第四章 事物的测定
而现在牛顿说地球不是这种形状的。
更为复杂的是,皮卡尔死后,乔瓦尼和雅克·卡西尼父子在更大的区域内重复了皮卡尔的实验。他们得出的结果显示,地球鼓起的地方不是在赤道,而是在两极--换句话说,牛顿完全错了。正因为如此,科学院才派遣布格和孔达米纳去南美洲重新测量。
他们选择了安第斯山脉,因为他们需要测量靠近赤道的地方,以确定那里的圆度是否真有差异,还因为他们认为山区的视野比较开阔。实际上,秘鲁的大山经常云雾笼罩,这个小组常常不得不等上几个星期,才等得上一个小时的晴天来进行测量。不仅如此,他们选了个地球上几乎最难对付的地形。秘鲁人称这种地形是quot;非常少见quot;的--这话绝对没错儿。两个法国人不仅不得不翻越几座世界上最具挑战性的大山--连他们的骡子也过不去的大山--而且,若要抵达那些大山,他们不得不涉过几条湍急的河流,钻过密密的丛林,穿越几公里高高的卵石沙漠,这些地方在地图上几乎没有标记,远离供给来源。但是,布格和孔达米纳是坚忍不拔的人。他们不屈不挠,不怕风吹日晒,坚持执行任务,度过了漫长的九年半时间。在这个项目快要完成的时候,他们突然得到消息,说另一个法国考察队在斯堪的纳维亚半岛北部进行测量(面对自己的艰难困苦,从寸步难行的沼泽地,到危机四伏的浮冰),发现1度经线在两极附近果真要长,正如牛顿断言的那样。地球在赤道地区的测量结果,要比环绕两极从上到下测量的结果厚出43公里。
因此,布格和孔达米纳花了将近10年时间,得出了一个他们不希望得出的结果,而且发现这个结果还不是他们第一个得出的。他们没精打采地结束了测量工作,只是证明第一个法国小组是正确的。然后,他们依然默不作声地回到海边,分别乘船踏上了归途。
牛顿在《原理》中作的另一个推测是:一根挂在大山附近的铅锤线,会受到大山和地球引力质量的影响,稍稍向着大山倾斜。这个推测很有意思。要是你精确测量那个偏差,计算大山的质量,你可以算出万有引力的常数--即引力的基本值,叫做G--同时还可以算出地球的质量。
布格和孔达米纳在秘鲁的钦博拉索山做过这种试验,但是没有成功,一方面是因为技术难度很大,一方面是因为他们内部吵得不可开交。因此,这件事被暂时搁置下来,30年后才在英国由皇家天文学家内维尔·马斯基林重新启动。达娃·索贝尔在她的畅销书《经线》中,把马斯基林说成是个傻瓜和坏蛋,不会欣赏钟匠约翰·哈里森的卓越才华,这话也许没错儿。但是,我们要在她书里没有提到的其他方面感激马斯基林,尤其要感激他制定了称地球质量的成功方案。
马斯基林意识到,问题的关键在于找到一座形状规则的山,能够估测它的质量。在他的敦促之下,英国皇家学会同意聘请一位可靠的人去考察英伦三岛,看看能否找到这样的一座山。马斯基林恰好认识这样的一个人--天文学家和测量学家查尔斯·梅森。马斯基林和梅森11年前已经成为朋友,他们曾一块儿承担一个测量一起重大天文事件的项目:金星凌日现象。不知疲倦的埃德蒙·哈雷几年前已经建议,要是在地球上选定几个位置测量一次这种现象,你就可用三角测绘法的定律来计算地球到太阳的距离,并由此计算出到太阳系所有其他天体的距离。
不幸的是,所谓的金星凌日是一件不规则的事。这一现象结对而来,相隔8年,然后一个世纪甚至更长时间都不发生一次。在哈雷的生命期里不会发生这种现象。1但是,这个想法一直存在。1761年,在哈雷去世将近20年以后,当下一次凌日准时来到的时候,科学界已经作好准备工作--准备得比观测以往任何一次天文现象都要充分。
凭