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哥伦布的航行,竟然是蒙对的?

[ 来源:科普中国 | 作者:科普中国 | 发布时间:2022-11-18 | 浏览:975次 ]

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有一个广为流传的说法是,中世纪的欧洲人相信地球是平的,但哥伦布知道地球是圆的,绕一圈又能回来,所以当其他人都想要往东航行的时候,只有他选择往西,结果发现了新大陆。

但其实这说法是错的。哥伦布那会儿,他的同行都知道地球是圆的了。不要说他的时代,两千年前的古希腊人,就相信地球是圆的了。

都没有环绕地球一圈,古希腊人是怎么知道地球的形状呢?

有些理由,以现在的标准来说,属于蒙对的。比如说,数学家毕达哥拉斯相信地球是圆的,并不是因为有什么实际的证据,只是因为他相信球形是最完美的形状。

但也有些理由,就算以今天的标准来看,也非常合理了。距今两千三百多年的哲学家亚里士多德就列举过好几个理由:

第一,远航的帆船消失在地平线的时候,是船身先看不见,船帆最后看不见的。

第二,同一时间在不同的纬度观星,看到的星座是不同的。

第三,月食是地球投下的影子,而这个影子的形状总是圆的。

严格来说,这三个理由并不能毫无疑问地确定地球的形状。比如第一点和第二点只能证明地球并不是平的,而第三点只能证明月食时地球的截面是圆的。也许地球是个奇怪扭曲的形状正好满足以上三点。不过,从不完全的证据里得到正确结论,在科学史上也是很常见的现象了,完整的证明经常都是后人补上的。总之,在亚里士多德那个年代,所有的希腊哲学家都同意地球是圆的了。

更晚一点的时候,有一位叫埃拉托色尼的天文学家,甚至估算出了地球的直径。他原本使用的办法已经失传了,流传下来的是后人的简化版本。这个简化版选取了两座埃及的城市,亚历山大港和赛伊尼(今天叫阿斯旺),并做出了如下假定:

第一,二者的距离是787公里;

第二,二者在同一条经度上,也就是正南正北;

第三,赛伊尼在北回归线上,也就是夏至正午的时候太阳正好在头顶。

那么,在夏至正午的时候会发现,太阳在赛伊尼不会投下影子,在亚历山大港却有影子。在亚历山大港立一根杆子,测量影子和杆子的长度之比,就能知道阳光照射的角度。简化版说,这个角度是圆周的五十分之一,换言之,地球的周长就是两城距离的50倍,也就是约39400公里,和当代测量值相差不到2%。

第二条和第三条假设其实都是不精确的,赛伊尼比北回归线要更靠北一点,也比亚历山大港要更靠东一点,所以这个数值能如此接近当代测量值,也算是有点巧合。不过如上所说,这是简化版,也许埃拉托色尼真正的测量方法是更精确的,而简化版的作者是故意选取了这两座城市来达成这个巧合。

虽然很多希腊人的著作在后世一度失传,但地球是圆的这个知识基本上一直延续了下来。在中世纪的欧洲,有学问的人都知道地球是圆的,而教堂雕像里经常出现圆的地球,所以大概也有不少普通人知道这一点。

那哥伦布的创举在哪里呢?其实,他的创举反而是个错误。

哥伦布时代的航海家,航行的目标是前往亚洲,打通海上航路。往西航行固然也可以抵达亚洲,但只有当往西走更近的时候,这么做才划算。按照埃拉托色尼的计算结果,西行去亚洲的路线其实是远得多的,所以哥伦布之前虽然也有人提出过这个路线,但都被否决了,没能成行。

不过哥伦布坚定地认为,地球没有埃拉托色尼算出来的那么大,其实要小很多。他从文献中收集了很多这个观点的证据,虽然今天我们知道这些证据是错的,但他并不知道这一点。所以,他认为从欧洲出发,离日本只有四千多公里,但真正的距离是两万公里。那个时代的船不可能携带两万公里的水粮,所以其他航海家不选择西行的决定才是合理的。

但哥伦布的运气太好,蒙对了。当他航行到四千多公里的时候,没有发现日本,但发现了一片新大陆。他到死都认为自己找到的就是亚洲,直到今天诸如西印度群岛之类的地理名词还反映了他的这一信念。