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指南针真的是促进欧洲大航海活动的决定性力量?

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我们在上小学的时候都接受过这样的教育:指南针促进了西方的地理大发现,为新大陆新航线的发现提供了重要支持。
不过,当我们学习了中学物理姿势以后,就会接触到一个名词“磁变”。
也就是说,地球磁场会随着时间变化而变化,这个变化周期最短的只有几秒,最长的每年也会有变化。
所以,指南针的磁针是不可能准确的指向正南或正北。
这种关于磁针不断变化的记载,在15-16世纪的航海观测记录中被经常提及。
著名的航海家,海洋学奠基人威廉·丹皮尔对他通过100多个观测站点得到的罗盘磁针偏转记录得出如下之结论:
“使我震惊的是,我发现磁变并不总是随着东经或西经的度数成正比地增减,我注意到它可能与距离某些子午圈以东或以西的度数成正比。”
正就是说,因为磁变的存在,指南针的定位并不准确。所以指南针在远洋航海之中,并不像我们自己宣传的那么重要。正所谓失之毫厘谬以千里,在茫茫大洋上要是只依靠原始的指南针,非偏到姥姥家去。
那么,有人说了,可以根据磁变的规律来绘制磁变线达到矫正的目的啊?放心,你能想到了,欧洲的航海家们怎么会想不到?经过不懈的努力和多年的实地勘测的积累,到17世纪后期,终于由埃德蒙·哈雷领衔的英国人绘制成功了南北大西洋的磁变线图。没错,这个哈雷就是测算出哈雷彗星轨道的那位物理学家。
可问题随之又来了,就是前面说到的,磁变并不是恒定的,磁变线的走向也不是恒定的,今年绘制的磁变线图,明年就不适用了,再重新观测绘制,那又是一场浩大的工程,而且毫无意义。所以,在天文钟发明并被应用之前,远离陆地的海洋航行定位,依然是以自然中的天体(白天的太阳,晚上的星星)来参照,以及在探索过程中积累起来的洋流、季风等知识。此外,与指南针同时发挥辅助作用的仪器还有星盘、象限仪以及交会标尺等等。这其中,很多仪器的重要性要超过指南针。


1楼2013-10-17 19:26回复

    航海时代初期,地图上面都会有这样放射状的线,它的意思是,开到这个点,沿着这条线的方向,可以开到那个点。水手在开到这个点后,只要按照罗盘的方向调整航向,就能到达正确的地方。
    1569年,墨卡托创造了一个经纬线横平竖直的投影方式,同时也保留了放射状的线,这种地图的好处就是,航海的时候,船员不需要调整罗盘的方向,罗盘可以固定在船上,而不需要开一段就扭一下,如果发现目标在东北方,那么只要沿着东北方开就可以了,但开多远就另说。这种地图以牺牲距离的精确换取方向的精确,并被广为采纳,其原因就是罗盘是航海的最佳参照,所以一切必须以罗盘为中心。
    只要地图上有放射状线,就意味着地图绘制的年代,罗盘是最重要的导航方式。到了18世纪末19世纪出,地图上的放射线才逐渐消失,这个时候,其它仪器才取代罗盘成为更加精确的测量方法。
    天文观测的一大缺陷是人们一开始并不知道地球的精确大小,无法从一颗星在天空中高度的变化推断自己位置的变化,尤其是东西方向的航行,船员永远无法知道星星位置的变化中,有多少是自己的船移动造成的,有多少是星星的移动造成的(那时是可是地心说的年代)。洋流和季风则无法让船员知道自己的准确航速,如果以这个标准画地图,那会非常乱,它的用处是告诉别人某地到某地沿某方向需要多少天,至于这些天走了多远,那不知道,唯一知道的就是方向,到了起始位置,沿着罗盘的这个方向开就行了,我上次就是这么开到那里的,所以这次你照做就能到同样的地方。


    IP属地:上海2楼2013-10-19 13:24
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      磁罗盘的指向一直不是正南北,地球磁极也年年在变,不过这个变化嘛,打个比方。
      鹤帮要从天津去北京,以上海为参照,上海在0度方向,北京在大约135度角的地方,以南京为参照,依然是差不多这个角度,以合肥为参照,至多130度。
      地球磁场的变化近似于画圈圈,百年的变化不过是合肥到上海的一个圆周而已,每年的变化都极小,而欧洲到南北磁极的距离远远大于天津到几个南方城市的距离,所以这个误差是极小的,相对于其它测量方式来说,是最精确的。


      IP属地:上海3楼2013-10-19 13:32
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        “指南针是促进欧洲大航海活动的决定性力量”说的不是很妥当,不过我认为“指南针是欧洲大航海导航的决定性力量”


        IP属地:上海4楼2013-10-19 13:33
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          我肿么记得大西洋的磁变线图是在17世纪末才由哈雷绘制出来的呢?


          5楼2013-10-21 09:14
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            图片的意思很简单,地磁南极和地磁北极所在的位置不是地球自转的南极和北极,所以船开到某地后,指南针不会完全指向正南北,比如船很接近地磁北极而在地磁北极的正西方,那么指南针就会把“北”指到地磁北极所在的“西”的位置。对于接近极地的探索来说,误差非常大,但是那个时候绝少有人去南北极。


            IP属地:上海7楼2013-10-22 09:37
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              然后是现代人做的图

              1590-1990,0代表这里地磁南北极和南北极的夹角为0


              IP属地:上海8楼2013-10-22 09:42
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                地磁南北极的位置每年的变化并不大,这意味着一个较长的时间内,在某地去某地的过程中,可以使用先前罗盘所测得的方位数据。这种图片以这种方式做出来是因为,那个时候还不知道磁极的概念,事实上,指南针指的是磁极,所以才造成了和地理南北极的偏差。指南针至少忠实地指向一个点,因此完全可以以此方向为基准校准自己的航向。


                IP属地:上海9楼2013-10-22 10:12
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                  我说一句,航行的距离虽然影响的因素较多,但纬度是可以通过测量星体的角度来得到的,也就是说大航海时代的水手不需要知道自己究竟航行了多远,也能在南北向的层面上进行定位。以南非开普敦(S39)为例,在大西洋上海员一般会让船一直南行,直到南纬39度以后再转向东一直开,如此就一定能够到达


                  IP属地:中国澳门来自Android客户端10楼2013-10-24 15:34
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