科学与探索 18-19世纪地图领域的科学、技术和探索( 二 )


根据艾萨克·牛顿所提出的万有引力理论的推测,地球的两极地区呈扁平状,法国皇家科学院第二个大任务的目的就是要确定这一推论。在18世纪初,法国科学界普遍支持勒内·笛卡尔自相矛盾的观点。虽然地球形状的问题纯粹是科学方面的,只能通过在极点附近测量来解决,但这里也涉及更大的问题。在许多法国学者的思想中,法国整个的科学遗产都岌岌可危,因为它太依赖于笛卡尔的思想及其自然哲学。
在法国皇家科学院,牛顿的万有引力理论被认为是来自英国的威胁。没有无懈可击的证据,很少有人会接受。于是探险队前往北极圈和赤道收集证据出发了。年轻的天才数学家皮埃尔·路易斯·莫罗·德·莫佩图伊斯负责这次探险。他们到达了芬兰拉普兰的托内山谷,在那里他测量了经度的弧度,最终证明了牛顿的理论是正确的。地球在极地确实略显扁平,法国科学家不得不逐渐转向支持牛顿的自然哲学。

尼古拉斯·贝勒的装饰世界地图

纪尧姆·德利勒与卡西尼家族成员一起,成为18世纪初法国科学测绘领域的重要人物之一。迪利尔作为当时的天文学家,受到了让-多米尼克·卡西尼最好的教育。之后,他被选为法国皇家科学院的成员,在那里工作多年,还为法国法院服务。1718年,德利勒被国王和皇家学院授予“首席皇家地理学家”称号,这保证了他光荣退休。与其他商业制图师的地图相比,Delile制作的地图价值得到提升。德利勒在制图方面的改进包括修改地中海的宽度,以及将下加利福尼亚重新连接到北美。
路易十四在统治法国期间,有效地利用科学、艺术和制图为君主政体服务。法国制图师、“皇家雕刻师”和地图商人让—巴普蒂斯特·诺林就创作了几幅赞美太阳王卓越功勋的地图。1700年,诺林出版了一幅着名的已知世界壁挂地图,无论是在地理还是雕刻技术方面,这幅图都代表了法国当时制图的最高水平。诺林的世界地图的使用与流传时间之久可谓异乎寻常:在数年里发布了很多修订版本,最后一版于1767年出版,距离第一版已过去近七十年。尽管在当时此图地理上的某些知识几乎就要过时,但它仍然在法国学校里发挥了重要的教育作用。

让·巴普蒂斯特·诺林的世界地图
随着巴黎成为欧洲地图制作中心,英国的制图业也在向前发展。推动力来自于英国作为海洋力量迅速增长的影响力,以及他们与西班牙人、荷兰人还有后来的法国人纠缠不清的争夺主导地位的斗争。商船和海军都需要更详细的地图和更好地确定船只位置的技术。
从16世纪开始,利用测斜仪测量纬度,精度偏差已经达到1°以内,但直到18世纪初,测量经度时仍可能存在几度误差。确定一艘船在海上的确切经度位置是不可能的,这导致了世界各地许多致命的沉船事故。卡西尼号的新方法是基于对木星卫星的观测,而不是更费力的到月球距离的方法,但这仍然是不切实际的,因为在摇晃的船只甲板上进行天文观测非常困难。实践中,“天上的钟”在海上是无法工作的,要寻求新的解决办法。
1707年,英国议会宣布发起公开竞标,以找到解决这一重大海上安全问题的办法。奖赏非常丰厚。欧洲许多卓着的科学家都努力寻找答案,有些人采取的方案极为复杂且不可行。要找到真正实际的解决之道还得等几十年。海难仍在继续发生,地图上东西方向经度不够精确已无法让人接受,但情况依旧。船的位置距离欧洲本初子午线越远,错误就越严重。
长期以来,人们一直认为,这个问题的核心在于需要在遥远地方的船只上获得准确的时间。船只需要在已知经度的位置的准确时间进行比较。只要知道这个时间,计算经度就会很简单。由于地球每小时向东旋转15度,人们可以通过计算当前位置和比较位置的时间差,知道船只相对于比较位置的经度。如果一艘船的当地时间比比较时间晚五个小时,它必须位于西经75度。越来越多的人开始明白,解决这个问题的唯一办法就是有一个准确而持久的时钟。

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