这是一张墨卡托1569年绘制的世界地图,图中精确地描绘了南极洲的海岸,与几千年前没有冰雪覆盖时一模一样。令人疑惑的是,在这同一幅地图上画的另一个地区南美洲的海岸线,却大不如他早些时候(1538年)画的另一幅地图。 据后人的判断,原因可能是墨卡托1538绘制地图时,参照的是他收藏的原始地图,而1569年绘制后一幅地图时,依靠的却是第一批从南美洲西部探险回来的西班牙人的观察和测量。因为在1569年时,世界上还没有能确定纬度的仪器,所以精度上大打折扣。但他绘制1538年那幅地图时所参考的原始地图却似乎使用过某种精密的仪器。 众所周知,绘制精确的世界地图,至少必备三大要素:伟大的发现之旅,一流的数学和制图技能,精良的经线仪。那什么是经度呢,所谓经度,就是距离本初子午线以东或者以西的度数。目前国际公认的本初子午线是一条实际上并不存在的曲线。它从北极开始,穿过伦敦格林威治村皇家天文台,一直延伸到南极。因此,格林威治的经度为0,北京大致位于东经115117之间。 我们知道了什么是经度,但如何确定地球表面上某点的经度,可不是简简单单就能说得清楚的。在这里我们先讲一下人类是如何逐步了解神秘的经度的历史事实。其中最重要的一点就是:直到公元18世纪以前,科学技术还没有发展到可以准确测定经度,制图家和航海家们只能靠估计,几百英里的误差是常事。 纬度的测定没有那么难,利用相对简单的仪器,测定太阳和星辰的角度就可以算出来从赤道向南或者向北的纬度。但测定经度需要完全不同的,能将方位测量与时间测量结合到一起的仪器,一种在漫长的航程中,无论风高浪大、船起船伏,无论干燥潮湿、天热天冷,都能正确无误地表示时间的仪器。在已知的人类历史中,还没有科学家能够发明出这种装置。 18世纪初期,随着航海业的迅速发展,人们如饥似渴地盼望这种仪器尽快发明制作出来。当时计时器非常粗糙,不是快就是慢,每天误差达一刻钟之多。而有效的航海用计时器所能允许的误差是好几年一刻钟。 直到18世纪20年代,经度委员会悬赏两万英镑,颁发给经六星期航海后、所测定经度的误差在30海里以内的装置的发明者。能满足英国的这种条件的经线仪每天的误差不得超过3秒。 天才的英国钟表匠约翰哈里森开始设计一系列航海用计时器,花了将近40年时间,做过好几个样机后,才达到这个要求。终于,1761年,他精心制作的经线仪4号安装在了皇家海军军舰德普特福特号上。这艘军舰离开英国,驶向牙买加。哈里森的儿子威廉随船同行。航行九天后,威廉根据这台经线仪计算的经度告诉船长说,第二天上午他们会看到马德拉群岛。舰长同意保持航向不变,以5:1的赌注赌他输。结果是威廉赢了。两个月后他们到达牙买加时,这台仪器只慢了5秒钟。 哈里森经线仪的精确度超过了经度委员会的标准。但是,由于英国政府官僚机构的疲沓拖拉,直到1773年,他去世前三年,才拿到两万英镑的奖金。哈里森在奖金到手之后才将设计秘密公诸于世。 库克船长17781779年第三次出航时,他精确地制出了太平洋海域的地图,不但确定了每个岛屿、每条海岸线的纬度,也确定了它们的经度。此后,有了科克的海图和哈里森的经线仪,再也没有航海者找不到太平洋中的岛屿,也不会有人再搁浅在突然冒出来的海滩上。 毫无疑问,经度准确的科克的太平洋海图肯定是现代制图术的最早典范。 18世纪70年代哈里森的经线仪大量上市以后,上述第三要素才 得以实现。这一卓越的发明使制图家们能精确地绘出经线,这是古代 苏美尔人、埃及人、希腊人、罗马人,一切已知的18世纪前的文明都难以企及的。难怪,当我们看到一些极为古老的、经纬度的精确性却绝不亚于现代的地图时,我们会感到惊奇和不安。 这些精确的不可思议的经纬度也出现在具有先进的地理知识的同类资料中。 例如,1513年的皮瑞雷斯地图就已将南美洲和非洲画在了正确的相对经度上。以当时的科技水平,这在理论上是不可能实现的了不的成就。皮瑞雷斯坦率地承认,他的地图是参照早得多的原始古地图画的。他地图上的那些精确的经线会不会就取自这些古地图呢? 同样让人情奇不已的是绘于1399年的、以欧洲和北非为中心的杜尔瑟特航海图。在这幅图上,穿越辽阔地域的纬线分毫不差,地中海和黑海的经线的误差也不到半度。 绘图所使用的蓝本地图在判断经纬度比例上已达到科学的、高度的准确性。古图的绘制者必定对分散在从爱尔兰的高尔韦至俄罗斯的顿河东转弯之间的这片广阔的区域内的许多地点的相对经度了如指掌。 公元1380年的芝诺地图是另一个谜团。它囊括了北方广大地区,直至格陵兰岛,将遍布其间许多地方的经纬度标示得精确得出奇。 费纳乌斯的地图也值得注意。它正确地画出了南极洲海岸线的纬度和相应的经度,而且整个南极大陆的位置也相当准确。它所体现的地理知识水平是20世纪之前的人难以达到的。 就相对经纬度而言,本扎拉航海图的精确度也不可小觑。西起直布罗陀东至亚速海,该图总经度精确到半度,而全图的平均误差不足一度。 有了上面提到的大量图证,我们相信,18世纪之前,精确的经度测量仪已经被发明了出来,而现在,这种仪器只是被重新发现而已。它们千万年前就已经存在。文明的人们使用过它们。这些人早已勘测了整个地球,将它绘制成图,只不过他们现在从历史上销声匿迹了。不仅如此,这些人不但能设计制造精密的、技术先进的仪器,而且掌握了高度发达的数学知识。 要明白为什么这么说,我们首先要知道:地球是圆的。因此,在画地图的时候,只有球形才能够以正确的比例将它表现出来。将绘图数据资料从一个球体转换到平面的纸张上,必然会产生扭曲,只有使用复杂的、人类制造的机械和数学装置地图投影等办法,才能完成这一工作。 投影的方法有很多种。方位角投影、球极平面投影、日晷仪投影、方位角等距投影、心形投影等等。至今仍在使用的墨卡托法也许是大家最熟悉的。我们需要注意的是,所有成功的投影法都要求尖端的数学技术,而人们认为古代世界不具备这种技术,尤其是公元前4000年以前,说当时世界上根本不存在文明,更别提能够发展和使用先进的数学和何学的文明。 墨卡托投影图 其中有些地图似乎呈现出墨卡托投影法的踪迹,而当时墨卡托本人还没有出世。这种复杂的投影法(与纬度扩张有关)意味着他们肯定使用了三角坐标转换法。 还有其他证据可以表明,这些古代制图家必定拥有高超数学才能; 1。确定大陆上某个地点的位置至少需要几何三角测量术。测量辽阔地域(数量级为1000英里)则必须相对地球的弧度做出调整。这就涉及到球面三角学的运用。 2。确定几个大陆之间的相对位置要求掌握地球的球形结构,并且会使用球面三角学。 3。具备这种知识的文明,加上如此精确的定位仪器,在绘制地图和海图中必定要使用他们高超的数学才能。 尽管这些地图经过一代又一代制图家们一再复制,仍然显露出一个古老、神秘、具有先进的科学技术的文明的手迹。 还有一个重大发现,那就是1137年雕刻在一块石碑上的中国地图。这幅地图是按照更早时的地图复制下来的。它的经度体现了与上述地图同等高度的精确性。它有类似的坐标方格,采用同样的球面三角学方法绘成。实际上,经过仔细检验,这幅中国地图与欧洲地图及地中海地图有如此多的共同点,以致我们只能做出一种解释:它与它们来自同一个起源。 我们似乎又一次面对一个业已消失的文明遗留下来的、活生生的科学知识的片断。不仅如此,看来这个文明,至少在某些方面,与我们自己的文明一样先进。它的制图家们以同等的科学技术水平,使用相似的方法,同样的数学知识,大概还有同种的仪器,对几乎整个地球进行了测绘。 这幅中国地图还意味着一些别的东西:他们必定给我们留下了一笔全球性的遗产,一笔尖端的地理知识多得多的无价之宝。