這是一張墨卡託1569年繪製的世界地圖,圖中精確地描繪了南極洲的海岸,與幾千年前沒有冰雪覆蓋時一模一樣。令人疑惑的是,在這同一幅地圖上畫的另一個地區—南美洲的海岸線,卻大不如他早些時候(1538年)畫的另一幅地圖。
據後人的判斷,原因可能是墨卡託1538繪製地圖時,參照的是他收藏的原始地圖,而1569年繪製後一幅地圖時,依靠的卻是第一批從南美洲西部探險回來的西班牙人的觀察和測量。因為在1569年時,世界上還沒有能確定緯度的儀器,所以精度上大打折扣。但他繪製1538年那幅地圖時所參考的原始地圖卻似乎使用過某種精密的儀器。
眾所周知,繪製精確的世界地圖,至少必備三大要素:偉大的發現之旅,一流的數學和製圖技能,精良的經線儀。那什麼是經度呢,所謂經度,就是距離本初子午線以東或者以西的度數。目前國際公認的本初子午線是一條實際上並不存在的曲線。它從北極開始,穿過倫敦格林威治村皇家天文臺,一直延伸到南極。因此,格林威治的經度為0°,北京大致位於東經115°-117°之間。
我們知道了什麼是經度,但如何確定地球表面上某點的經度,可不是簡簡單單就能說得清楚的。在這裡我們先講一下人類是如何逐步瞭解神秘的經度的歷史事實。其中最重要的一點就是:直到公元18世紀以前,科學技術還沒有發展到可以準確測定經度,製圖家和航海家們只能靠估計,幾百英里的誤差是常事。
緯度的測定沒有那麼難,利用相對簡單的儀器,測定太陽和星辰的角度就可以算出來從赤道向南或者向北的緯度。但測定經度需要完全不同的,能將方位測量與時間測量結合到一起的儀器,一種在漫長的航程中,無論風高浪大、船起船伏,無論乾燥潮溼、天熱天冷,都能正確無誤地表示時間的儀器。在已知的人類歷史中,還沒有科學家能夠發明出這種裝置。
18世紀初期,隨著航海業的迅速發展,人們如飢似渴地盼望這種儀器儘快發明製作出來。當時計時器非常粗糙,不是快就是慢,每天誤差達一刻鐘之多。而有效的航海用計時器所能允許的誤差是好幾年一刻鐘。
直到18世紀20年代,經度委員會懸賞兩萬英鎊,頒發給“經六星期航海後、所測定經度的誤差在30海里以內的裝置的發明者”。能滿足英國的這種條件的經線儀每天的誤差不得超過3秒。
天才的英國鐘錶匠約翰·哈里森開始設計一系列航海用計時器,花了將近40年時間,做過好幾個樣機後,才達到這個要求。終於,1761年,他精心製作的經線儀4號安裝在了皇家海軍軍艦“德普特福特號"上。這艘軍艦離開英國,駛向牙買加。哈里森的兒子威廉隨船同行。航行九天後,威廉根據這臺經線儀計算的經度告訴船長說,第二天上午他們會看到馬德拉群島。艦長同意保持航向不變,以5:1的賭注賭他輸。結果是威廉贏了。兩個月後他們到達牙買加時,這臺儀器只慢了5秒鐘。
哈里森經線儀的精確度超過了經度委員會的標準。但是,由於英國政府官僚機構的疲沓拖拉,直到1773年,他去世前三年,才拿到兩萬英鎊的獎金。哈里森在獎金到手之後才將設計秘密公諸於世。
庫克船長1778~1779年第三次出航時,他精確地製出了太平洋海域的地圖,不但確定了每個島嶼、每條海岸線的緯度,也確定了它們的經度。此後,有了科克的海圖和哈里森的經線儀,再也沒有航海者找不到太平洋中的島嶼,也不會有人再擱淺在突然冒出來的海灘上。
毫無疑問,經度準確的科克的太平洋海圖肯定是現代製圖術的最早典範。
18世紀70年代哈里森的經線儀大量上市以後,上述第三要素才
得以實現。這一卓越的發明使製圖家們能精確地繪出經線,這是古代
蘇美爾人、埃及人、希臘人、羅馬人,一切已知的18世紀前的文明都難以企及的。難怪,當我們看到一些極為古老的、經緯度的精確性卻絕不亞於現代的地圖時,我們會感到驚奇和不安。
這些精確的不可思議的經緯度也出現在具有先進的地理知識的同類資料中。
例如,1513年的皮瑞·雷斯地圖就已將南美洲和非洲畫在了正確的相對經度上。以當時的科技水平,這在理論上是不可能實現的了不的成就。皮瑞雷斯坦率地承認,他的地圖是參照早得多的原始古地圖畫的。他地圖上的那些精確的經線會不會就取自這些古地圖呢?
同樣讓人情奇不已的是繪於1399年的、以歐洲和北非為中心的杜爾瑟特航海圖。在這幅圖上,穿越遼闊地域的緯線分毫不差,地中海和黑海的經線的誤差也不到半度。
繪圖所使用的藍本地圖在“判斷經緯度比例上已達到科學的、高度的準確性。古圖的繪製者必定對分散在從愛爾蘭的高爾韋至俄羅斯的頓河東轉彎之間的這片廣闊的區域內的許多地點的相對經度瞭如指掌。
公元1380年的芝諾地圖是另一個謎團。它囊括了北方廣大地區,直至格陵蘭島,將遍佈其間許多地方的經緯度標示得精確得出奇。
費納烏斯的地圖也值得注意。它正確地畫出了南極洲海岸線的緯度和相應的經度,而且整個南極大陸的位置也相當準確。它所體現的地理知識水平是20世紀之前的人難以達到的。
就相對經緯度而言,本扎拉航海圖的精確度也不可小覷。西起直布羅陀東至亞速海,該圖總經度精確到半度,而全圖的平均誤差不足一度。
有了上面提到的大量圖證,我們相信,18世紀之前,精確的經度測量儀已經被髮明瞭出來,而現在,這種儀器只是被重新發現而已。它們千萬年前就已經存在。文明的人們使用過它們。這些人早已勘測了整個地球,將它繪製成圖,只不過他們現在從歷史上銷聲匿跡了。不僅如此,這些人不但能設計製造精密的、技術先進的儀器,而且掌握了高度發達的數學知識。
要明白為什麼這麼說,我們首先要知道:地球是圓的。因此,在畫地圖的時候,只有球形才能夠以正確的比例將它表現出來。將繪圖資料資料從一個球體轉換到平面的紙張上,必然會產生扭曲,只有使用複雜的、人類製造的機械和數學裝置—地圖投影等辦法,才能完成這一工作。
投影的方法有很多種。“方位角投影”、“球極平面投影”、“日晷儀投影”、“方位角等距投影”、“心形投影”等等。至今仍在使用的墨卡託法也許是大家最熟悉的。我們需要注意的是,所有成功的投影法都要求尖端的數學技術,而人們認為古代世界不具備這種技術,尤其是公元前4000年以前,說當時世界上根本不存在文明,更別提能夠發展和使用先進的數學和何學的文明。
其中有些地圖似乎呈現出“墨卡託投影法”的蹤跡,而當時墨卡託本人還沒有出世。這種複雜的投影法(與緯度擴張有關)意味著他們肯定使用了三角座標轉換法。
還有其他證據可以表明,這些古代製圖家必定擁有高超數學才能;
1.確定大陸上某個地點的位置至少需要幾何三角測量術。測量遼闊地域(數量級為1000英里)則必須相對地球的弧度做出調整。這就涉及到球面三角學的運用。
2.確定幾個大陸之間的相對位置要求掌握地球的球形結構,並且會使用球面三角學。
3.具備這種知識的文明,加上如此精確的定位儀器,在繪製地圖和海圖中必定要使用他們高超的數學才能。
儘管這些地圖經過一代又一代製圖家們一再複製,仍然顯露出一個古老、神秘、具有先進的科學技術的文明的手跡。
還有一個重大發現,那就是1137年雕刻在一塊石碑上的中國地圖。這幅地圖是按照更早時的地圖複製下來的。它的經度體現了與上述地圖同等高度的精確性。它有類似的座標方格,採用同樣的球面三角學方法繪成。實際上,經過仔細檢驗,這幅中國地圖與歐洲地圖及地中海地圖有如此多的共同點,以致我們只能做出一種解釋:它與它們來自同一個起源。
我們似乎又一次面對一個業已消失的文明遺留下來的、活生生的科學知識的片斷。不僅如此,看來這個文明,至少在某些方面,與我們自己的文明一樣先進。它的製圖家們“以同等的科學技術水平,使用相似的方法,同樣的數學知識,大概還有同種的儀器,對幾乎整個地球進行了測繪”。
這幅中國地圖還意味著一些別的東西:他們必定給我們留下了一筆全球性的遺產,一筆尖端的地理知識多得多的無價之寶。