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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。
/* 36 */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。
/* 37 */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
明的航海者，只要会读书识字，就能在极短的时间内判断出自己的位置在北纬几
度（赤道以北的纬度称北纬，以南称南纬）或者南纬几度，简而言之，就是他距
极点和赤道多远。过去，海船越过赤道到南半球航行很不容易，因为北极星在南
半球是看不见的，这样，船就失去了导航的参照物。这一问题最终被科学解决了。
到了16世纪末，航海者就再不必为纬度问题而困惑了。但是，经度问题还悬而未
决（你应当知道，经线与纬线垂直）。人类把这个谜团成功地解开又花了两个多
世纪。在确定纬度时，科学家们是以南极点和北极点这两个定点为基准的。他们
说：“它们是永远固定不变的，这就是人类的‘教堂尖顶’。”但是，地球既无
东极点也无西极点，地轴也不在那个方向。当然，子午线，即穿过两个极点，环
绕整个地球南北方向的圆圈，人们能够画出无数个。但是，该把哪一条子午线定
为“本初子午线”，作为东西半球的分界线呢？因为有了这条线，水手们就可说
：“我现在位于本初子午线以东（或以西）100 英里。”由于在许多人的传统观
念中，耶路撒冷作为世界中心是根深蒂固的，他们就要求把穿过耶路撒冷的经线
定为本初子午线来划分东西半球，即纵向的“赤道”。但是，这个计划因民族的
自尊而破产了，因为，各国都想把本初子午线据为己有，让世界从自己的首都开
端。即使在现在，人类自认为自己的胸襟已开阔了很多，但分别把本初子午线定
在柏林、巴黎和华盛顿，仍然分别在一些德国、法国和美国的地图出现。最终结
果呢，穿过格林威治的那条经线被选定为本初子午线，作为东西半球的分界线，
这是因为英格兰在17世纪（经度确定的年代）为航海学的发展做出了突出的贡献，
又因为当时的航海业都是在1675年建立于伦敦附近格林威治的英国皇家天文台的
监管之下。这样，航海者在经度上就有了“教堂尖顶”，但还面临一个问题：身
处浩瀚的大海之中，他们将怎样把自己与格林威治经线之间的距离确定下来呢？
为了最终解决这一问题，1713年，英国政府成立了“海上经度确定委员会”。为
了奖励那些能使人类在茫茫大海上确定经度的最佳发明，这个专门委员会悬设了
巨奖。10万美元，在两个多世纪前的确是一笔巨款，许多人为它而做出了努力。
当这个委员会在19世纪上半叶解散时，对那些称得上“发明”的发明，它已发放
了50多万美元的奖金。现在，历史已把这些人的大部分努力遗忘了，时间也渐渐
地淘汰了他们的发明成果。但是时至今日，在重奖之下诞生的两项发明仍具有它
们的实用价值。这两项发明就是六分仪和天文钟。六分仪是一种复杂的仪器（这
是一种小型的海上观察仪，能够夹在臂下，随身携带），利用它能够把各种角的
距离测量出来。中世纪简陋的观象仪、直角仪和16世纪的象限仪（四分仪）是这
个发明的直接来源。如同全世界在同一时间里探求同一个问题时经常发生的情况
那样，有三个人都声称自己是六分仪的最先发明人，为了这个荣誉而苦苦相争。
对六分仪的问世，航海界表现出来了兴奋，但与他们对天文钟的兴趣相比，这个
兴奋就显得很温和了。天文钟是一种精确可靠的计时装置；它1735年诞生，比六
分仪迟了4 年。天文钟的发明者约翰。哈里森是一个制造钟表的天才（当钟表匠
之前他还做过木匠活呢）。这个天文钟计时很准确，能够以任何一种形式在世界
上任何一个地方准确地报出格林威治时间，而且天气变化对它不产生干扰。这是
由于在天文钟里，哈里森增加了一个装置，这装置叫做“补偿弧”，它能够对平
衡簧的长度作出调整，来适应因温差而引起的热胀冷缩，因此，温湿度的变化对
天文钟没有任何影响。
/* 38 */第一部分：人类与家园地图万水千山寻路难（图）11
在经历了漫长而且不体面的讨价还价之后，哈里森最终在他去世前三年（1773
年）拿到了10万美元的奖金。今天，一艘海船只要随船携带了一只天文钟，无论
它航行到了哪儿，都能准确地知道格林威治时间。由于每24小时太阳就围绕地球
运转一圈（其公转方向与地球自转方向正好相反，但从方便的角度出发，我采用
了一样的表述方式），每一小时经过15°经线，所以，只要晓得航船的当地时间
和格林威治时间，就能够通过两个时间的差而求出航船与本初子午线的距离了。
举例来说：假如航船所在位置的当地时间为12点，格林威治时间此时为下午2 点，
而太阳每小时要经过15°经线，那么，航船与格林威治的距离就是2 ×15°=30
°。于是，就能在航海日志上记下：某年某月某日中午，航船抵达西经30°。1735
年天文钟的发明是惊世骇俗的，可至今天文钟已渐渐丧失了它原有的重要地位。
现在，格林威治天文台每天中午都向全球整点报时，这样，天文钟就很快变成了
一件奢侈品了。实际上，如果我们不怀疑领航员的能力，所有繁琐复杂的表格和
费力耗神的计算都可被无线通讯毫不客气地抛进大海。人类将就此翻过最辉煌的
一段航海历史，与所有关于勇气、耐心和智慧的航海传奇暂时告别。未经勘测的
茫茫海域再也不存在了，那种在惊涛骇浪之前，纵然是最优秀的水手也会刹那间
就不知所措、迷失方向的岁月一去不再了。那个仪表堂堂手持六分仪的人将不再
坐在驾驶室而是坐在船舱里，头戴耳机，问：“喂，楠塔基特岛（或者，”喂，
瑟堡岛“），我现在的方位多少？”陆地上的领航员就会报告他目前所在的方位。
事情就是如此简单。为了能够平安、愉快而颇有收获地在地球表面上穿行，人类
已经作了二十多个世纪的努力，这二十多个世纪的岁月并无浪费。这是人类历史
上第一次成功的国际合作经历。对这项有益的工作，中国人、阿拉伯人、印度人、
腓尼基人、法国人、荷兰人、希腊人、英国人、西班牙人、葡萄牙人、挪威人、
瑞典人、意大利人、丹麦人、德国人，都曾为做出过自己的贡献。人类合作史上
特殊的一页就将结束了。但还有许多其他的内容促使我们忙碌一阵。
/* 39 */第二部分：地球有四季地球有四季（图）
“季节”这一个词意思是“播种”，它是从拉丁语动词“serere”起源而来
的。可见，“季节”应该只用来表示春天———“播种的季节”。但在中世纪初，
其他三个季节加入到了“季节”的词义中，它因此而丧失了原先的单纯含义，而
代表了一年的四个季节：秋季，或称之为增长时期（词根与“增长”或者“尊严”
相同，即指“增长时期”和“有尊严的人物”）；冬季，或称之为“湿季”；夏
季，是古梵语对整个一年的称呼。人类的日常生活和浪漫情怀都为四季所影响，
此外，它们还具有最乏味的天文背景。因为地球绕太阳作年度旅行的直接结果就
是四季的循环往复。每24小时地球自转一周，每356。25天绕太阳公转一周。为了
确保历法整齐归一，人类把每年的0。25天累积到一块，这样每四年就出现一次闰
年，即这一年有366 天。但以两个“零”结尾的年份无闰年；可也有特例，那就
是那些能被400 整除的年份都是闰年。公元1600年是上一次的特例，下一次则是
公元2000年。地球绕太阳公转的轨迹并非正圆，而是椭圆。尽管它还不算是完全
的椭圆，但是，这已给人类研究地球运行的工作增添了大量复杂的因素。另外，
地球的中轴与日地之间的平面不成直角，而是一个66。5°的倾角。当地球绕太阳
公转时，它的中轴自始至终保持着这样的倾斜度，这就是世界各地出现季节交替
的直接原因。每年的3 月21日，阳光刚好均匀地照射着地表的一半，于是，在这
一日，世界各地的昼夜平分。90天后，当地球运行到其公转行程的四分之一处时，
北极地区全部朝向了太阳，而南极地区则全部背向了太阳，于是，北极长达六个
月的白昼开始了，而南极则坠落进长达六个月的黑夜。当北半球阳光灿烂的夏季
到来时，南半球的居民就一边在火炉旁看书，一边打发着漫漫寒夜。但是，当北
半球的居民在圣诞节滑冰时，阿根廷人、智利人却正在受到炎炎夏日的煎熬，而
当美国遭受滚滚热浪的袭击时，他们又在磨利自己的滑冰刀了。9 月23日是四季
更替的第二个重要日期，这是一年中第二个全球各地昼夜平分的日子。然后，在
12月21日，北极与太阳吻别，而南极朝向了太阳，这时，北半球进入严冬，而南
半球进入酷夏。然而，地轴独特的倾斜和地球的自转并非四季循环形成的全部原
因。地球还被地轴66。5°的倾斜划分出了五个区。赤道两旁为热带区，在这儿，
阳光照射着大地几乎是垂直的。在两极地区，太阳光线的角度很小，即使在夏天，
一束阳光所照射到的地表面积比其自身面积大一倍。南北温带区处在热带区与两
极地区之间，在这儿，太阳光不是垂直照射，所以，它能够温暖比热带区更广阔
的高山平原与江河湖海。单从文字上去解释这一切，并不能完全明白。你去天文
馆看一看，对有关地球的问题，那里的一切能帮助你比书本理解得更快。但是，
认为有必要建一座天文馆的城市少得可怜。请你到市政府去找那些政府首脑，对
他们说，你要一座天文馆作为圣诞礼物。什么是天文馆呢？当他们费劲儿从字典
里去翻看时（也许他们得用上20或30年才能找出答案来），你最好去弄一些苹果、
橘子、蜡烛以及用来分区的墨水，自己动手来演绎一年四季的交替。划一根火柴
把蜡烛点燃，就能够把白昼或黑夜带给“南极”或“北极”。假如一只苍蝇落身
在你自制的地球上，你千万不要这样联想：“假设———仅仅是假设———人类
不过也是一只这样的小虫，在一只硕大的橘子表面上毫无目的地爬行，照耀着橘
子和飞虫的是一支更硕大的蜡烛，而这一切都不过是一个巨人茶余饭后手中玩弄
的一个小东西罢了。”丰富的想像是大有裨益的。但是，请你千万不要用在天文
学领域。
/* 40 */第二部分：地球有四季海洋中的大陆（图）1
我们全人类，无一例外，都居住在地球这个岛上。只是，有些岛的面积远远
超过了其他岛的面积，这些大岛就被归为一类，称为“大陆”。顾名思义，大陆
就是比其他小块的陆地，如英格兰、马达加斯加或曼哈顿岛这样的小岛“拥有”
或“结合”了更多的陆地的大块陆地。但划分标准却并非严格一致的。地球上三
块最大的陆地———美洲、亚洲和非洲，被称为大陆是当之无愧的。可是，在火
星上的天文学家眼里，欧洲只不过是亚洲大陆伸出去的一个半岛罢了（它或许比
印度还大了一点儿），却总是自称为大陆。而澳洲�