地球像橘子还是像西瓜？

升龙

↑1.1671年，法国天文学家里歇尔到圭亚那首府卡宴观测火星大冲，发现所带的钟每天慢了2分28秒。他将钟摆调短了2.8毫米，才重新校准了时间。但1673年回到巴黎后，他把摆长再度复原。

↑2.牛顿在1687年出版的开山巨著《自然哲学的数学原理》中以此为据，判定地球自转的离心力引起赤道膨胀两极扁平，地球因此成为一个“椭球”。赤道附近的圭亚那比北半球的法国距离地心更远，所以钟摆受到重力减小的影响而频率变慢。

↑3.不过，巴黎天文台台长卡西尼的认识恰恰相反，他根据笛卡尔学派的信條和自己的测量，宣称地球形状是赤道收缩、两极伸长。伏尔泰大为感慨：“巴黎说像西瓜，伦敦说像橘子。”

↑4.地球的形状究竟如何，成为事关重力理论和航海实践的大问题。法国国王路易十五决定派出两个科考队，远赴北极圈内的拉普兰和赤道附近的秘鲁进行测量，通过大地曲率的对照，彻底了断这桩举世瞩目的科学公案。

↑5.科考队的成员均为一时之选。前往拉普兰的领军人物是法国最早的“牛顿主义”数学家莫佩尔蒂，他后来创建了著名的“最小作用原理”；另一位是瑞典乌普萨拉大学的数学家和天文学家摄尔西斯，他日后发明了摄氏温标。天文学家克莱罗、莫尼尔等也先后加盟。

↑6.他们于1736年4月离开巴黎，分别沿陆路和水路北上，经过两个月舟车劳顿到达圣诞老人的故乡，开始丈量北纬65度50分和66度50分之间的经线长度。

↑7.近代三角测量法是荷兰天文学家和数学家斯涅耳1615年首创的。知道一条边和两个角，便能推算出三角形的另外两条边。而通过相依相生的连环三角，就可以丈量出广袤大地，绘制出精确地图乃至推算出地球的圆周。

↑8.莫佩尔蒂以托尼奥河口半岛上的教堂钟楼为起点向北推进。虽然河流方向正好和经线一致，但没有理想的标记物可供参照，科考队只能钻进人迹罕至的吉蒂斯瓦拉山脉。他们伐倒古松剥掉树皮，在遥遥相望的峰顶搭起醒目的圆锥状窝棚作为观测点。

←9.露营生活幕天席地，蚊虫、吸血蝇轮番叮咬，狼群和熊频繁出没，甚至山火烧掉了建起的观测目标。当严冬来临时，他们在托尼奥河封冻的冰面上开出一条14千米的基线，夜间凭借微弱的极光继续工作。

↑10.零下45℃的严寒，只有白兰地保持液态，但喝上一口就会把嘴唇和舌头冻在金属杯子上而扯破皮肉。莫佩尔蒂和同伴靠滑雪板和驯鹿雪橇在银色世界穿行，窝棚经常被大雪封埋。

↑11.漫长的极夜中，他们仍用天顶仪和望远镜观测星座锁定纬度，并发现时钟每天比巴黎快59秒。1737年6月，科考队完成经线长度测量，取道丹麦返回巴黎，归途乘坐的商船在波罗的海风暴中遇险漏水，科学家们奋不顾身地抢救观测资料和仪器设备。

↑12.在法国科学院1737年8月28日召开的专题会议上，莫佩尔蒂报告了测量结果：在拉普兰地区测得1度经线长为111950米。比皮卡德1668年和卡西尼1701年、1718年在法国测量的1度经线要长出约700米。由此足以证明牛顿的断言——地球的形状是北极回缩。

↑13.消息传出，举世轰动。但科学界并没有立刻接受莫佩尔蒂的结论。卡西尼不仅攻击北极测量的薄弱环节，还抓住莫佩尔蒂带回两个土著姑娘大做文章，将拉普兰考察嘲讽为一桩桃色事件。

←14.伯努利也对测量结果表示怀疑，声称“先入之见和预设结果很容易找到支持的数据”。苏格兰数学家斯特灵代表了多数人的态度：“秘鲁科考队马上回来，一切都将真相大白。”公众对远征秘鲁的科考队显然过于乐观了，他们比拉普兰科考队早一年出发，原计划3年完成任务，却不料一去就是悠悠10年。

↑15.事情还要从1734年4月6日路易十五写信给他的叔叔——西班牙国王费利佩五世说起。根据这两位波旁家族要员的协议，法国和西班牙共同派人和出资组成科考队，前往赤道附近的西班牙殖民地秘鲁测量子午线。

↑16.法国的阵容是科学院院士戈丁、拉康达明和布格，外加4位科学家和3个助手。他们于1735年5月16日乘坐“泼特菲克斯”号商船从罗切尔港出发，于11月15日到达加勒比海的卡萨根那。

↑17.西班牙海军军官胡安和乌略亚已在那里恭候多时。双方人员会师后，再穿过巴拿马地峡沿太平洋南下，1736年5月29日抵达厄瓜多尔。这是科考史上首次正式的国际合作。

↑18.秘鲁科考队兵分两路互相策应，向“美洲的脊梁”安第斯山发起挑战。背负着沉重的仪器和测杆，攀援在披云戴雪的群峰之间，他们创造了人类“最高”的科考纪录。严重的缺氧让这些欧洲科学家不断昏倒、呕吐、牙龈出血。登上海拔4791米的皮钦查山克拉松峰时，每人的衣帽和须眉都挂满了冰凌。

←19.活火山的喷发如雷霆万钧，崩岩巨石从山上滚落，狂风、骤雨、冰雹则常常突发。遍布丛林的蚊虫、蝎子、毒蛇更防不胜防。加上经费拮据，供应阻滞，科考队不断陷入困境。1736年9月19日，年僅18岁的库普莱患疟疾一病不起，长眠在秘鲁的卡亚穆比教堂。

↑20.当巴黎传来拉普兰科考队已经抢先完成了测量，并证实了牛顿理论的消息时，秘鲁科考队受到巨大的心理挫折。有人提议打道回府，有人主张各奔前程，多亏拉康达明以科学的荣誉稳住军心。

↑21.当地土著曾热烈欢迎持有西班牙国王护照的科考队，但逐渐开始疑窦丛生：这些欧洲人舍命跑到安第斯山，难道就为了弄清地球的形状？“他们是来探矿寻宝，拿走秘鲁财富的。”诸如此类的流言使科学家遭受敌意。

↑22.科考队的外科医生桑尼尔古斯介入当地冲突后，在一次公众集会中被暴民刺伤，4天后不治身亡。布格在混乱中被石头击中，躲进教堂里才得以逃生。

↑23.科考队每个成员返回法国的旅途可谓九死一生。1744年5月28日，布格首先搭乘贩运奴隶的“特雷顿”号双桅帆船从法属圣多明戈归航法国；画师莫雷维拉和仪表师雨果特分别于1764年和1781年客死在南美大陆……

←24.秘鲁科考队付出10年心血和沉重代价，以南纬1度31分为中点，总共丈量了3度07分经线，测出每度长为110655米，证明赤道确实是“鼓起”的。通过将秘鲁和拉普兰的测量结果进行综合比较，当时的科学界一致认定地球扁率为1∶310，校正了牛顿计算的1∶229，地球形状的百年争论最终尘埃落定。