消失的科技文明

葛瑞姆.漢卡克

其中最重要的一個事實是:十八世紀技術突破之前,製圖家和航海家缺少精密的儀器,無法對經度做精確的判定。(圖:商周出版 提供)

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上文提到,一五六九年的麥卡托世界地圖,對遠古時代尚未被冰層覆蓋的南極洲海岸,描繪得相當精確。有趣的是,對另一個地區——南美洲西海岸——的描繪,這幅地圖卻遠不及麥卡托早些時畫的另一幅地圖(繪於一五三八年)精確。

原因可能是:這位十六世紀地理學家繪製前一幅地圖,根據的是古老的藍本;畫後一幅地圖時,他則依賴第一批前往南美洲西部的西班牙探險家的觀察和測量。由於這些探險家帶回歐洲的是「最新」的資訊,麥卡托在繪製地圖時,不得不充分加以利用。結果,他的作品在精確度上大不如前——畢竟,在一五六九年的時候,歐洲還沒有能夠判定經度的精密儀器,而遠古時代的製圖家,卻顯然使用過這類儀器。他們繪製的地圖被麥卡托當作藍本,製作他那幅一五三八年的世界地圖。

發現經度

我們不妨先探討一下「經度」(longitude)的問題。所謂經度,指的是本初子午線(prime meridian)以東或以西的距離度數。目前國際公認的本初子午線,是一條虛構的曲線,從北極一直畫到南極,穿過倫敦格林威治村的英國王家天文台。因此,在經度上格林威治是零度,美國紐約市位於西經七十四度左右,澳洲首都坎培拉則大約是在東經一百五十度的位置。

這兒,我們不必詳細討論如何精確判定地球表面任何一個地點的經度。我們關心的並不是技術細節,而是人類如何增進對經度的瞭解,如何逐漸解開經度之謎的「歷史事實」。其中最重要的一個事實是:十八世紀技術突破之前,製圖家和航海家缺少精密的儀器,無法對經度做精確的判定。他們只能猜測,往往失之毫釐差之千里。畢竟那時候的測量技術還沒有成熟。

從赤道向南和向北起算的緯度(latitude),對製圖家和航海家則未構成太大的困難——只消利用簡單的儀器,以角度測量太陽和星辰的位置,就可以判定地球任一地點的緯度。判定經度,則必須具備性能更加高超的、能夠結合方位測量和時間測量的儀器。在已知的人類歷史中,科學家一直沒有能力發明這種儀器。到了十八世紀初葉,隨著海運日益興盛,這種儀器的需求也變得日漸緊迫。研究這個時期歷史的一位學者指出:「當時的人對經度的追尋,遠超過對船舶安全和水手生命的重視。精確的測量似乎是一個難以實現的夢想——在媒體記者筆下,『發現經度』不啻是『緣木求魚』。」(註1)

當時航海界最需要的,是一個極為精密的儀器,在漫長的航程中,它能夠精確地記錄時間(出發自港口的時間)——儘管船舶不停晃動,天氣不斷變化。一七一四年,牛頓告訴英國政府設置的「經度委員會」:「這樣的計時器至今猶未問世。」(註2)

牛頓說的沒錯。十七世紀和十八世紀初葉的計時器非常粗糙,每天誤差達十五分鐘,而一個有效的航海用計時器(chronometer),在好幾年中最多也只能誤差十五分鐘而已。

一七二○年代,技術高超的英國鐘錶匠約翰‧哈里森(John Harrison)開始設計一系列的航海用計時器,經過多年研究,終於創造出第一具精密的經線儀。當時,經度委員會懸賞二萬英鎊,徵求「能夠在六星期航程結束時判定船舶所在經度的儀器,誤差不得超過三十海里」(註3)。哈里森的目標就是贏取這筆獎金。為了滿足經度委員會的要求,計時器每天的誤差絕對不能超出三秒鐘。哈里森花了將近四十年時間,試驗過好幾個原型後,終於達到經度委員會所訂的標準。一七六一年,他設計的「經線儀四號」被放置在王家海軍兵艦「德普特福號」(Deptford)上,離開英國,駛向牙買加。哈里森的兒子威廉隨船操作經線儀。航行九天後,威廉根據經線儀計算的經度,向艦長報告:第二天早晨他們肯定會看到馬德拉群島(Madeira Islands)。艦長以五比一的賭注跟威廉打賭,他們不會看到這座群島。結果威廉贏了。兩個月後,「德普特福號」抵達牙買加;哈里森設計的計時器誤差僅僅五秒鐘。

哈里森經線儀的精確度,超越了經度委員會制定的標準。然而,由於英國官僚體制從中作梗,直到他逝世前三年,也就是一七七三年,哈里森才領到二萬英鎊獎金。當然,直到獎金拿到手後,他才將經線儀的設計訣竅公諸於世。由於這個延誤,英國航海家科克船長(Captain James Cook,一七二八~一七七九)於一七六八年展開首度探險之旅時,並未使用經線儀。第三次出航(一七七八年到七九年),他卻能以極高的精確度測繪太平洋海域,不但確定了每一個島嶼和每一條海岸線的緯度,也標出了它們的經度。此後,「在科克的地圖和哈里森的經線儀指引下,在浩瀚的太平洋中,每一個航海家都能找到任何一座島嶼,不會再一頭撞上突然出現眼前的海岸線。」(註4)

毫無疑問,以經度測量的準確性而言,科克的太平洋地圖稱得上是現代製圖技術的最早典範。此外,這些地圖也提醒我們,製作一幅好地圖至少必須具備三個要件:偉大的探險旅程、高超的數學和繪圖技能、精良的經線儀。

直到一七七○年代,哈里森經線儀大量上市後,上述先決條件中的第三項才真正被達成。這個突破性的發明,使製圖家能夠精確地繪出經線,而根據一般歷史學家的看法,古代的蘇美人、埃及人、希臘人、羅馬人和十八世紀以前的其他已知文明,全都未曾擁有這項技術。因此,當我們接觸到一些年代極為古老、經緯線精確度卻具有現代水準的地圖時,心中難免會感到訝異和不安。

精準出奇的古儀器

這些精準得出奇的經緯線,也出現在同一類的文件中。筆者在上文列舉的先進地理知識,就是保存在這些圖籍裡頭。

例如,一五一三年的「皮瑞‧雷斯地圖」,將南美洲和非洲放置在相對正確的經度上。以當時的科技水準而言,這在理論上幾乎是不可能的。皮瑞‧雷斯坦承,他的地圖是依據更古老的圖籍畫成的。他那些精確度極高的經線,莫非也取自古老的圖籍?

同樣不可思議的是繪於西元一三三九年,以歐洲和北非為焦點的「杜爾瑟特航海圖」(Dulcert Portolano)。在這幅涵蓋面積非常遼闊的地圖上,緯線毫無差誤;從地中海到黑海的經線,誤差也僅僅半度而已。

哈普古德教授認為,「杜爾瑟特航海圖」所使用的藍本地圖,「在判定緯度和經度的比例上,表現出極高的科學準確性。它的繪製者顯然擁有精確的資訊,對分散在廣大區域的許多地點——從愛爾蘭的蓋爾威(Galway)到俄羅斯頓河的東彎流域——的相對經度,皆瞭若指掌。」(註5)

西元一三八○年的「齊諾地圖」(Zeno Map)是另一個謎團。它涵蓋遼闊的北方區域,連格陵蘭也包含在內,然而,它卻能以「精確得出奇」的經緯度,標示分散在廣大區域的許多地點所在的位置。哈普古德教授指出:「在十四世紀,居然有人能夠判定這些地方的正確緯度——更不必說正確的經度——實在令人難以置信。」(註6)

費納烏斯的世界地圖也值得注意。它精確地將南極洲海岸放置在正確的緯度和相對經度上,而整個南極大陸所在的位置,在經緯度上也相當精確。這幅地圖所表現的地理知識,是二十世紀之前的西方人不曾具備的。

班札拉的航海圖,在相對緯度和經度上也異常精確。從西邊的直布羅陀到東邊的亞速海,總經度僅僅誤差半度,而整幅地圖在經度上的平均誤差也不到一度。

以上這些例證,只不過是哈普古德教授蒐集的大量證據中的一小部分而已。他不憚其煩,窮畢生精力搜尋這些資料,並加以詳盡分析,為的是想證明一點:如果我們以為,直到十八世紀,人類才發明測量經度的精密儀器,我們簡直就是欺騙自己。皮瑞‧雷斯和其他製圖家所畫的地圖,樣樣都證實,這種儀器在遠古時代早就存在,十八世紀的西方人只是「重新發現」它。這些地圖也顯示,遠古時代曾經有一個文明的民族(現在已經從歷史消失)使用這種儀器,對整個地球進行探測。此外,從這些地圖我們可以看出,這個古老民族不但能夠設計、製造在技術上非常先進的精密器械,同時也掌握了高度的數學知識。他們可說是一群早熟的數學家。

失落的數學家

探討這個問題之前,我們必須先提醒自己:地球是圓的。因此,在繪製地圖的時候,只有球形才能以正確的比例呈現地球的真正面貌。將地理資料從一個球體轉移到平面的紙張,難免會造成扭曲的現象;我們在紙張上繪製地圖時,必須使用一種人工的、複雜的機械和數學裝置,稱為「地圖投影」(Map Projection)。

地圖投影法有很多種。現在仍被廣泛使用的「麥卡托投影法」也許是大家最熟悉的。其他投影法名稱稀奇古怪,諸如「方位角投影」(Azimuthal)、「球極平面投影」(Stereographic)、「日晷儀投影」(Gnomonic)、「方位角等距投影」(Azimuthal Equidistant)和「心形投影」(Cordiform)等等。這些玩意,我們不必在這兒詳細討論。我們只須指出一點:有效的投影法都必須使用精細的數學技巧,而這種技巧,在一般學者看來,不可能存在於古代世界(尤其是在西元前四千年前的遠古時代,據說,當時地球上根本就沒有人類文明存在,更不必說能夠發展和使用先進數學和幾何學的文明)。

哈普古德將他蒐集的古代地圖送到麻省理工學院,請求史崔臣教授鑑定。他想知道,繪製這些原始地圖,究竟需要具備何種程度的數學知識。一九六五年四月十八日,史崔臣教授提出答覆:繪製這些地圖,必須具備層次非常高的數學知識。例如,其中有些地圖似乎使用「麥卡托投影法」,而那時麥卡托根本就還沒有出生呢。這種投影法牽涉到緯度的擴張,相當複雜,必須使用三角座標轉換法才能解決相關問題。

還有其他理由足以證明,這些古地圖繪製家具備高超的數學技能:

1要確定一塊大陸上任何地點的位置,至少必須使用幾何三角測量術。測量遼闊的地面(一千英里以上)時,必須根據地球的弧度隨時進行修正,這就得使用球面三角學(spherical trigonometry)的方法。

2要確定幾個大陸彼此之間的相對位置,就必須瞭解地球的球形結構,使用球面三角學的方法解決相關問題。

3具備這種知識的文明,如果擁有能夠測量地理位置的精密儀器,必定會使用他們的數學技能,繪製地圖和航海圖。(註7)

史崔臣教授認為,儘管這些地圖經過世世代代的製圖家一再傳抄,種種跡象顯示,它們是一個古老、神祕、科技上頗為先進的文明遺留下來的文物。美國空軍的偵察專家,也曾檢視哈普古德呈送的證據。他們也贊同史崔臣教授的看法。麻州魏斯歐佛空軍基地,美國空軍第八偵察中隊製圖組組長羅倫佐‧勃洛斯(Lorenzo Burroughs),特別對「費納烏斯地圖」進行嚴密的檢驗。他斷定,這幅地圖依據的一些原始地圖,是採用類似現代「心形投影法」的技術繪製成的。勃洛斯指出:

這顯示,「費納烏斯地圖」使用先進的數學技能。此外,它對南極大陸形狀的描繪也顯示,這些原始地圖採用的,可能是一種牽涉到球面三角學的「球極平面投影法」或「日晷儀投影法」。

我們相信,你和你的同事對古地圖的研究結論是正確的。我們也相信,這些結論會引發一些極為重要的問題,影響地質學和古代史的研究……。(註8)

哈普古德教授後來又有一個重大的發現:一幅雕刻在石碑上,繪於西元一一三七年的中國地圖(註9)。這幅地圖呈現的精確經度,跟上面提到的西方地圖完全相同。它也有類似的座標方格,採用球面三角學的方法繪成。經過仔細檢視,我們發現這幅中國地圖和歐洲及中東地圖有太多相似點,以至於我們不得不承認,這些地圖全都脫胎自一個共同的根源。

再一次,我們又看到一個科技相當進步,如今已經失落的文明遺留下來的痕跡。至少在某些方面,這個文明跟我們的文明一樣先進;它的製圖家「能夠使用充分發展,體系完備的科技、方法、數學知識和精密儀器,對幾乎整個地球進行探勘和測量。」(註10)

這幅中國地圖也顯示,這個古文明留給我們的文化遺產是「全球性」的——一筆價值難以估計的遺產,不僅僅包含先進的地理知識而已。

【註釋】
1.摘自貝松與羅賓森《世界的形貌:地球的繪測和發現》,頁一一七。Simon Bethon and Andrew Robinson, The Shape of the World: The Mapping and Discovery of the Earth, Guild Publishing, London, 1991, p.117.
2.同上,頁一二一。
3.摘自《大英百科全書》,一九九一年版,卷三,頁二八九。
4.摘自《世界的形貌:地球的繪測和發現》,頁一三一。
5.摘自《古代海王的地圖》,頁一一六。
6.同上,頁一五二。
7.同上,頁二二八。
8.同上,頁二四四~二四五。
9.同上,頁一三五。
10.同上,頁一三九及頁一四五。@

摘編自 《上帝的指紋》增訂版 商周出版 提供

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