當(dāng)我起了玩心，就用由經(jīng)線和緯線織成的大網(wǎng)在大西洋中捕撈鯨魚。

——馬克·吐溫，《密西西比河上》

在我還是小姑娘的時(shí)候，有個(gè)星期三，父親帶我外出游玩。他給我買了一個(gè)綴著珠子的鐵絲球，我很喜歡它。輕輕一壓，便可將這個(gè)小玩意收成一個(gè)扁扁的線圈，夾入雙掌。再輕輕一扯，又可讓它彈開，變成一個(gè)空心球。它在鼓起來的時(shí)候，很像一個(gè)小小的地球。那些鉸接在一起的鐵絲，就像我上課時(shí)在地球儀上看到的用細(xì)黑線畫出的經(jīng)緯線一樣，都是些縱橫交織的圓圈。幾顆彩色的珠子，不時(shí)從鐵絲上滑過，就像是航行在公海上的輪船。

那次，父親肩著我，邁開大步，正沿著紐約第五大道走向洛克菲勒中心。我們停下腳步，注視著將天和地扛在肩上的阿特拉斯2的鑄像。

阿特拉斯高舉在肩的青銅球，跟我手里玩的鐵絲球一樣，也是用假想的線圍成的透明世界。赤道、黃道、北回歸線、南回歸線、北極圈、本初子午線……即便在那時(shí)，我也可從罩在球面上的方格中，辨認(rèn)出一套功能強(qiáng)大的符號(hào)系統(tǒng)，它能表示出地球上實(shí)際存在的所有陸地和水域。

如今，經(jīng)線和緯線所處的統(tǒng)治地位比我40多年前所能想象的還要牢固，因?yàn)檫@么久以來它們紋絲未動(dòng)，而它們所轄世界的格局卻發(fā)生了變化——大陸在日益廣闊的海面上漂移了，國界也因戰(zhàn)爭(zhēng)或和平一再地得到重新劃定。

我年幼時(shí)就掌握了分辨經(jīng)線和緯線的訣竅。緯線，或稱平行緯線圈，確確實(shí)實(shí)是相互平行的。從赤道到兩極，它們環(huán)繞著地球，形成一系列逐漸縮小的同軸圓圈。經(jīng)線則是另一番景象：由北極繞到南極，再繞回來，形成一個(gè)個(gè)大小相同的大圓，因此，它們都匯聚于地球兩極。

在古代，至少是在公元前300年時(shí)，人們的頭腦中就已經(jīng)有了縱橫交織的經(jīng)線和緯線這種概念。公元150年，地圖制作家兼天文學(xué)家托勒密3在他繪制的人類歷史上第一本世界地圖冊(cè)中，為27張地圖畫上了經(jīng)緯線。在這本劃時(shí)代的地圖冊(cè)中，托勒密還將所有的地名按字母次序排出了索引，并根據(jù)旅行家們的記錄盡可能精確地給出了每個(gè)地點(diǎn)的經(jīng)度和緯度。只是，托勒密本人對(duì)外部世界的認(rèn)識(shí)也不過是基于空想。在他生活的那個(gè)年代，人們普遍抱著這么一種錯(cuò)誤觀念：生活在赤道上的人會(huì)被酷熱烤化，變成畸形。

托勒密將赤道標(biāo)記為零度緯圈。他這種選擇并非出于主觀臆斷，而是從他的前輩們那里找到了具有權(quán)威性的依據(jù)。他們?cè)谟^察天體運(yùn)動(dòng)時(shí)，從大自然中得到了啟發(fā)。在赤道處，太陽、月亮和行星差不多都是從正上方經(jīng)過。同樣地，南北回歸線這兩條著名緯線的位置也是根據(jù)太陽運(yùn)動(dòng)確定的——它們表示了太陽的視運(yùn)動(dòng)在一年中的南北界線。

不過，托勒密可以根據(jù)個(gè)人意愿自由地選定本初子午線（即零度經(jīng)線）的位置。他選的本初子午線穿過了鄰近非洲西北海岸的幸運(yùn)群島4。后來的地圖制作家們先后將本初子午線挪到亞速爾群島、佛得角群島以及羅馬、哥本哈根、耶路撒冷、圣彼得堡、比薩、巴黎和費(fèi)城等許多地方，最后才確定在倫敦。因?yàn)榈厍蛟谛D(zhuǎn)，經(jīng)過地球兩極畫出的任何一條經(jīng)線都可以作為基準(zhǔn)的起始線，根本沒有什么差別。至于本初子午線究竟設(shè)在何處，這純粹就是一個(gè)政治問題。

經(jīng)線和緯線的方向不同，這是連小孩都看得出來的表面差別。除此之外，二者之間還存在著實(shí)質(zhì)性的差別：零度緯線由自然法則確定，是確定不變的，而零度經(jīng)線則時(shí)時(shí)在移動(dòng)，就像沙漏中的沙子一樣。這一差別決定了緯度可以輕而易舉地得出，而要測(cè)定經(jīng)度（尤其是在海上測(cè)定經(jīng)度）則困難重重。在人類歷史上相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期里，如何測(cè)定經(jīng)度的問題甚至難倒了世上最聰明的人。

任何一位稱職的水手都可以根據(jù)白晝的長(zhǎng)短、太陽或一些常見恒星距離地平線的高度，相當(dāng)精確地測(cè)算出他所處的緯度。克里斯托弗·哥倫布5在1492年就是“沿緯線航行”的——他順著一條直線航道橫渡了大西洋。他以這種方式航行，要不是被美洲大陸擋住，本來肯定是可以抵達(dá)印度的。

經(jīng)度的測(cè)量則不同，因?yàn)樗鼱可娴搅藭r(shí)間。一個(gè)人要確定自己在海上的經(jīng)度，就必須知道船上的時(shí)間，以及始發(fā)港或另一個(gè)經(jīng)度已知的地方在同一個(gè)時(shí)刻的時(shí)間。領(lǐng)航員可以將這兩個(gè)時(shí)間之差轉(zhuǎn)換成地理上的間距。因?yàn)榈厍蛞?4小時(shí)才能轉(zhuǎn)完一個(gè)360°的整圈，所以每小時(shí)轉(zhuǎn)1/24圈即15°。于是，輪船和出發(fā)地之間的時(shí)差每相差一小時(shí)，就表示它的經(jīng)度向東或向西變化了15°。在海上航行時(shí)，每天太陽升到最高點(diǎn)的那一刻，領(lǐng)航員可將自己船上的時(shí)鐘撥到當(dāng)?shù)卣鐣r(shí)分；然后查看始發(fā)港時(shí)鐘，于是兩個(gè)時(shí)間每相差一小時(shí)就可換算成一個(gè)15°的經(jīng)度差。

同樣15°的經(jīng)度也對(duì)應(yīng)著一段航行距離。在赤道處，地球的周長(zhǎng)最大，15°的經(jīng)度跨越的距離足有1 000英里。而在赤道以南或以北的地方，每度對(duì)應(yīng)的里程數(shù)就會(huì)變小。1°的經(jīng)度在全世界范圍內(nèi)都等價(jià)于4分鐘的時(shí)間；但是若折合成距離，1°的經(jīng)度會(huì)由赤道上的68英里逐漸縮短，直到變?yōu)閮蓸O處的0英里。

同時(shí)獲取兩個(gè)不同地方的精確時(shí)間，是計(jì)算經(jīng)度的先決條件。今天，隨便找兩塊廉價(jià)手表就能輕而易舉地完成這項(xiàng)任務(wù)。但是，直到擺鐘時(shí)代，還是沒法做到這一點(diǎn)。在一艘顛簸的船上，擺鐘可能會(huì)擺得太快，可能會(huì)擺得太慢，甚至還可能完全停擺。如果從一個(gè)寒冷的國度啟程開往一個(gè)位于熱帶的貿(mào)易區(qū)，沿途溫度的正常變化會(huì)讓時(shí)鐘的潤滑油變得稀薄或黏稠，會(huì)讓其中的金屬部件發(fā)生熱脹冷縮，同樣會(huì)造成上述災(zāi)難性的后果。此外，氣壓的升降以及地球重力隨緯度不同而發(fā)生的細(xì)微變化，也可能會(huì)影響到時(shí)鐘的快慢。

在探險(xiǎn)時(shí)代，盡管配備了當(dāng)時(shí)最好的海圖和羅盤，但由于缺乏測(cè)定經(jīng)度的實(shí)用方法，偉大的船長(zhǎng)們都曾在海上迷失過方向。從瓦斯科·達(dá)·伽馬6到瓦斯科·努恩涅斯·德·巴爾波7，從費(fèi)迪南德·麥哲倫8到弗朗西斯·德雷克爵士9，他們都是靠了幸運(yùn)女神的援手或上帝的眷顧，才不由自主地抵達(dá)了“目的地”。

由于越來越多的航船啟程，去征服或開辟新的領(lǐng)土，去發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)，或者在異域之間運(yùn)送金銀與貨物，因此各國的財(cái)富就在海面上漂來送去。然而，沒有哪艘航船掌握了確定本身位置的可靠手段。于是，無數(shù)的船員在猝不及防中遇難身亡了。單單是發(fā)生在1707年10月22日的一起海難中，就有4艘回航的英國戰(zhàn)艦在錫利群島（Scilly Isles）附近觸礁，致使將近2 000名將士死于非命。

在長(zhǎng)達(dá)4個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，整個(gè)歐洲大陸都在積極尋求解決經(jīng)度問題的方案。多數(shù)歐洲國家的君主最終都參與了這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，其中就有大名鼎鼎的英國國王喬治三世和法國國王路易十四?！鞍投魈帷碧?hào)（Bounty）的威廉·布萊10船長(zhǎng)和偉大的環(huán)球旅行家詹姆斯·庫克11船長(zhǎng)都曾帶著一些比較有希望成功的經(jīng)度測(cè)量方法，到海上去檢驗(yàn)它們的精度和可行性。庫克船長(zhǎng)在暴死于夏威夷之前，曾在三次遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)中進(jìn)行過這類試驗(yàn)。

一些著名的天文學(xué)家試圖借助“鐘表機(jī)構(gòu)般的宇宙”來迎接經(jīng)度問題的挑戰(zhàn)：伽利略、卡西尼12、惠更斯13、牛頓和哈雷14都曾求助于月球和星星。人們?cè)诎屠琛惗睾桶亓纸ㄆ鹆艘?guī)模宏大的天文臺(tái)，想以天文觀測(cè)的方式來測(cè)定經(jīng)度。與此同時(shí)，有些愚鈍癡迷的人則提出了另外一些較笨的辦法，比如先將信號(hào)船以某種方式停泊到外海一些精心安排的位置上，然后再通過船上的傷狗吠叫或火炮轟鳴的聲音來傳遞信息。

在尋找經(jīng)度問題解決方案的奮斗歷程中，科學(xué)家們還受啟發(fā)作出了一些別的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，并由此改變了他們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。這其中包括首次精確地測(cè)定了地球重量、星際距離以及光速。

時(shí)間在流逝，卻沒有找到一種真正管用的方法。于是，尋求經(jīng)度問題的解決方案，就像尋覓“不老泉”15的位置、永動(dòng)機(jī)的秘密和煉鉛成金的秘方一樣，也蒙上了一層傳奇色彩。一些海洋大國（包括西班牙、荷蘭和某些意大利的城市國家）的政府，則紛紛以提供累積獎(jiǎng)金懸賞可行方案的方式，不時(shí)掀起人們解決這個(gè)問題的熱情。英國國會(huì)還在1714年通過了著名的“經(jīng)度法案”，設(shè)立了一筆豐厚程度相當(dāng)于“國王贖金”的巨額獎(jiǎng)金（折算成今天的貨幣約合數(shù)百萬美元），以征求一種“切實(shí)可用的”經(jīng)度測(cè)定方法。

英國鐘表匠約翰·哈里森是一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制作方面的天才，他開創(chuàng)了便攜式精密計(jì)時(shí)科學(xué)，并為解決經(jīng)度問題的事業(yè)奉獻(xiàn)了畢生精力。他完成了連牛頓都懷疑是否可能完成的偉業(yè)——他發(fā)明的時(shí)鐘就像那不滅的火種一樣，可以將始發(fā)港的真實(shí)時(shí)間帶到世界上任何一個(gè)偏遠(yuǎn)的角落。

哈里森出身平凡卻聰明絕頂。他曾與同時(shí)代一些舉足輕重的人物幾度交鋒。他結(jié)下了一個(gè)特別的仇敵：第五任皇家天文官（Astronomer Royal）內(nèi)維爾·馬斯基林牧師（Reverend Nevil Maskelyne）。這個(gè)人和哈里森爭(zhēng)奪那份令人垂涎的豐厚獎(jiǎng)金，并在某些緊要關(guān)頭耍出了只能稱作“不公平競(jìng)爭(zhēng)”的卑劣伎倆。

哈里森沒有受過正規(guī)的教育，也沒有給哪個(gè)鐘表匠當(dāng)過學(xué)徒，但是他卻造出了一系列幾乎不存在摩擦的時(shí)鐘。這些鐘不用上油，無需清洗，而且還是用防銹材料制成的。此外，不管周遭怎么顛簸搖晃，它們的運(yùn)動(dòng)部件之間總是能保持完美的平衡。他舍棄了鐘擺，并在時(shí)鐘內(nèi)部以適當(dāng)方式將不同的金屬組合在一起，使得一種金屬成分因溫度變化而出現(xiàn)的熱脹冷縮能被另一種金屬成分的變化抵消，從而保持了時(shí)鐘速率的恒定。

然而，科學(xué)界的精英們卻不相信哈里森的“魔箱”，并漠視他的每一項(xiàng)成功。負(fù)責(zé)頒發(fā)經(jīng)度獎(jiǎng)金的委員們——內(nèi)維爾·馬斯基林也是其中一位——每次都看怎么有利于天文學(xué)家而不是哈里森之類的“工匠”獲獎(jiǎng)，就怎么修改競(jìng)賽規(guī)則。但是哈里森的方法終究還是憑借其實(shí)用性和精度勝出了。哈里森的后繼者們又對(duì)他那復(fù)雜而精巧的發(fā)明在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了成功的改造，使之得以批量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。

經(jīng)過40年的抗?fàn)?，年邁體衰的哈里森終于在喬治三世的庇護(hù)之下，于1773年獲得了那份本應(yīng)屬于他的獎(jiǎng)金。在這40年中，哈里森經(jīng)歷了政治陰謀、國際戰(zhàn)爭(zhēng)、學(xué)術(shù)誹謗、科技革命和經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩等種種考驗(yàn)。

所有這一切以及許多其他的線索，都和經(jīng)線交織在一起。如今衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)能于須臾之間將一艘船定位在幾英尺的范圍內(nèi)；在這樣一個(gè)年代，將這些纏結(jié)的頭緒一一解開理順，回顧它們的故事，也可以讓我們以一種全新的目光來看待地球吧。