科学与哥伦布航海(上)

科学与哥伦布航海（上）位著名学者提出令人瞩目的证明：哥伦布新大陆的发现，很可能推动了西方科学的兴起与发展。

当克里斯托弗?哥伦布于1492 年开始他横跨大西洋的历史性航程的时候，现代科学还没有产生。

在哥伦布时代，人们相信地球有6000岁，太阳绕着地球转，铅不知怎么就会经过像已知的炼金术那样的神秘过程被变成黄金。

关于天体的特征、疾病的起因，关于人体怎样进化的，或者说它是怎样做功的他们全都一无所知。

还在15 世纪初，尽管科学知识还处于蒙昧状态，但欧亚大陆两端的两个不同的国家就已从事着大规模的探险计划，那个时代的探险，其难度就像我们今天的登月。

个国家是中国，它是当时世界上最强大最富有的国家，有8000 万人口。

在技术上，它是最先进的国家，并且有着最错综复杂的社会。

早在1492 年以前很长时间，发明了磁罗盘、火药和印刷术。

相比这下，欧洲还很弱小，很贫穷，尚未开化。

15 世纪初，中国派遣船队交叉往返于印度洋，并在今天的印度尼西亚、斯里兰卡和远东其他地方建立起统治地位，中国人的影响西达红海和中东的穆斯林权力中心。

然而，当时的中国人失去了探险的兴趣，并且停止了探险。

15 世纪末，葡萄牙也从事了探险活动。

它是个很小的国家，人口只有中国的1％，技术上落后得多尽管如此，葡萄牙却以其果敢给全世界上了永远难忘的一课。

葡萄牙的船只一艘接一艘驶入非洲海岸，没有像中国那样，它没有失去兴趣。

正是葡萄牙，建立起一个强大的海外帝国。

中国没有到达葡萄牙，而葡萄牙却到达了中国、印度、日本和印度尼西亚。

为什么小小的葡萄牙取得了成功，而强大的中国反倒失败了?首先，中国人过分看重自己的权力、成就和香料、丝绸、财富。

世界其余地区没有中国人想要的或需要的任何东西了，所以，中国人觉得没有必要派出船队去那些毫无用处的不毛之地进行探险。

另一方面，自从11 世纪和12 世纪十字军东征起，当欧洲的骑士们到巴勒斯坦冒险，从穆斯林手中夺取这块圣地的时候，欧洲人就一直意识到他们落后于东方文明多远。

他们疯狂地想要得到只能从东方得到白糖、香料、绫罗绸缎、黄金、象牙。

因此，葡萄牙人和其他欧洲人不可能停止探险。

而且，具有自卑意识的欧洲人以惊人的毅力努力改变这种现状。

当磁罗盘、火药和印刷术知识从东方传到欧洲的时候，欧洲人发展了这些技术，使之远远超过沾沾自喜的中国人所认为的它可能达到的程度。

落后的欧洲人终于利用自己的好奇心和能力有效地工作，并最终导致现代科学的发展。

我们对以科学难题或科学进展定义的时间阶段已经习以为常了。

始于 20 世纪 40 年代的原子时代，重大的科学难 题涉及原子结构。

始于 20 世纪 50 年代的太空时代，大量科 初的探险时代，重大的科学难题则涉及地球的大小。

自 1800 年前的古希腊时代就已为人所知的事实。

问题是：地球这个球体有多大 大约公元前 200 年，一位生活在埃及的希腊数学家、亚历山大图书馆馆长埃拉托色尼，就已经运用一种巧妙的方 法――测量地表两处连成一条线与太阳的角度――算出了地球的大小。

他计算出两地的距离约为地球直径的 1/50 ，由 此推算，地球的周长约 40 230 千米。

他大致是对的，地球的 周长是 40 008 千米。

而后来另一位哲学家提出大约 千米的周长，所以在哥伦布时代，无法确信哪一种推测是正 确的。

有关地球大小的一个非常严酷的问题是：大西洋到底有多宽 ?这对商船来说非常重要。

把货物从东方运到欧洲，整个陆地运输线不但费用昂贵而且非常危险。

葡萄牙商船虽然 沿非洲航行抵达东方，但这是一段漫长的航线。

偶尔会有人 提出一条捷径：为什么不跨越辽阔的大西洋，向正西方向航 行，抵达东方呢 ?如果地球的周长是 40 230 千米，那么，它学研究转向如何建造更好的火箭和太空船。

而始于15 世纪那时所有受过教育的人都知道，地球是一个球体。

这是1492 年的29 000就意味着船只必须向西行驶至少 19 300 千米才能到达东方。

哥伦布时代没有船只能够在整个适航水域进行这么远距离的航行。

然而，要是地球周长只有 29 000 千米又是怎样一种纪末，意大利探险家、商人马可 ?波罗已经经陆路旅行到达中国。

他在中国的地理学论述中，描述中国往东延伸的范围 比实际情况更远。

意大利佛罗伦萨的天文学家、地理学家、 医生保罗 ?托斯坎尼尼，曾把古希腊哲学家托勒密依据马可波罗和其他探险家的报告所进行的计算联系起来加以判断， 他得出结论：如果一个人从欧洲向西航行，只要行驶大约4800 千米就可抵达东方。

克里斯托弗 ?哥伦布赞同了地球更小、越洋航程更短的看法。

他没能使葡萄牙国王和他的大臣们相信地球只有这么 小，但他却说服了西班牙国王和王后，他们答应支持他的探 险计划。

于是 1492年 8月 3日，哥伦布率领三艘船 (“尼娜”号、“平塔”号和“圣马利亚”号 )向西航行。

在辽阔的洋面 航行 7个星期以后， 10月 12日，哥伦布到达了陆地。

返回 西班牙以后，他宣布自己已经到达了亚洲东部，并在印度靠j-JLr岸。

当然，我们现在知道，哥伦布错了。

地球周长并非 2900而是 40 000 多千米，亚洲也并非如马可 ?波罗所说的 往东延伸得那么远。

哥伦布所到达的地方并不是东方，而是 欧洲人对其存在全然不知的巨大的陆地，即我们现在叫做南 美洲和北美洲的大陆。

情形呢 ?那样的话，往西的航程就只有 8000 千米。

事实上，那时的一些思想家推断，这个距离甚至可能更短。

在13 世 千米，它们的存在对哥伦布来说是幸运的，不然的话，他可能会一直向西航行而毁于风暴或饥饿，因为，从欧洲到亚洲的航程的的确确是19 000 多千米。

哥伦布从未意识到他的好运。

直到人生的晚年，他仍肯定自己已经到过亚洲，尽管越来越多的航海探险家确信他所发现的是一块新大陆。

最强硬地坚持这一观点的探险者之是意大利航海探险家阿美利哥?韦斯普奇。

这就是为什么这些洲现在被看做是美洲而不是哥伦布的亚洲。

亚洲与新大陆之争直到1521 年才完全平息，在此期间，由葡萄牙航海探险家斐迪兰德?麦哲伦指挥下的一次远征所幸存下来的人，在进行首次环球航行之后返回西班牙。

这远征耗时3 年之久，在这段时间里，麦哲伦的五艘船只有艘船和18 名船员完成这次航行，麦哲伦自己则死于在菲律宾的战斗。

但麦哲伦不像哥伦布，他确实到达了亚洲，并且由于他的航行，地球大小的争论也得到了彻底的解决。

像哥伦布和麦哲伦所从事的那样的远洋航行，没有磁罗盘是不可能的。

外洋没有目标，所以，要辨别你正驶向何方是非常困难的。

北极星总是指向北方，但这些星星白天看不见，有时候因为云层，晚上也看不见。

然而，不论白天黑夜，也不论晴天还是暴风雨的天气，磁罗盘的针总是指向北方。

哥伦布时代没有人懂得磁针为什么总是会指着北方，但它就是这样的，这就够了。

由于他右手上的罗盘总是保持指向北方，哥伦布才能够引导他的船队向西行驶而不致迷失航向和转圈行驶。

我们现在知道，地球有一个有磁性的北极，也知道一根被磁化的针会指向北极。

不过，还有一个意想不到的复杂情况。

罗盘并未精确地指向北方，它有一点儿偏。

这是因为有磁性的北极是一个变换的点，并且它总是距离地理学的北极几百千米远。

但是，航海探险家们懂得怎样为这个所谓“磁偏角”的误差留出余地。

但是，没有哪个航海家在东西方向上像哥伦布航行得那么远，而且哥伦布还注意到了有关罗盘的某些非常特别的事。

当他开始他的航行时，磁针指向北极星偏东一点，而当他继续向前行驶，它又变换了，直到最终指向北极星偏西一点。

在观察到磁针的这种方向改变之前还没有人知道，所以哥伦布没有向他的人透露这个秘密。

他怕其他人发现罗盘没有正常工作后，会不敢再往前走，甚至会试图迫使他返回。

罗盘磁针的变化在一年的不同时间、地球的不同位置是不相同的，现在航海者的海图包含了有关变化的信息。

顺便说一句，哥伦布关于磁针变化的观察，是航海探险期间所进行的第一个著名的科学发现。

罗盘告诉了哥伦布他正驶往的方向，但没有告诉他前进的速度或走了多远。

为了确定一艘船在茫茫大海上的位置，航海家必须知道它的纬度和经度。

纬度和经度都是地球上假想的线。

纬线围绕地球与赤道平行，经线则往南北伸展。

纬线和经线一起形成一个方格，在方格上，可以精确定出一艘船的位置。

纬度可以通过测量一天中太阳在空中所达最高点来确定，哥伦布时代有这种仪器，所以哥伦布知道他大致在但还没有确定经度的方法。

要确定经度，就需要一只闹钟，因为经度是根据时间来计算的。

当地球在它的轴上旋转时，地球表面任何一点都会在24 小时内进行360°的旋转。

1 小时就相当于360°的1/24 ，或15°，每一度再划分为分和秒，经度每小时在太阳下走15°。

知道这一点和船速以后，航海家就可以标出船在东西方向上的位置了，但这要求一只的船长们只好估计他们行驶的多快，用罗盘确定他们的方向，然后船长们在一张海图上标明他们认为自己在洋面上的位置，这就是所谓“航位推算” 。

精确到秒的钟。

哥伦布时代没有这样的东西，结果，15 世纪。