南非洲歷險記(11)_凡爾納

十一

　　當12個底座都被固定好而且頂部都被蓋上小木塊之後，埃弗雷特上校和馬提厄·斯特呂克斯負責在上面擺放尺子，兩位年輕人也參加了這項難度最大的工作。尼古拉·巴朗德爾則手握鉛筆，隨時準備在雙份筆記上記錄下告訴他的數值。

　　一共使用六把尺子，其長度被提前絕對準確地規定好了，而且與法國圖瓦茲——大地測量中通常被使用的長度單位——比較過了。

　　這些尺子每把長兩圖瓦茲，寬6法分（1法分＝2.25毫米），厚1法分，用白金製成，這種金屬在通常情況下不會變質，任何冷熱情況下都不會發生氧化。但是要考慮在不同溫度下，這些尺子會發生熱脹冷縮。因此他們想到為每一把尺子裝備一下金屬溫度計，這種溫度計建立在各種金屬在高溫下膨脹程度不同的原理之上。這就是為什麼每把尺子上面都放了一把稍短的銅尺子。銅尺的末端安有一個標，能夠準確地指出尺子的相對延長，由此就能推斷出白金的絕對延長。另外，標的變化能夠被如此精確地計算出來，以至白金尺無論發生多小的膨脹也都能夠被計算出來。由此可以明白這種實驗的精確度有多高。標還配有顯微鏡，能夠準確到0.025圖瓦茲。

　　尺子被首尾相接擺放在小木塊上，然而彼此都沒有觸及，因為要避免任何短暫的接觸所造成的碰撞。埃弗雷特上校和馬提厄·斯特呂克斯親自在小塊上擺好了第一把尺子。大約100圖瓦茲之外的第一個小木樁之上建有一個水準標尺，由於尺子的兩端都裝有恰好垂直位於尺子中軸線上的鐵尖頭，這樣就能夠很容易地把尺子準確地擺放在要求的方向上。艾默裡和佐恩一直跟在後面，現在又俯伏在地上，檢查尺子的兩個尖頭是否位於水準標尺的中點上。這樣就可以保證尺子被擺在正確的方向上。

　　「現在，」埃弗雷特上校說道，「應當借助一條與第一把尺子末端垂直相切的線來準確地決定實驗的出發點。任何一座山都不會在這條線上發生明顯作用，因此能夠在地上精確地標出基礎底邊的頂端。」

　　「是的，」斯特呂克斯說道，「但條件是我們要考慮到線在接觸點上的1/2厚度。」

　　「我也是這樣想的。」埃弗雷特上校說。

　　出發點被準確地固定好了，工作繼續進行。但是僅僅把尺子準確地放在基礎底邊的直線方向還不夠，還應當考慮到它相對於地平線的傾斜度。

　　「我認為我們不能奢望將尺子置於完全水平的位置。」埃弗雷特上校說道。

　　「我也認為不能，」斯特呂克斯說道，「只要用一把水平儀測量出每把尺子與地平線形成的角度，然後從測定的長度中推算出真實長度。」

　　兩位科學家達成了一致。於是開始用特製水平儀測量尺子與地平線的角度。這種水平儀是由一個活動照準儀、一個合頁放置在一把木角尺上做成的。一個標通過其刻度與一把標有十度弧、以每5分為單位的尺子刻度的重合來指出傾斜角。

　　尺子的角度被測量出來，並且結果得到確認。正當巴朗德爾準備把結果記錄下來時，斯特呂克斯建議把水平儀翻轉過來，再讀出兩個弧度的差數，這個差數就是要求測定的傾斜角，這樣工作就得到了檢驗。俄國科學家的建議在諸如此類的實驗中都被採納了。

　　至此，兩個重點都已被觀測過了：尺子相對於基礎底邊的方向及其與水平面形成的角度。這兩個數字結果被記錄在兩份不同的筆記上，並分別在空白處簽署了委員會成員的名字。

　　還要做兩項同樣重要的觀測才能結束與第一把尺子有關的工作：它隨溫度的變化和它所測量的準確性。

　　至於它隨溫度的變化，可以很容易地通過它與銅尺長度差別的比較被標示出來。顯微鏡被斯特呂克斯和埃弗雷特上校相繼觀察一次，能夠標出白金尺變化的絕對數值，這個數值被記錄在兩份筆記上，以待在16℃情況下進行推算。當巴朗德爾拿到被測定數值後，所有的人立即再核對一遍。

　　現在需要標出實際測得的長度。為了得到這個結果，必須在第一把尺子之後；在小木塊上放置第二把尺子，兩把尺子之間有個小間隔。第二把尺子以同樣的方式放置好了——在他們認真地檢查過兩把尺子的四個鐵尖頭是否在水準標尺的中點上排成一條直線之後。

　　只剩下測量兩把尺子之間間隔的距離了。在第一把尺子末端沒有被銅尺覆蓋的部位，有一小片白金滑片在滑槽中異常輕微池滑動。埃弗雷特上校撥動滑片使之與第二把尺子接觸。由於滑片的刻度精確到0.010圖瓦茲，而且位於滑槽一邊，配有顯微鏡的標可以準確到0.100，因此可以精確地算出故意留在兩把尺子之間的間隔。數值很快被記錄在兩份筆記上，而且馬上被重新核對一下。

　　在佐恩的建議下，他們採取了有利於測得更加精確數值的另一個謹慎步驟。在陽光照射下，白金尺被銅尺覆蓋的部分受熱相對較慢。為了防止這種溫度變化的差別，他們在高出尺子幾法寸的地方蓋了一個小頂棚，並不會妨礙觀測。只是在早晨和下午，當陽光斜著照進頂棚下落到尺子上時，他們便從側面張開頂棚擋主陽光。

　　這種操作被耐心、細緻地進行了一個多月。當四把白金尺相繼被放好，它們的方向、角度、膨脹和真實長度都被核對過，科學家們拿掉第一把尺子及其底座和支架，在第四把尺子後面以同樣的規則重新開始工作。雖然科學家們技巧都很嫺熟，但這些操作仍需要很長時問。他們每天只能測量220-230圖瓦茲，尤其是當天氣不好、強風會破壞儀器的穩定性時，他們只好中斷實驗。

　　每天下午，當由於光線不足而無法閱讀遊標卡尺之前三刻鐘，科學家們就謹慎地中止工作，留待第二天早晨重新開始。標有「1號」的尺子具有臨時作用，用以在地上標出它會到達的一點，科學家們在這一點上挖個洞，插進一個頂部裝有鉛板的木樁。1號尺的角度、溫度變化和方向都被測過之後，就把它放回固定的地方，並記下用4號尺測定的延長距離，然後借助一根與1號尺頂端垂直相切的線，在木樁頂部的板上作一個記號。在這一點上，兩條相交成直角的直線（其中一條與垂直底邊方向相同）被小心劃出來。鉛板被蓋上木頭圓帽，洞被重新堵上，木樁被埋在地上直到第二天。這樣，在夜間任何事情都不會將儀器搞亂，從而不必從頭開始實驗。

　　第二天，拿去蓋板，借助一條端點落在兩條垂直線交點上的垂直線把第一把尺子放在與昨天相同的地方。

　　這就是他們在持續38天裡在這塊平整的平原上進行的一系列實驗。所有數字都做成兩份記錄，並得到所有成員的檢查、核對和確認。

　　埃弗雷特上校及其俄國同仁之間幾乎未發生過爭論。遊標尺上顯示出的0.400圖瓦茲的數字有時會使兩人交流幾句客氣而生硬的話語。但是成員們都有發表意見的權利，大家必須服從多數人的意見。

　　只有一個問題在兩位對手之間產生了明顯的分歧，約翰·馬瑞閣下不得不進行調解。這就是關於第一個三角形底邊長度的問題。很明顯，底邊越長，三角形的頂點角越開闊，也就更容易測量。然而，長度不可能無限延長下去，埃弗雷特上校建議底邊長六千圖瓦茲，幾乎是莫蘭路上底邊的長度。斯特呂克斯想將之延長到1萬圖瓦茲，因為地面是允許的。

　　在這個問題上，埃弗雷特上校顯得毫不妥協，斯特呂克斯看上去同樣不願讓步。彼此列舉過尚合情理的論據之後，成員們開始表態了。民族問題一觸即發。兩位科學家也不再是科學家，而是一位英國代表和一位俄國代表。幸虧一個持續好幾天的壞天氣打斷了爭論，科學家們的頭腦冷靜下來，最後多數決定，底邊長度為大約8千圖瓦茲，這樣恰好不偏不倚。

　　總之，實驗進行得很好、很精確。至於其高度的準確性，在北半球同一經線上進行的另一次實驗將會使之得到檢驗。

　　最後，直接測出的底邊的長度是8037.65圖瓦茲，在此之上，將會建立一系列橫跨南部非洲數緯度範圍的三角形。

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