「海盜」的「指南針」：神秘晶體助維京航海者穿越北大西洋

千年以前，維京航海者可能用被稱為「日長石」的晶體在挪威和格陵蘭島之間航行。

圖片來源：BETTMANN/GETTY IMAGES

維京航海者曾連續幾個世紀統治著北大西洋，勇敢地面對充滿冰山的開放海域，他們會航行數千公里到達位於冰島和格陵蘭的聚居地，而所有這些都是在沒有指南針的情況下完成的。尤其考慮到這片海域常常籠罩在濃厚的烏雲和霧氣之下，他們如何能完成這樣的壯舉一直困擾著科學家。現在，一個研究團隊有了答案——基於計算機模擬和傳說中的晶體。

數十年來，研究人員一直認為，神秘的「日長石」——在維京人的傳說如「奧拉夫過往的傳奇」中提到的東西，對於在沒有太陽的天空下導航極為關鍵。傳說中的日長石能夠鑒別出太陽的位置，即便在它被雲層遮擋時；然而，在現存為數不多的維京人遇難船隻中卻未發現類似的石頭。「實際上，這些都是猜測。」英國諾丁漢大學生化學家，並未參加此項研究的Stephen Harding說。但他指出了日長石可能存在的證據，包括在一艘16世紀英國遇難船隻的助航設備附近發現的一塊粗糙的白色晶體。他補充說，它並沒有什麼不合理，英國航海者可能從維京人那裡學到了航海技巧，因為維京人曾居住在同一片水域，並在幾個世紀之前侵略過不列顛群島。

用晶體導航並非新時代的胡言亂語。若干種礦石，特別是方解石、堇青石和電氣石的超純晶體，能夠分開一束太陽光使其形成兩個圖像，其中偏振光的路徑與主光束略有不同。通過這樣的晶體觀察天空然後旋轉它，可讓兩個圖像變得同樣亮，即使在多雲的天空下，也有可能發現環繞太陽的偏振光環。鑒別出太陽的位置將能給航海者在漫長的海上航程中提供一個確定的參考。

但這樣的技術在實踐操作中可行嗎？匈牙利布達佩斯特羅蘭大學生物物理學家Gábor Horváth說，此前的研究表明答案是肯定的。現在，他和同事Dénes Száz基於這些研究，將數據整合到挪威伯根和格陵蘭島東南岸的維京人定居點Hvarf之間的計算機模擬航行中。這樣的航行是直接向西的，以典型的維京船速航行約需要3周時間（每小時約11公里）。

該團隊模擬了春分（遠海航季開始的推測時間）和夏至（北半球一年中白晝最長的一天）之間的3600次航行。另外，模擬只有3個變數因素：雲層覆蓋量（一天內會有變化）、日長石選用的晶體種類和海航者使用它們的頻率。每當導航員參考太陽石時，模擬船就會根據需要調整航線。

當導航員每4小時讀取一次讀數時，船隻到達格陵蘭島的次數在32%到59%之間。若每隔5到6小時讀數，意味著船隻登陸的可能性會大大降低。但研究人員近日在英國皇家學會《開放科學》雜誌發表的報告中稱，當海員在航行中以每隔3小時或更短的時間進行太陽石讀數時，船隻將會以92%到100%的準確性到達陸地。研究人員稱，除了讀數的頻率之外，成功航行的另一個關鍵是用太陽石進行同樣數量的上午和下午讀數。（因為早晨的讀數會導致船偏向北，而下午的讀數會使它偏向南，有時會完全錯過格陵蘭島。）

該團隊研究的所有3種晶體（方解石，一種碳酸鈣的形式；堇青石，一種富含鐵和鎂的硅酸鹽；還有電氣石，一種富含硼的硅酸鹽）在每隔3小時或更短時間讀數時都能發揮良好的作用。堇青石在成功航行中的得分最高。當每隔5至6小時讀數時，被維京人稱作「冰洲石」的方解石的表現比其他兩種石頭略差一些。

儘管如此，在北大西洋的危險海域，這樣的石頭工具仍然是極為珍貴的。「維京人是極出色的船舶製造者。」Harding說，「但如果迷失了方向，他們將會死亡。」具有諷刺意味的是，一些研究人員認為，最終經過格陵蘭島南部的維京探險者早在哥倫布之前就已經發現了美洲。（晉楠編譯）

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