張江齊

2400多年前，古希臘偉人亞里士多德站在海邊眺望遠(yuǎn)處消失的船只時(shí)，發(fā)現(xiàn)船只首先消失的是船身，然后才是船桅與船帆，他發(fā)現(xiàn)了地球不是平坦的而是彎曲的。文藝復(fù)興后不久，R.笛卡爾發(fā)明了坐標(biāo)與微分幾何。利用坐標(biāo)，位置與形狀讓數(shù)字形象化變成幾何圖形，使彎曲的空間的觀念得以形成。我們測(cè)繪工作中賴以傳遞坐標(biāo)的三角形，在彎曲的空間中它的內(nèi)角和已不再是180度，當(dāng)我們有可能站在赤道上觀測(cè)北極點(diǎn)時(shí)，曲面上三角形內(nèi)角和可能是270度，從很遠(yuǎn)的地方用三角測(cè)量法觀測(cè)珠穆朗瑪峰也是同樣的道理，必須考慮彎曲的地球形狀，珠穆朗瑪峰的高程與位置的精確測(cè)量絕不是人們簡(jiǎn)單地利用平面幾何原理所能解決的。

1718年，即大清帝國(guó)康熙五十八年，一幅實(shí)地測(cè)量繪制的《皇輿全覽圖》平鋪在紫禁城太和殿的青磚地上，圖上已準(zhǔn)確標(biāo)繪了珠峰位置，定名為珠穆朗瑪阿林，位于中國(guó)境內(nèi)。這幅古地圖是掌握天文歷法與測(cè)繪技術(shù)的中國(guó)人——清朝理藩院主事勝住、喇嘛楚爾沁藏布和蘭木占巴實(shí)地測(cè)量繪制的。公元1714年，他們?nèi)藢?duì)廣大的西藏地區(qū)進(jìn)行勘測(cè)，繪成地圖作為《皇輿全覽圖》的西藏分圖。無(wú)論從哪個(gè)角度來(lái)看，使用大地測(cè)量法，給出了珠峰準(zhǔn)確的經(jīng)緯度，科學(xué)地定位于地圖中，這是人類珠峰測(cè)繪史上的第一筆！這說(shuō)明當(dāng)時(shí)的測(cè)繪技術(shù)與歐洲幾乎同步。

18～19世紀(jì)人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到地球是個(gè)球體，英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)為了勘查國(guó)土和他們的殖民地國(guó)家的區(qū)域面積，開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)的大弧測(cè)量工作，也就是現(xiàn)在所稱的大地測(cè)量,主要目標(biāo)就是確定地球形狀與大小，確定大城市間，地界點(diǎn)間的距離方位，并把這些數(shù)據(jù)插入到地圖中去，以滿足戰(zhàn)爭(zhēng)與稅收的需要。因此面臨的最大問(wèn)題就是把地球表面三維的數(shù)據(jù)拼湊到二維的地圖中的挑戰(zhàn)。數(shù)學(xué)家高斯試圖要用一張平面的禮品包裝紙，解決包住一個(gè)圓球所面臨的困惑，他把包裝紙裁剪成小方塊貼在圓球上，因此創(chuàng)造了微分幾何學(xué)，成為了微積分的發(fā)明始祖。地球到底有多大呢？如何來(lái)為地球上的萬(wàn)物所在位置提供一個(gè)能用數(shù)學(xué)表達(dá)參照體呢，為此我們必須測(cè)量出利于數(shù)學(xué)計(jì)算的參照橢球。為了探知地球參考橢球的大小，時(shí)任印度測(cè)量局局長(zhǎng)的Everest指揮安德魯·沃爾夫的測(cè)量大隊(duì)在印度平原沿著喜瑪拉雅弧開(kāi)展了大弧測(cè)量工作，丈量地球大小，同時(shí)下命令要求測(cè)量隊(duì)觀測(cè)喜瑪拉雅山脊上的每座雪峰，測(cè)量它們的位置高度。珠穆朗瑪峰成為世界最高峰就是在1847年被發(fā)現(xiàn)的，觀測(cè)站的距離距珠峰322千米，測(cè)站高度70米，珠峰高程8778米。

由于地球是個(gè)橢球形狀，這種超遠(yuǎn)距離的平面幾何觀測(cè)無(wú)法準(zhǔn)確獲得珠峰的位置并構(gòu)成真實(shí)的球面三角形，同時(shí)觀測(cè)峰頂視線也隨著高度的上升以及不同地區(qū)氣流與密度的影響，視線在發(fā)生著劇烈彎曲，觀測(cè)的角度在三維空間中發(fā)生著扭曲變形，由于無(wú)法知道準(zhǔn)確的珠峰位置，因此無(wú)法將遠(yuǎn)方的目標(biāo)嚴(yán)格地沿法線歸算到地球橢球，已知珠峰位置這是精確測(cè)定珠峰的幾何高度的前提條件。即使知道了目標(biāo)點(diǎn)在地球橢球的準(zhǔn)確位置，但由于不知道珠峰自上而下沿重力方向的垂線方向，也就無(wú)法準(zhǔn)確地獲得垂直于平均海水面的物理高程——海拔高程。珠峰高程測(cè)量與定位并不是人們想象如利用兩根木棍構(gòu)成相似直角三角形測(cè)距那么簡(jiǎn)單，只要我們遠(yuǎn)離珠峰，我們就必須在彎曲變異的時(shí)空環(huán)境中解決問(wèn)題，其原理是包括了數(shù)學(xué)與物理學(xué)的十分復(fù)雜的解析過(guò)程。

見(jiàn)證珠峰高程的測(cè)量過(guò)程體現(xiàn)了數(shù)學(xué)、物理學(xué)、觀測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展完善，科學(xué)認(rèn)知地球，追求真理的過(guò)程。測(cè)量珠峰高程的歷史就是一部測(cè)繪理論技術(shù)發(fā)展完善的歷史。本文附表歸納了歷次珠峰測(cè)量的基本要點(diǎn)：200年來(lái)人類不斷求證珠峰，為世界尋求真相，珠峰永遠(yuǎn)矗立在那里，召喚著我們?nèi)ふ疫@個(gè)高度。

在珠峰大本營(yíng)記者問(wèn)我最多的問(wèn)題就是：測(cè)量珠峰有何意義？珠穆朗瑪峰作為世界最高峰，它的高程是8848米還是高于或低于8848米，對(duì)于人類與地球來(lái)說(shuō)到底有什么區(qū)別？

最為根本的原因是珠穆朗瑪峰是世界最高峰，它的惟一性與最高性使它成為人類十分寶貴的自然地理資源，象征著人類追求最高最強(qiáng)最好的精神境界。這種追求精神是人類社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展的動(dòng)力。它的求證過(guò)程標(biāo)志著國(guó)家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。從政治上講圍繞珠峰高程的爭(zhēng)議實(shí)際上是世界第三極高程的屬權(quán)之爭(zhēng)，關(guān)系到國(guó)家主權(quán)、民族自尊、科技水平與社會(huì)文明。從技術(shù)角度看珠穆朗瑪峰高度之爭(zhēng)實(shí)際是觀測(cè)精度與峰頂覆雪厚度之爭(zhēng)。珠峰高程這4個(gè)數(shù)字的變更還將會(huì)深入到全世界人們的生活中，如地理教科書(shū)、百科全書(shū)，地圖修訂，也可以成為許多品牌的形象代表，直接體現(xiàn)在人們?nèi)粘Ｉ睢⒁率匙⌒信c文化生活中，因?yàn)檫@個(gè)數(shù)值抽象出了許多人類追求的珍貴內(nèi)涵。

這場(chǎng)圍繞珠峰高度的權(quán)屬之爭(zhēng)，已持續(xù)了將近30個(gè)年頭。1975年，中國(guó)政府向世界公布，珠峰海拔8848米，舉國(guó)為之自豪。但是這個(gè)數(shù)值在上世紀(jì)50年代就已經(jīng)被西方世界接受為“官方高度”。因?yàn)檫@種巧合，使西方國(guó)家?guī)缀跬耆雎粤酥袊?guó)人1975年這次科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)量。首先測(cè)出8848米的是1954年印度一個(gè)名叫古拉提(Gulatee)的測(cè)量師，他測(cè)得了珠峰雪面高程8847.6，四舍五入為“8848”，作為印度官方的珠峰高程公布，因?yàn)闆](méi)有在珠峰最高點(diǎn)設(shè)覘標(biāo)，50千米遠(yuǎn)距離觀測(cè)它的誤差在5.17米以上。而我國(guó)因在峰頂建立覘標(biāo)，量測(cè)了雪深，并通過(guò)近距離8千米的觀測(cè)得到8848.13米高度，是去除了雪深0.92米的珠峰高程，其精度0.36米遠(yuǎn)高于印度的觀測(cè)值。盡管我們有自信的理由，然而西方國(guó)家?guī)缀跬耆雎粤酥袊?guó)人1975年這次科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)量。1992年中國(guó)與意大利合作開(kāi)展珠峰測(cè)量考察工作，意大利登山家在峰頂再次設(shè)立覘標(biāo)，用探桿測(cè)得雪厚度2.55米，因雪深變化珠峰高程1992年觀測(cè)值為8846.21米，降低了1.63米 。從此雪深與雪面高度變化問(wèn)題成了珠峰高程的爭(zhēng)議焦點(diǎn)。

2001年，西藏自治區(qū)政府主席列確以人大代表的身份正式向國(guó)務(wù)院提交議案，建議中央政府同意重新測(cè)量珠峰，8848這個(gè)數(shù)值已經(jīng)不夠精確了，才有了2005年這次重測(cè)珠峰和全新的數(shù)字。

【責(zé)任編輯】林京