牛顿和地球仪的故事

牛顿和地球仪的故事

世界著名的物理学家牛顿曾和朋友有过这样一个故事。

牛顿通过几天彻夜不眠之后，做成了一个地球仪，把它放在桌上，请他的朋友观看。虽然现在地球仪很容易获得，但在当时地球仪难得一见。当时，即使科学家也不能轻易做成。

所以，当朋友到牛顿的家吃晚饭时，他看见桌上的地球仪确实很好奇。朋友环顾地球仪四周，对牛顿说：“你是从哪里弄到这个地球仪的？你是买来的吗？”

牛顿回答说：“很早就有了。它自然而然地出现，甚至在我父亲还没有出世的时候，就在那里了。”

这时，他的朋友说：“你在说什么呀？你知道，我不是第一次在这张桌上用餐。我以前从未见过。你在哪里买的？”

“我决不是买来的。它只是刚刚才自己出现的。”

“你在开我的玩笑吗？这个地球仪怎么可能自己出现呢？请说点实际的话吧。没有人创造，这个地球仪怎么可能存在呢？不要做这样的傻瓜！”

“是的，你说得对。我实际上花了几天工夫才做成这个地球仪，送给你。但这里要说说我的观点：我说这仿制的地球仪自己刚刚出现的，你嘲笑我。但你为什么始终坚持认为真地球是自然出现的呢？它比地球仪更复杂吗、更精密，难道它会偶然出现吗？”

朋友沉思了下，说“也许你是对的。如果不是神创造的，它不可能存在”

牛顿（1642—1727）是这一大批基督徒科学家的杰出代表。他18岁进剑桥大学学习，竟然在27岁时就当上了剑桥大学的教授，这足以证明他的成就是多么辉煌。他的科研领域涉及数学、物理和天文学。

牛顿虽然在科学上作出了无与伦比的贡献，但他更是个虔诚的基督徒。他毕生认为，人类理性的能力有限，不能包容一切经验。所以，他研究圣经的兴趣不在研究科学之下。

据统计，牛顿所发表的科学著作只占他所有著作的16%，其他84%的著作是他生前未出版的神学作品，总数字超过140万字。

他写道：“我深信圣经是神的话，圣经是人受神默示写成的。因此，我每天都研读圣经。”

“据我研究的结果，圣经记载之信而有证，实在远非世俗的历史所能比拟的。”

牛顿研究天文学，察觉到神的手的工作，他说“无神论是无知的。我观看太阳系，看见地球与太阳保持一定的距离，得到适当的热能和光线。这绝不可能是机缘巧合。”

“惟有这位智者有大能力，创造、计划如此美丽的太阳系，各大行星、慧星……一切都由他支配统治，他是万有的主宰。”

地球仪（Terrestrial Globe）是地球的模型，主要用来演示地球的运动、昼夜的交替、季节的变化，也可用来认识世界海陆的分布和相对的位置关系。地球仪是地理课上最直观、最常用的教具。那么，有谁知道地球仪是何时诞生的，它的发明者又是谁呢？2006年《中学地理教学参考（1～2期合刊）》第126页上说，地球仪是16世纪40年代荷兰的墨卡托首创的；《系列世界地图的故事》一书中说，地球仪的发明者是15世纪末德国的制图学家贝海姆；《108个发明发现故事（机遇篇）》中说，地球仪是古希腊的地理学家埃拉托色尼的杰作；还有的资料上说是我国的地理学家札马鲁丁。真是众说纷纭，真伪难辨。下面我们不妨对这些学者逐一分析，看看地球仪到底出自谁手。

墨卡托(Mercator) 16世纪荷兰最伟大的地图学家。他首创了正轴等角圆柱投影，后人遂将这种投影命名为墨卡托投影。我们知道，15、16世纪是大航海的时代，当时的一些航海探险家使用的都是平面海图。这种地图用简单的方格网构成经纬网，因此在长距离和高纬度的航行中，误差很大。当时的航海探险家都极不愿意使用平面海图。为了解决这一难题，海图学家们试图用航海地球仪来代替海图。就是在这种背景下，墨卡托的航海地球仪应运而生。他对传统的地球仪进行了改进，第一次在地球仪上刻绘了子午圈、平行圈和纽内兹的螺旋曲线（等角航线）。也就是说，在墨卡托的地球仪上，不仅刻有经纬线，而且还刻有等角航线。在该地球仪上，相邻两条子午线间的等角航线随纬度的增大而逐渐变短，当纬度增大时，长度的比例尺也相应增大。这样，墨卡托投影的原理初步形成了。据此原理，1569年墨卡托又制成了著名的航海图

──世界地图。使用者只需在该图上将起点和终点间连一条直线，并量好该直线与经线间的夹角，航行时一直保持这个角度就能到达终点。直到今天，墨卡托投影在航海、航空上仍有重要的应用价值。可以说，墨卡托制作的地球仪和航海图，达到了当时世界最高水平。

马丁·贝海姆(Martin Behaim) 德国制图学家、数学家、商人。大约在1483年，为了搜集葡萄牙探险的资料，制作新的海图，马丁·贝海姆来到了葡萄牙的里斯本。这期间，哥伦布正向葡萄牙国王提出西行东方的“印度计划”。这使得马丁·贝海姆有机会接触哥伦布西行印度方案的材料。同时马丁·贝海姆受到葡萄牙皇家海事委员会关于“如果在一个圆球上标明海路就会更加清楚明白”的启发，回到纽伦堡以后，贝海姆就立即着手制作地球仪。到1492年，也就是哥伦布西行印度的那一年，他制成了一个地球仪。该地球仪的直径是20英寸，古色古香。因为这个地球仪完成于哥伦布发现新大陆的同年，所以该地球仪上没有绘出美洲大陆。但他根据马可·波罗《东方见闻录》的记载，绘制出了想象中的中国和日本。《欧洲时报》评价它“这是一个精美的地球仪，金色的陆地反衬在蓝色的海洋上，但可惜的是还看不到美洲的影子”。这个地球仪自诞生之后，就一直没离开过它的诞生地纽伦堡。至今该地球仪仍被收藏于德国的纽伦堡博物馆，而纽伦堡也从此就有了长达400多年制作地球仪的历史。

札马鲁丁(Jamaal—Din) 又称札马剌丁，元代天文学家、地理学家，回回人。《元史》称，元世祖至元四年（1267年），札马鲁丁制西域仪象七件以进，其中有“苦来亦阿儿子，汉言地理志也”，即地球仪。中国人对地球的认识，始于札马鲁丁这一“西域仪象”。“苦来亦阿儿子”为阿拉伯语Kuraharz的波斯语读法Kura—iarz的元代汉语音译。“苦来”，意为“球、苍穹”；“亦”，表示属格意义；“阿儿子”，意为“陆地、土地、国家”。《元史·西域仪象》上是这样描写该地球仪的：“其制以木为圆球，七分为水，其色绿；三分为土地，其色白，画江河湖海脉络贯穿于其中。画作小方井，以计幅员之广袤，道里之远近”。这种海陆分布的比例，与现代地球仪的71%︰29%的比例基本一致。该地球仪在着色上也注意了自然色调。在制图的数学基础上，“画作小方井”，估计是较早的经纬网制图，因为球面是不能画方的。卢良志在《中国地图学史》上评价该地球仪“是我国历史上第一个形象地用地图表示大地形状和各地理要素位置分布的模型”。

埃拉脱色尼(Eratosthenes) 古希腊人，地理学家、数学家、天文学家。活跃期在公元前3世纪。他的研究领域很广，涉及哲学、天文学、数学、地理学、文学等方面，被誉为多才多艺的“全能者”。他的著作虽然没有流传下来，但据2世纪克雷迈德所传，他在亚历山大里亚和锡耶纳根据对夏至太阳高度的测量而测定了地球的周长。据说还曾引入表示地理位置的平行线绘制世界地图。但没有任何证据显示他制作过地球仪。

综上可见，墨卡托并不是地球仪的首创者，因为贝海姆的地球仪要领先他几十年。札马鲁丁的地球仪又比贝海姆的地球仪要早225年。那么，元代的札马鲁丁是不是就是地球仪的发明者呢？答案是否定的。《科学技术史词典》上说，早在公元

前150年左右，古希腊学者，马洛斯的克拉特斯(Crates of Mallos)就制作了地球仪。李约瑟在《中国科学技术史》第四卷第二分册上这样写道：“除公元前二世纪马洛斯的克拉特斯的古地球仪（已失传）以外，没有比马廷·贝海姆1492年的记录更早的了”。

地球仪迄今到底有多少年的历史，它的发明者究竟是谁，至今尚无定论。但有记载的地球仪的发明者应是公元前二世纪马洛斯的克拉特斯。现存最古的地球仪的制作者应是德国的马丁·贝海姆。我国最早的地球仪的制作者是元代的回回人札马鲁丁。