初一地理:地球为什么在西经20°被切开?

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初一地理:地球为什么在西经20°被切开?
初一地理课本上的东西半球图,按照西经20°和东经160°把地球分为两半。家里的7年级学生Spike翻到这一页,接连问了两个“为什么”。
初一地理:地球为什么在西经20°被切开?-第1张图片-四季读书网

我先解释了这个知识点:如果一个国家落在西经30°(大于20°),意味着更靠西,那么这个国家就在西半球上;东经161°越过了东经160°,也算西半球。这个知识点Spike很快就掌握了,可他接着问:

“为什么不能直接用0到360度呢?”

“这可真是个好问题!”我兴奋地夸奖Spike:“对啊,为什么呢?”要知道,在1884年的国际子午线会议上,也有一位美国代表说,他更愿意让经度只朝一个方向一直数下去,不分东经西经——也就是从0°数到360°。

而实际上,这种数法今天也还在用:火星地图的经度,就是从0°向东一直数到360°;不少气候模型的数据,也这样记录地球上的经度。只是给每个地方编个号的话,0到360°完全够用。

这么一解释完,Spike又追问了两个好问题:

“既然不分东西也能找到任何地方,为什么还非要把地球分成东西两半?就算要分,为什么偏偏切在西经20°,不在0°下刀?”

Spike的这两个“为什么”,会把我们带回五百多年前的地图、一百四十多年前的会议。课本上那条线,原来不是谁随手画的,而是一段历史一层一层叠出来的。

要回答这两个问题,得把时间往回拨五百多年,从欧洲人给大西洋对岸一片大陆起的名字说起——“新世界”。

一、先有“新世界”,后有“西半球”

1492年以后,欧洲的船队一次又一次横渡大西洋。他们登上的那片大陆,在当时欧洲人最信赖的世界地图上找不到——那套地图沿用古希腊学者托勒密的说法,世界只有欧洲、亚洲和非洲。一块地图上没有的大陆,该怎么称呼?

1503年前后,意大利航海者韦斯普奇在一封信里把它叫作“新世界”。这个说法传开了:大西洋对岸是“新世界”,欧洲、亚洲、非洲这一边,自然就成了“旧世界”。

新旧世界很快被画上了地图。1507年,德国制图师 #瓦尔德泽米勒 印出一幅大型世界地图,在大图上方另画了两幅小图:一幅是西半球,画着刚被认识的美洲;一幅是东半球,画着欧、亚、非。到了17、18世纪,把地球画成左右两个圆的“双半球世界图”在欧洲十分流行。1790年,英国一位制图商干脆在图名里写明:新世界,即西半球;旧世界,即东半球。

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1507年瓦尔德泽米勒世界地图( #美国国会图书馆 馆藏)。

“为什么要分东西半球”的第一个答案,就藏在这里。最早的东西半球,不是为了测量,而是为了把“新世界”和“旧世界”各放进一个圆里,让看地图的人一眼分清。说法用久了,就成了习惯。

不过,那时各家双半球图切的位置并不一样,有的偏东,有的偏西。原因很简单——那时世界上还没有一条大家都认的0°经线。这个问题,要到19世纪末才有了结果。

想一想:“新世界”?为什么说它是新的?对世世代代住在美洲的人来说,那片土地就是他们的家(也许他们还觉得这片土地是宇宙的中心!)可一点儿也不“新”。“新”和“旧”、“东”和“西”,都是当时站在欧洲的人的说法,是在大航海和殖民扩张的时代里形成的。但那时候人们说“新大陆”,也代表着欧洲人对未知领域的向往与希望。

二、0°线为什么在英国

要给地球切一刀,先得知道0°在哪儿。这在今天不成问题,可在1884年以前,世界上通行的“本初子午线”——也就是0°经线,经度的起点——少说也有十几条(!!),各个国家各用各的。法国人从巴黎算起,英国人从伦敦的 #格林尼治 算起,别的国家还有别的起点。

为什么起点这么要紧?经度说的其实是“离起点往东或往西多少度”。起点一换,同一个港口的经度数字就跟着变。一位英国船长用的是英国的海图和历书,两样都从格林尼治算起,自己用倒没问题。麻烦出在“混着用”的时候:比如他手里有一张法国海图,图上的经度是从巴黎算的。

巴黎在格林尼治以东约2°20′,他得先把这个差换算进去,一不小心算错,船的位置在赤道附近就会差出两百多公里。各国之间交换港口、灯塔、暗礁的位置,也是一样。

直到1912年 #泰坦尼克号 沉没后的调查里,人们还发现,一封发给船只的警告电报,时间用的是格林尼治,经度用的却是巴黎!茫茫大海上,纬度可以靠测太阳或北极星的高度算出来,经度却难得多。

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格林尼治天文台旧址地上的那条0°经线。照片:NMK Photography,转自泛科学《科学史上的今天》。

小知识:格林尼治在英国伦敦东南部的泰晤士河边。1675年,英国在这里建了皇家天文台,目的就是解决海上测经度的难题。今天,天文台旧址的地面上还嵌着一条线,标着0°经线的位置。

从1767年起,英国每年出版一本《航海历书》。它不是地图,而是一本给水手用的“天文时刻表”:书里预先算好了在格林尼治的各个时刻(每隔三小时),月亮和太阳、星星之间相隔多远。水手在船上量出这个距离,一查表,就知道此刻格林尼治是几点;再看太阳,得到船上的当地时间。

两个时间每差1小时,经度就差15°。这样算出来的经度,自然就是“离格林尼治多少度”。

热知识:地球自转一圈是一天。把360度除以24小时,就能得到:经度每差15度,时间大约差1小时。

用《航海历书》的人越多,就有越多人认同:经度从格林尼治算起。

说到这里,你也许会想到另一支船队。15世纪初的明朝, #郑和 的船队七下西洋,最远到了非洲东海岸,比哥伦布横渡大西洋还早八十多年。可他们从来不需要一条0°线。他们在海上靠什么认路?这是另一个故事,我们下一篇再讲。

到了19世纪,这个麻烦越来越大。轮船越来越多,远洋贸易越来越繁忙,各国的船常常要用别国的海图、去别国的港口。1879年,加拿大工程师弗莱明统计过:世界上九成以上的船,用的是11条不同的0°线。陆地上,铁路和电报把远方的城市连在了一起,火车时刻表需要统一的时间。

北美的铁路被五花八门的地方时间搞得头疼,1883年先统一了标准时间;同一年,在罗马开会的国际大地测量协会也建议全世界采用格林尼治。

1884年10月,应美国总统阿瑟的邀请,二十多个国家的代表来到美国首都华盛顿,参加“国际子午线会议”,要为全世界选一条共用的0°线,既用来算经度,也用来定时间。

投票的结果是格林尼治:22票赞成,1票反对,法国和巴西弃权。理由说来很实在:当时世界上大多数船只用的是以格林尼治为基准的英国海图和历书,换成别的线,这些海图都得重新改过。会上,一位美国代表引用加拿大代表的说法:全世界七成以上的航运,都在用这条子午线导航。

用英国海图和历书的人,为什么这么多?19世纪的英国被称为“ #日不落帝国”,殖民地遍布世界各大洲,英国的商船和军舰跑遍了各条远洋航线。英国海图和《航海历书》跟着这些船走到哪里,就用到哪里,别国的船也常常买来用。用的人多,背后正是英国的海上贸易和海外扩张。

接下来是经度怎么数。还记得开头那位美国代表吗?他叫桑普森。他说,自己更愿意让经度只朝一个方向连续数下去。不过桑普森也承认,分两个方向数更省事。另一位美国代表罗瑟福德提议:从格林尼治向东数到180°,叫东经;向西数到180°,叫西经。

这个提议得到了多数代表的赞同。课本上的经度写法,就是这样定下来的。照这个定义,东西半球最“标准”的分界,就是0°和180°这两条线。

而法国代表则坚持另一个方案:0°线应该完全“中立”,不属于任何一个大国,最好也“不切开任何一个大洲”,比如放在大西洋上的亚速尔群岛,或者亚洲和美洲之间的白令海峡。他说,这样还正好把世界分成新、旧两部分。这个提议只得到3票,21票反对,被否决了。记住这个想法,下一节它还会“回来”——不过两者之间有没有直接的联系,目前还没有证据。

还有两件事常被说错。第一,这次会议没有规定时区。它定下的是“哪条线是0°”,不是“格林尼治时间”。第二,会议的决定只是建议,各国是回去以后各自立法采用的。法国到1911年才改,法律里写的是“巴黎平均时,拨慢9分21秒”,绕了个弯,就是不提“格林尼治”这个词。

此后几十年里,各国陆续改用格林尼治,最终全世界都逐渐认同了以格林尼治为0°经线的起点,各地的时间也都以格林尼治时间为基准来换算。

三、往西挪20°

0°定在格林尼治,东西半球的“标准”分界也就跟着定在了0°和180°。可是把这两条线画到地球仪上,你会发现0°经线一点也不客气:它从英国穿过,经过法国、西班牙,再一路往南,切开非洲西部好几个国家。按这条线分半球,欧洲和非洲都被劈成了两半,连伦敦自己也是一半在东、一半在西。

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想想双半球图最初的用意——把新世界和旧世界各放进一个圆。0°这一刀,偏偏把“旧世界”切开了。

于是地图绘制者想了个办法:把这一刀往西挪,挪到西经20°。这条线大致走在大西洋上,欧洲和非洲就完整地留在了东半球。地球另一面的那一刀,落在东经160°——它正好是西经20°在地球背面的那条经线,两条线连起来绕地球一圈,把地球分成相等的两半。

这个切法至少在1899年的西方地图上就能看到,当时的说法是,这样能让新旧世界的陆地被切得最少。你看,绕了一大圈,又回到了“新世界”和“旧世界”。

不过这一刀也不完美。拿出地球仪找找看:格陵兰东北角的一小块,被划进了东半球;新西兰、俄罗斯远东的一部分,被划进了西半球。还有冰岛:它从西经13°多一直伸到西经24°多,西经20°正好从岛上穿过,把它分进了两个半球。哪条线都免不了切到一点陆地。

找一找:在你的地球仪上找一下西经20°经过哪些国家?

那么,是谁第一个这样切的?这个分法又是什么时候写进中国课本的?目前还没有查到确切的答案。比较可能的是,中国课本沿用了西方地理书里的惯例。

四、回到那两个问题

现在可以回答开头那两个问题了。

为什么要分东西半球?因为“定位”和“分区”是两回事。经纬度负责定位,像门牌号,精确到每一户;东西半球负责分区,像一座城的“城东”“城西”或者“桥东”“江北”“桥西”。知道门牌号的人,照样会说自己住在城东。东西半球是从“新世界”“旧世界”沿下来的分区习惯,方便看地图、讲地理,却不是测量所必需的。

为什么切在西经20°?为了把欧洲和非洲留在一边。但这只是一种常见的切法,并不是唯一的标准。不少地理书上,东西半球的分界仍是0°和180°;日常写经度,用的是东经、西经各180°;火星地图和不少气候数据里,0°到360°也照样在用。

其实,不管怎么数,经度总有一条“接缝”:从0数到360,接缝在0°;分东经西经,接缝在180°。问题从来不是有没有接缝,而是接缝放在哪里,大家又是否都同意。

最后

你有没有发现,课本上那一条西经20°的线,牵出来的东西可真不少:欧洲人驶向大洋,把一片片海外的土地画进自己的地图;轮船和远洋贸易把世界连在一起,各国需要一套共用的数字;天文学家预先算好月亮和星星的位置,水手才能在茫茫大海上算出经度。人类历史的变迁、各国经济的扩张、天文与航海技术这些文明发展史上的重大事件,就像一颗颗珍珠一样,被东西半球这个地理故事的丝线串联了起来。

同学们,下次上历史课、物理课,甚至数学课的时候,不妨也找一找:还有哪些内容,是跟这条本初子午线相关的。期待你们的发现。

#初中地理 #初一考点 #冷知识 #跨学科的乐趣


参考资料

  1. 1884年国际子午线会议记录(International Conference Held at Washington for the Purpose of Fixing a Prime Meridian and a Universal Day,古登堡计划电子版)
  2. 美国国会图书馆:1507年瓦尔德泽米勒世界地图
  3. 欧洲航天局、美国地质调查局:火星经度的定义
  4. The Greenwich Meridian 网站:本初子午线的采用与1884年会议
  5. 泛科学《科学史上的今天:10/13 制定本初子午线》

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