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媳贝偶氲厍蚰媳奔辉谕坏悖窍嗖钍儆⒗铮饩偷贾麓挪畹牟Ｄ洗偶谀衔�73°，东经156°的交叉点上。北磁极在加拿大北部的布西亚岛（1831年詹姆士·罗斯爵士首次登上这个岛）（詹姆士·罗斯，英国海军军官，1800—1862，曾在北极和南极洲作过磁力测量———译者注）。
第一部分：人类与家园地图 万水千山寻路难（图）7
由于磁差的存在，对一个船长来说，仅有罗盘还不够，还得要有航海地图，以便了解世界各地的不同磁差。这就涉及到航海学了，而航海学是门很复杂很高深的学问，绝非寥寥数语就能说明白的。这部作品不是航海手册，我只希望你能知道———指南针传入欧洲是在13世纪和14世纪，航海因它的推动不再依赖侥幸的猜测和痛苦而复杂的计算，而变成了一门有据可循的科学。 而这还只是一个开端。 现代人对自己的航向能够知道得很清晰，或是向北，或是北偏东，或是北—北偏东，或是北—东偏北……或是罗盘上所指示的32个方位中的任何一个。而中世纪的船长在茫茫大海中辨别方位时，他只有两件工具可资借助。 一件是测深绳。测深绳几乎是同航船一起问世的。它能够测量出海洋任何一点的深度。假如船长有一张他们目前航行的海图，上面标明了这片海洋的不同深度，测深绳就会告诉他这片水域的情况，进而确定航船方向。 另一件是测速器。最原始的测速器是一块木片，把它从船头抛入水中，然后仔细观察船尾通过这块木片共花去了多长的时间，由于船的长度是已知的，在得出船经过某一个固定点的时长，就可以推算出船的航速。 后来，绳子取代了木片。这种绳子很长很细也很结实，预先按照固定长度打上一个个的绳结，并把一块三角形木片系在它的一端。将绳子投入水中之时，并打开沙漏。沙子从瓶中漏干之后（当然预先知道沙漏的时间长度，一般为两三分钟），就把绳子从水中拉起来，数出在沙子从一个瓶漏到另一个瓶中的这段时间内有下水的绳结多少个。一个绳结代表一海里，于是，就能够得知在这段时间里船开了多少海里，从而算出船的航速。
第一部分：人类与家园地图 万水千山寻路难（图）8
但是，船长只清楚航速和航向还不够，因为他最精确的计算随时都有可能会被洋流、潮汐和风打乱。所以，即使在指南针传入很久之后，任何一次通常的大海航行都可能还是一次最冒险的经历。于是，那些想在理论上把这一问题解决掉的人认识到，要改变这种局面，就必须为在海上航行的船寻找到一个新的物体，来替代教堂上的尖顶。 这绝对不是玩笑。教堂上的尖顶、海滩沙丘上的树冠、堤坝上的风车以及沿岸的狗叫声，这些物体都曾在航海史上扮演了重要的角色，因为它们是固定的物体，就能作为参照物，无论海上发生什么，它们总还在那儿。有了这些参照物，水手们就能够把自己的方位推算出来。因为他记得上次曾路过这里，然后就告诉自己：“我必须继续向东航行。”当时的数学家（这是一群天才，尽管他们掌握的是不充足的信息，使用的是不精确的仪器，但是却能在数学领域取得同前人一样出色的成就）对这个问题的关键所在很清楚，就是要找到一个本质性的“参照物”来替代那些人工的“参照物”。 从哥伦布横渡大西洋之前200年起，这项工作就动手进行了，但至今日仍然没有完成。无线报时系统、水下通信系统和机械操舵装置在今日的航海中已应用起来了，老舵手们几乎被这些工业时代的巨作扫进了历史的垃圾堆。 假如你置身一个高塔之下，而这个高塔是建在一个巨大的球体表面，一面旗帜正飘扬在高塔的顶部，只要你站在那儿不动，你会发现，这面旗帜就处在你的头顶正上方。如果你从高塔下走开，旗帜就会在你的视野里形成不同的角度，如图所示，这个角度由你与高塔之间的距离所决定。 一旦找到了这个“固定点”来当参照物，问题一下子就简化了许多。这只不过是一个计算角度的问题，早在古希腊时代，人们就已熟谙此术了。对三角形的边角关系，古希腊人掌握得很熟练，这为三角学的发展奠定了坚实的基础。 角度问题把我们带入到了这一章中最艰深的部分，准确地说，是这部作品最为深奥难懂的一段———经度和纬度的确定问题。纬度的确定比经度的确定早了好几百年。表面上看来，确定经度似乎要比确定纬度简单，可是古人没有计时仪器，确定经度的确是难于上青天。而纬度，只要仔细地观察和细心地计算就能够确定下来，因此，人类就较早地解决了这个问题。上述只是基本的概况，下面将对经纬度的问题尽可能简明扼要地作个解释。
第一部分：人类与家园地图 万水千山寻路难（图）9
在这幅图中，你看见的是几个平面和角。你站在D点，就会发现自己位于塔的正下方，就像你在赤道线上中午12点时站在太阳的正下方。当你走到E点的话，情况就一定会有所变化。由于你脚踩的是一个圆球，因此，在计算角度时，你要画一个平面。从地球的假想中心点A画出一根直线，穿过你的身体，直至天顶（在天文学上，观察者正上方的天空一点，叫天顶，其正式名称———zenith；观察者正下方的天空一点则叫天底———nadir）。 需要用实验来说明这个复杂的问题。把一根毛衣针穿透苹果的中心，假设你站在这苹果的一个侧面上，毛衣针就在你的背后。毛衣针的上端为天顶，下端为天底。然后，假定一个平面与你所在的位置及毛衣针的方向成直角，如果你处在E点，这平面就是FGKH，而BC线就是你观察的这个平面上的一条直线。为了使问题简明扼要，请再假设你的眼睛生在你的脚趾上，正好是在你双脚踩踏BC直线上的一点。然后抬头望塔顶的旗杆，计算一下旗杆的顶端（L）、你所在的方位（E）和直线BC与平面FGKH的交叉点之间的角度（该平面与天顶到地心的直线成直角），假如你懂三角，通过这个角度你就会算出你和高塔的距离。如果你走到W点，那么再按这个方法计算。W是你在直线MN上的方位，MN直线位于平面OPRQ上，与地心到当前天顶（天顶自然随观察者移动）的直线成直角。只要把LWM角的角度计算出来，就会知道你距高塔究竟有多远。 即使用最简单的方式解说，可问题看上去仍然十分复杂。所以，对现代航海学的基础理论，这里只概述一下。假如你想当一名水手，你就得上一所专业学校，花几年时间学习怎样作这些必要的计算，然后，再经过二三十年的磨练，当你谙熟所有的工具、表格和海图，能够驾驭船员纵横四海之后，你也许会被船主聘为船长。当然，你如果无这样的雄心壮志，你就无需去学这些复杂繁琐的算术，所以，对这一章的简短，请勿介意，我只是谈了一些概况而已。 因为航海学几乎完全是一种计算性的科学，所以，直至欧洲人重新发现了三角学，航海理论才有了巨大的突破。尽管古希腊人曾给这门科学奠定了坚实的基础，但是在托勒密（古埃及亚历山大城的著名地理学家）逝世之后，三角学就被视为一门精密而复杂、又过分奢侈的学问，这门不易掌握的科学被人们抛到了一边，渐渐地遗忘了。然而，印度人和后来北非和西班牙的阿拉伯人并无这样的顾虑，这份没人要的古希腊遗产被他们正大光明地保存了下来，并继续加以发扬光大。“zenith”和“nadir”这两个阿拉伯语中的专业术语就充分说明，当欧洲学校再次把三角学排进学生的课程表时（大约在13世纪），它已不再是基督教的遗产，而变成了伊斯兰人的财宝。但此后的300年里，欧洲人急起直追，迎头赶超，后来居上。虽然他们这时再次懂得了怎样计算角度，如何解决三角形问题，但发觉自己又面临了另一个难题———如何寻找到一个远离地球的固定点，能取代教堂的尖顶来充当参照物。 这个崇高的荣誉戴在了北极星的头上，北极星变成了最值得信赖的航海参照物。因为北极星距离人类那么遥远，所以，它看上去好像就是静止不动的；另外，它很容易辨认出来，一旦迷失了方位，纵然是最笨的捕虾者也能找出北极星的方位来。只要沿着北斗七星最右边两颗星的直线方向去寻找，北极星就会进入人的视野。当然，太阳也是一个不变的参照物，可科学还没有把太阳的运行轨迹测算出来，因此，只有最博学的航海者才有能力求助于太阳。 在人们被迫接受了“地球是扁平的”这一理论的那个年代，很必然，全部的算术都无可奈何地同客观真实相背离。到16世纪初，终于结束了这种尴尬局面，圆球理论取代了圆盘理论。地理学家也终于得以主持真理，让地理以本来面目示人。 首先，地理学家用一个平面（这个平面同连接南北极的中轴线垂直）把地球平均划分成南北两部分，分界线就叫赤道，赤道至南北两极的距离一样长。接着，他们又把赤道与两极之间均分为90等份，这样，90条平行线（由于地球是圆形的，所以，每一条平行线都是一个圆圈）平均地分布在赤道与两极之间，每条线之间的距离为极点至赤道距离的九十分之一，是69英里长。
第一部分：人类与家园地图 万水千山寻路难（图）10
然后，这些圆圈被地理学家编上了号，从赤道起，直至极点，赤道是0°，极点是90°。这就是纬度（如图所示）。 所以，纬度的确立是地理学一大进步的标志。不过，即使这样，航海仍然是很危险的。在所有船长都知道计算纬度之前，为了搜集与太阳运行有关的数据，为了把太阳每年每月每天在每一个地点的准确方位记载下来，一代又一代的数学家和航海者倾尽了心血。 最终，任何一个较聪�