尋找地球刻度的人(CK0001)
Longitude : the true story of a lone genius who solved the greatest scientific problem of his time

類別： 自然‧科普‧數理>天文
叢書系列：科學人文系列
作者：戴瓦．梭貝爾
       Dava Sobel
譯者：范昱峰、劉鐵虎
出版社：時報文化
出版日期：1998年07月28日
定價：200 元
售價：158 元(約79折)
開本：25開／平裝／184頁
ISBN：9571326151

【書摘 1｜書評｜報導｜導讀】

▼  書摘 1

第一章　想像的刻度

越來越多的船隊啟航，
去征服，去探索，去打仗，
財富在海上四處漂流。
然而，沒有一艘船擁有判定位置的可靠工具。
於是，整個歐洲都動員了起來……

小時候，爸爸有次在禮拜三帶我出去玩，買了顆鐵絲環球給我。我很喜愛這個玩具，碰它一下，就捏平在掌中，再碰一下，又膨脹成球。整個撐圓的話，它看來像顆小小的地球模型，因為上面的鐵絲環跟學校地球儀上的交叉線如出一轍－－細細的黑色經緯線。寥寥的幾顆五彩珠子點綴著鐵絲環，彷彿海上船舶。

爸爸把我扛在肩上，沿著紐約第五大道逛到洛克斐勒中心，停下來看那尊一肩扛起天地的亞特拉斯雕像。

亞特拉斯扛得老高的銅球跟我手中的鐵絲環玩具一樣，也是一個裡面空空，外面環繞著一條條虛擬刻度線的世界模型：赤道、黃道、北回歸線、南回歸線、北極圈、本初子午線。我小小年紀也明白這些刻度線象徵著地球上所有真實的陸地和海洋。

今天，經緯線統治世界的權威，比我四十多年前所能想像的更大，世界雖然滄海桑田，大陸在海上漂移，國界一再被戰爭與和平重劃，經緯線卻穩若磐石。小時候，我就記住辨別經緯線的妙訣。緯線是平行的同心圓，在赤道最大，越靠近南北極就越小。經線則另有走法：大小一致的圓，全在南北極輻聚。

．經緯之差

經緯線開始穿插縱橫人類的世界觀，最早起碼可以上溯到耶穌出生前三世紀。西元150年，希臘的地理兼天文學家托勒密 （Ptolemy） 就已經在歷史上第一本世界地圖集內的27張圖上都畫過經緯線。在這本劃時代的地圖集中，托勒密儘量依據旅行者的報導，把所有地名依字母順序排成索引，並註上經緯度。托勒密本人對天地之大只具備井底之蛙的識見，當時的人都誤以為住在赤道的人會溶化成畸形怪物。

托勒密把赤道當做緯線的零度線，並不是亂選，而是依循前人的天文觀察。春秋兩季，太陽、月亮、各大行星都在赤道正上空運行。同樣地，北回歸線和南回歸線的位置也是循太陽軌道而得，各自代表太陽一年中目視運動的南北兩界。

不過，托勒密找經線的零度線可是自由心證。他選的是劃過非洲西北岸外幸運群島（今為西屬加納利群島及葡屬馬得拉群島 [the Canary & Madeira Islands]）的那條經線。後世地圖繪製家把這條代表零度經線的本初子午線移至亞速群島（Azores，在葡萄牙外海）、維德角群島（Cape Verde Islands，在非洲塞內加爾外海）以及羅馬、哥本哈根、耶路撒冷、聖彼得堡、比薩、巴黎及費城等地，不一而是，最後終於定在倫敦。物換星移，任何一條經線均可當作其他經線的起始參考線。本初子午線要放哪邊，純粹是政治問題。

也就在這裡，我們見到經線和緯線真正的核心差異（橫豎之別，只是小兒可見的膚淺差異）：緯線零度線是由自然定律訂定的，經度零度線則與時俱變。這點不同，使得尋找緯度簡單如兒戲，而尋找經度－－尤其在海上－－卻難倒了所有的成年人。人類史上有一大段時候，連最傑出的才俊對這問題也是一籌莫展。

任何一名稱職的水手，都能藉由白晝的長度、太陽的高度或地平線上熟悉的嚮導星測量他所在的緯度。哥倫布在他1492年的旅途中「航過緯線」，循一條直線橫穿大西洋。要不是美洲卡在中間，這種技術，無疑早已可讓他航抵亞洲了。

．癥結

相形之下，經度的測量則要受時間推移的干擾。要測定海上經度，必須知道當時的船上時間，還有啟程港時間，或另一經度已知點的當地時間。有了兩種時間，航海者才可以把時間的差異換算成地理的差距。由於地球每24小時自轉一周360度，所以每一小時可換算成圓周距離的二十四分之一，也就是15度。因此船隻與啟程點間的每小時時差，就表示了往東行或西行15度的距離。每天在海上，太陽抵達天上最高點時，航海人就把船上時間調整為正午，然後查閱啟程港時間，兩種時間每差一小時，就可換算成經度的15度。

相同的15度經度也可換算成行經的距離。在赤道，地球的腰圍最大，15度足足有1000英里。不過，赤道以北或以南，每度的里程值即遞減。全世界經度一度均等於四分鐘。但就距離而言，一度在赤道等於68英里，在兩極則縮為零英里。

現代人可以隨便藉由兩只廉價的腕錶輕易算出經度。但是直到擺鐘時代，想確知同一時刻兩地的時間，卻是完全不可能的事。在顛簸的船隻上，擺鐘一下慢，一下快，不然就乾脆停擺。從寒冷的啟程國到熱帶的貿易地區，沿路溫度的自然改變，會使擺鐘的潤滑油變薄或變厚，金屬零件脹大或收縮，釀成大災。氣壓升降或地心引力在不同緯度的細微差異，也會影響擺鐘的快慢。

．動員整個歐洲

由於缺乏實際方法判定經度，「探索時代」的那些偉大船長縱使有最好的海圖和羅盤，在海上還是會迷失。從達伽馬到巴爾沃亞，從麥哲倫到德雷克爵士 （Sir Francis Drake） ，航抵某處所憑藉的都不是自己的意願，而是好運道及上帝的恩寵。

越來越多的船隊啟航，去征服，去探索，去打仗，在異國與異國之間運送金銀財貨，各國的財富在海上四處漂流；然而，沒有一艘船擁有判定位置的可靠工具。所以，無數水手曾因目的地突然自海中浮現，一時措手不及，徒然喪命。1707年10月22日，在英國西南端外海的夕利群島 （Scilly Isles） 就發生過這種事故，四艘返航的戰船一起觸礁，將近兩千水軍慘遭滅頂。

於是，為了解答經度之謎，花了人類整整四百年的心血，整個歐洲都動員起來。歐洲列強的歷代君主都曾在尋找經度的故事中登場，而英王喬治三世和法皇路易十四就是其中兩位佼佼者。航海家如恩施號船長布萊以及暴死於夏威夷的大環航家科克船長，都曾帶著成功希望較大的方法出航，測試其精確度和實用性。

知名天文學家面對經度挑戰，則向鐘錶般的宇宙求解：伽利略、卡西尼 （Jean Dominique Cassini） 、惠根斯 （Christiaan Huygens） 、牛頓、哈雷都向月亮、星星求助。為了用天文方法解決經度問題，巴黎、倫敦、柏林紛紛建造了宮殿般壯麗的大天文台。除此之外，知識水平較低者則想出了許多歪法：有的靠傷犬的吠叫，有的靠海上訊號船發砲。

科學家努力尋找地球刻度的歷程中，曾無心插柳，引出了許多徹底改變人類宇宙觀的收穫。地球的重量、星星和星星之間的距離、光速值，都是這樣找到的。

．沒受過教育的天才

時光流逝，完全無誤的方法卻始終不見，歐洲列強解決經度之謎的意念日熾，已經和發現「不老泉」、「永恆運動」、「煉鉛成金」祕方的熱忱不相上下。海洋大國諸如西班牙、荷蘭、義大利若干城邦，政府都曾懸賞重金徵求解法，不時掀起一番經度熱潮。英國國會在著名的1714年「經度法案」中更訂下最高額的賞金，金額足以贖回一位被俘的君王，現值約數百萬美元，以徵求「實際且可用的」判定經度法。

英國鐘錶匠約翰．哈里遜 （John Harrison） 是第一位造出可攜式精準計時器的機械天才，他把一生都奉獻給經度之謎。牛頓認為不可能立下的成就，竟讓他給實現了：他發明出可以把啟程港真實時間如不滅之火般，帶到世界任一遙遠角落的鐘錶。

出身低微、智力高超的哈里遜曾與同時代的知識界領袖交鋒數次。英國第五任皇家天文學家尼微．麥斯克林 （Reverend Nevil Maskelyne） 更是特別排擠他。麥斯克林為和哈里遜爭奪獎金，有些時候使出來的手段，簡直就是小人。

哈里遜雖沒受過正規教育，也沒跟過師傅學藝，但仍製作出一系列免潤滑、免清潔、防鏽的無摩擦鐘錶，不管如何翻江倒海，活動零件總能完全互相平衡。他不用鐘擺，並在鐘錶中結合不同金屬，如果有零件隨溫度變化擴張或收縮，別的零件就會出現反作用，抵消其變化，使鐘錶運行速率保持恆定。

然而，哈里遜的成功卻遭到科學界菁英集體排斥，他們不信任哈里遜的「魔術盒」，而負責頒發經度大獎的特別評議會（麥斯克林也是評議官）一見有機可乘，就改變競賽規則，提高天文學家的機會，讓哈里遜等「工匠」更吃癟。但哈里遜憑著實用性和準確度，最後還是贏了。追隨者依據他巧奪天工的發明，幾次增修設計，終於可以大量製造，廣泛使用。

在經過40年的政治鬥爭、國際戰爭、學界攻詰、科學革命以及經濟震盪之後，直到哈里遜年老力衰了，才在喬治三世翼護下，總算於1773年領取了本即屬於他的獎金。

所有這些，以及這裡沒講到的種種線索，都糾纏交結在尋找地球刻度的歷史中。在這個人造衛星須臾就可以測定海上船位的時代，一一解開這些線索，等於重新認識這個世界。

編註：
達伽馬 （Vasco da Gama） 是1498年繞過好望角到達印度的葡萄牙航海家。巴爾沃亞 （Vasco Nunez de Balboa） 是1513年發現太平洋的西班牙航海家。德雷克爵士 （Sir Francis Drake） 是專門在美洲打劫西班牙財貨的16世紀英國探險家。