纬度航行

纬度是一个地理坐标，它指定了地球表面上某一点在假想的南北连线上的位置。使用星体高度来估计大致纬度的做法在古代就已为人所知，但在中世纪，欧亚大陆和非洲的水手们改进了这种惯例，并开发了更标准化和更精密的仪器来在海上测量天体。在印度洋，对于北苏门答腊与斯里兰卡之间、南印度与阿拉伯海岸之间，以及波斯湾口与西印度海岸之间的远洋航行，纬度航行尤其有用。P. J.里弗斯（P. J. Rivers）对在中世纪背景中使用现代术语“纬度航行”提出了质疑，他宁可用“altura”（“高度”之意——译注）一词，但为了便于现代读者理解，本章的讨论使用术语“纬度航行”，同时也承认，并不是每个使用星体高度的水手都会把海洋当作划分了纬度线的地理空间（2012：88—89）。在海上使用星体高度来确定一个人相对于南北的位置，这种做法第一次发生于何时何地，已不能完全确定。关于地中海星体高度的最早参考文献来自1世纪，但显然这种测量方法在此之前就已经得到运用（Cunliffe 2001：82—83； Taylor 1956：46—47）。到中世纪时期，水手们已经在使用不同的仪器来测量星体高度，如拉线板（khashaba）、象限仪，还有中国的“牵星板”。图1.2为现代复制的拉线板，它被用于2010年从马斯喀特到新加坡的一次帆船航行的试验中。

在北大西洋，水手们显然已经在利用正午太阳的高度来确定他们所在的大致纬度。公元前4世纪，皮西亚斯（Pytheas，古希腊地理学家）沿北大西洋海岸旅行时记录了太阳顶点高度的变化，后来它们被希帕科斯（Hipparchos，古希腊天文学家、数学家）转换成纬度（Cunliffe 2001：81，91）。到了中世纪时期，维京人已经意识到太阳顶点高度的变化，有证据表明他们记录了太阳的高度。也有说法称，维京人使用太阳石和太阳罗盘来帮助他们确定大致的纬度和方位。不过，关于这些工具的证据一直存在争议，因此我们不能完全确定维京人在这一时期使用这些工具来帮助他们从东到西横渡北大西洋（Bernáth et al. 2014：1—18； Jones 1986：5—14；Rosedahl 1987：92； Ward 2009：130）。

在印度—太平洋地区，人们认为，早在我们讨论的这一时期之前，人们就已通过测量恒星相对于地平线的高度来确定大致纬度，但这种做法的确切证据在中世纪时期才出现。航海者利用恒星——在北半球尤其是北极星——相对于地平线的高度，并通过手指高度测量它以确定纬度。北极星在北纬23˚至北纬6˚之间是最有用的，因为在那里它距离地平线足够近，可以进行精确测量。根据现在所有可获得的文献，北极星也是导航所使用的最主要的恒星，只是不能确定这种导航方式在印度—太平洋地区始于何时。在10世纪的《印度奇观》（Kitābʿajā’ib al-hind）一书中，有一则奇幻的海洋故事，一个男人被困在一个杀男人的女人岛上，故事中提到，在如此遥远的南方，老人星（al-Suhayl）正好坐落在岛的正上方（al-Ramhurmuzi 1929：17—21； 1990：57—59）。不过，除了它提到老人星的高度，并没有纬度航行中利用恒星的确切证据存在，直到15世纪，阿拉伯和中国的文献中才都有所提及。

在中国，所谓的茅坤图，其实是在1628年的明朝军事专著《武备志》中刊登的一组海图，但一般认为，它再现的是中国海军将领郑和在15世纪初期远航时采集的数据，它也包括四幅幸存的记录星体高度的过洋牵星图（图1.3）。这些图中包含以和具体位置相关联的北极星高度为基准、用手指进行的一系列测量的值（Ma Huan 1970：236—302）。四幅过洋牵星图以围绕海船为中心图示的方向模式给出了诸星的具体高度，以此来标记印度洋上具体航线和港口的纬度（333—343）。船的上方为北，下方为南，右边为东，左边为西。图1.3左侧的过洋牵星图详细说明了从斯里兰卡到苏门答腊岛途中在孟加拉湾的星体高度测量，右侧的过洋牵星图是从印度西海岸一处地点到波斯湾霍尔木兹海峡航行中的星体高度测量。据推测，由于中国文献中所有恒星高度测量的证据都涉及的是中世纪时期的印度洋航行，而不是中国海航行，因此中国的这些信息依赖的是印度洋航海者。虽然这可能是事实，但该地图使用了天文学意义显著的中国星座，如“灯笼骨星”和“华盖星”等，作为恒星高度测量的基础，这种方式使它们具备典型的中国特色。

伊本·马吉德的著作提供了甚至更详细的星体高度信息，特别是四种不同的恒星高度测量方法，其中三种方法依赖于同时测量两颗或更多的恒星。他把所有诗歌都用于表达具体的恒星组合的测量，在他最后的著作《航海原则和规则实用信息手册》（Kitāb al-Fawā’id）中，他列出了可以用来确定纬度的73种不同的恒星组合。这一切表明，到15世纪，印度洋航海者对用这种方法导航已经有了全面而深刻的理解（Clark 1993：360—373； Ibn Majid 1971； Sheriff 2010：120—127； Staples 2013：47—60； Tibbetts 1981：329—354）。

除此之外，还有明确的证据表明，较为标准化的测量恒星高度的仪器已出现。伊本·马吉德提到一种装置，他有时称它为“一块木头”（khashaba），有时称它为“弓”（qaws；复数qiyās）。他还提到12种不同大小的工具，用来测量精确到四分之一指的高度（Fatimi 1996：283—292； Ibn Majid 1971：27）。在中国17世纪早期的文献中也记录了类似工具的存在（Needham， Ling， and Gwei-Djen 1971：574—575；Ronan 1986：3：175）。

专门用于确定恒星高度的工具也出现在伊比利亚，时间与印度洋大致相同，但准确日期已不可考。在安达卢斯（al-Andalus）11世纪研制出宇宙天体观测仪之后，这样的装置被用于在陆地上测量星体的高度。而且，其他的工具，如象限仪和直角器，至少在14世纪就已出现。但是，它们在海上得到使用的有力证据直到更晚些时候才出现在葡萄牙的文献中。阿尔维塞·德·卡达莫斯托（Alvise de Cadamosto）被认为在1455年首次记录了海上星体高度，迪奥戈·戈梅斯（Diogo Gomes）在1460年提到在西非海上使用了水手象限仪。1481年还提到一种简化的天体观测仪的使用，它被称为水手天体观测仪（Paine 2013：383； Parry 1981：145—147； Ward 2009：147—149）。天体观测仪和象限仪都是通过测量天体的高度来确定纬度，但星体高度的系统性记录直到16世纪才在欧洲出现，这表明，葡萄牙人可能是受到了他们最终在15世纪末遇到的印度—太平洋地区实践的影响。

总体上，所有证据都表明，在印度洋和大西洋，运用恒星高度进行导航变得愈加重要，而且远东、伊斯兰世界和西欧等各种不同的海上社会在中世纪末期也愈加依赖于这种做法。遗憾的是，它在这些文化背景中发展和传播的确切细节，却令人沮丧地缺失了。不过，文献资料还是能够证明，人们对这种方法有着较为深刻的理解，并显然也花了可观的时间来发展它。