照他的设想,先制作一台钟表,始终保持某地(比如阿姆斯特丹)的时间,然后带着它旅行到新的地点,利用太阳高度测定“当地时间”
,再和“阿姆斯特丹钟表”
作对比,就能知道此地和阿姆斯特丹的经度差。
这个设想严丝合缝,但在那个时代无法测定经度,因为当时的钟表精确度太差了。
1514年,德国天文学家约翰·沃纳(JohannWerner)提出利用月球的移动来测量经度。
在他之前,众所周知,月亮在天空的相对位置一直都在改变。
沃纳精确测量,月球每小时移动一个本身直径的距离。
他因此假定,假如地球上观察到的月球移动都是一样的,只要在两地分别观测月球,准确记下它在某个位置上的时间,就能算出两地之间的经度差。
但月距法也有令人头痛的问题:当时的星空图标既不完备也不准确。
此外,在各地观察到的月球移动并不规律。
1714年,远程航海使得经度问题显得越发重要,英国国会因此成立了一个“经度委员会”
(LongitudeBoard)。
同年7月8日,英政府正式颁布《经度法案》。
该法案规定,若有人能在地球赤道上将经度测量确定到半度范围内,奖励两万英镑;将经度确定到三分之二度范围内,奖励一万五千英镑;将经度确定到一度范围内,奖励一万英镑。
1735年,著名钟表匠哈里森兄弟生产出一台被称为H1的航海钟,全部零件总共重达四十二公斤。
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