描绘北极与北磁极磁偏角

这里还要交待一句，前文说过的1596年巴伦支最后一次北冰洋探险，他曾到过斯瓦尔巴德群岛（意思是“寒冷海岸的岛屿”，17世纪成为欧洲重要的捕鲸中心，各国捕鲸船都开到这里争夺渔业资源，纠纷也由此产生。欧洲人在吵闹声中走入了1920年，这一年由18个国家在巴黎签订了《斯瓦尔巴德条约》，1925年法国又请中国等国加入了这个条约。它是迄今为止北极地区第一个、也是唯一的国际性政府间非军事条约。根据该条约，斯瓦尔巴德群岛的主权归属挪威，实际经济开发由各国共享。各缔约国的公民可以自由进入，在遵守挪威法律的范围内从事正当的生产、商业以及科学考察等活动。中国首座北极考察站（黄河站）建于此地，就是得利于这个条约，而未来中国开启“冰上丝绸之路”，也能用上这个条约。

据说，中国北宋时期科学家沈括是世界上第一个发现指南针不正指南北的人。他在《梦溪笔谈》中写道；“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”这说明当时他已知道地磁偏角的存在。400多年后，哥仑布横渡大西洋发现新大陆时，也发现了地磁偏角。墨卡托在1595年制作的第一幅单幅印刷北极圈地图中，甚至标注出了北磁极。但真正以科学方法将地磁偏角记录在航海图上的是英国人的埃德蒙多•哈雷（Edmond Halley）。

后世在提到哈雷时会说他是天文学家、地理学家、数学家、气象学家和物理学家。没错他确曾担任牛津大学几何学教授，担任第二任格林尼治天文台台长。尤其是他曾计算出哈雷彗星的公转轨道，并预测该天体将再度回归。其实，他还有鲜为人知的另一面，他还当过船长，是位了不起的制图家。如果评选影响世界的一百幅地图的话，一定会有他在1701年绘制的太平洋与大西洋磁极航线图。

几个世纪来，使用指北针的航海家必须学会区分地磁北极和地理北极的不同。1689年至1700年，哈雷随英国皇家军舰帕拉莫尔号做了一次跨大洋的航行，他此行的目地是考察北极与北磁极之间的磁偏角。所谓磁偏角，即指北针指示的北方与实际正北方的夹角。据说，哈雷在十四五岁时就对这一现象感兴趣了，当时还亲手测量了几次。30多年后的1701年，哈雷根据这次航海罗盘记录出版了大西洋和太平洋磁极航线图.这幅独特的航海图描绘了南纬52度以北的太平洋和大西洋各地磁偏角。此图上繁复的航线，为当时在海上无法确定经度的航海者提供了一定的领航依据。哈雷还试图通过这种描绘磁偏差的航线图精确计算出船在海上航行时所处的经度。

必需指出的是此时航海钟还没有问世。1714年英国国会通过了《经度法案》。以法律的名义宣布：任何人只要能找出在海上测量经度的方法，误差在1度以内的奖1万英磅；误差在半度以内的奖2万英磅（2万英镑，等于当时一位船长200年的收入）。1762年经度委员会让哈里森的儿子带着哈里森制造的第四代钟表H4，跨过大西洋航行到牙买加，经过8l天航行，H4总共慢了5秒（误差约等于3公里左右）。误差率远远小于经度委员会制定的半度之内（即24小时，误差不超过3秒，约等于50公里）的最严限度。经度钟的诞生，这才解决了千百年来海上的经度定位问题。

这幅太平洋与大西洋磁极航线图，也是第一张绘有等值线的地图，图中每条曲线经过的点，磁偏角的值都是相同的。今天人们常看到的等高线地形图、有等气压线的天气图，其实都来自哈雷的这个等值线地图的创意。等值线在当时也被称为“哈雷之线”。

墨卡托北极地图，曾在美洲和亚洲之间海峡（即今天白令海峡）附近的另一个岩石岛屿显示了北磁极。但由于北极环境恶劣，直到1831年6月1日，英国探险家约翰•罗斯和詹姆斯•罗斯才到达北磁极，才实地证明了北磁极并不在北纬90度零分零秒的北极点上，而是在离它1600公里的加拿大北海岸。在现代地图上，北磁极被标在北纬79．3度、西经71．5度，这是20世纪的数据。实际上，地磁极一直在移动，发生移动的原因仍然是个谜。

哈雷的这幅肖像大约绘制于他成名后的1687年，作者是苏格兰肖像画家托马斯·穆雷（Thomas Murray1663- 1734），他是绘画大师约翰·莱利的学生。据说，穆雷是“一张脸画家”，他只完成脸部，其余部分由学生来完成。不知这幅画是不是这样，但画中哈雷手里的那张纸，还是挺有意思。我请教上海交通大学讲席教授江晓原先生。他回复说，“图看不太清，可能是彗星轨道示意图。彗星轨道分为椭圆、双曲线、抛物线三种类型，此画显示的似乎是一个抛物线和一个圆。可以理解为探讨彗星的情形”。它至少是一幅天文图，画家是想以这一“焦点”折射出主人公的专业背景和追求。后来，还有其他画家给成名后的哈雷画肖像，但皇家学会悬挂的则是穆雷画的这一幅，可谓之哈雷肖像画中的“名画”。

哈雷太平洋与大西洋磁极航线图（1701年）

苏格兰肖像画家托马斯·穆雷1687年画的哈雷肖像是他几幅肖像中最有名的一幅。