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等高线、等深线、等温气压线全都来自一个意外

归档日期:07-14       文本归类:半距等高线      文章编辑:爱尚语录

  原理就是:一个大山旁边的铅垂线,会因为大山的万有引力往山那边偏一点点。这时候,测量一下垂线往大山那边偏离了多少,就知道吸引力有多大。接下来,我们只需要知道大山和铅球有多重,就能进而推算地球的密度和质量。

  你看这座山,简直是个圆锥体,非常方便测量体积。而且这座山旁边很空旷,没有别的山体,也就意味着铅垂线不会受到其他山的引力吸引。现在这座山已经成了苏格兰旅行圣地,夏天度假的时候好多游客来爬,舒展身心。而如今的几乎每一本旅游手册,在介绍到这座山的时候,总会提上一笔这座山在科学史上的地位。

  为了计算整体的体积,赫顿得把上面这个模型中每一层的数据都拿出来计算一次,每一层都得单独计算体积、质量、重心。最后赫顿经过了两年的计算才终于算完,在 1778 年提交了最终报告,论文长达 100 页,最终向世界揭示了地球的密度。

  因为它的误差毕竟接近了 20%,也就是 20 年后,同为皇家学院的后辈卡文迪许,就通过卡文迪许扭秤实验更精确地测量了地球的密度。马斯基林的比值是 4.500,卡文迪许测出的比值是 5.448,现代值是 5.515,卡文迪许的精度误差只有 1.2%,完爆前辈。而且卡文迪许是个天才宅男,不爱出远门,只是在家弄了四个大铅球就完成了这个实验,根本不用出去爬什么大山。马斯基林和赫顿的数据很快就被淘汰。

  但是,马斯基林和赫顿一定不会想到的是,他们在榭赫伦实验中发明的等高线,让他们成为了地图测绘学的先驱。

  其实,在赫顿之前,也有学者有过类似等高线的运用,在该世纪初,测量英吉利海峡深度时,就出现了粗糙模糊的等深线。后来荷兰测绘师也采用过类似的方法简单地描绘过地形。而人类首次采用大量详实的数据通过高精度地形测绘和数据搜集来绘制真正意义的等高线,就是从赫顿开始。从赫顿之后,等高线的引入,成为了地图测绘的基本工具。

  等高线之后,等高线的诸多变体也已经投入使用:等深线、等温线、等气压线等一批测绘工具走进人类的生活,极大地改变了各大学科的面貌。

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