海上如何用星星导航（海上怎么导航）
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古希腊水手在航海过程中，是如何进行导航的？
古代希腊水手在进行航海活动时有着严苛的要求，尤其是对于海上能见度的要求，因为在没有罗盘的时代，海上的能见度直接影响着古代希腊水手的导航工作，接下来我们将对古希腊水手的导航方式进行介绍。
一、为何导航知识在考古发现中相对有限？
由于地理环境和气象环境的影响，古代地中海地区的航行模式并不是单一的，水手们在规划航线时通常将靠近海岸的航行与远海航行相结合在一起。这样对于代的水手们来说，导航与气象学的知识就显得至关重要。
任何一项的缺失对于航行活动来说都是致命的，但是，有关于借助自然现象进行导航的证据，除了使用绳子和砝码探测水深的方式以外，其他方式在考古学发现的记录中都相对有限，但是，这并不能说明古代关于导航方面的知识是匮乏的。其原因如下：
首先导航技术的发展速度超越了航海活动本身的发展速度，先进的导航技术不一定能留下考古遗迹。
其次，在古代，导航更像是一种艺术，而不是一门科学，关于导航所需要的庞大而精确的定位知识，在当时是依靠水手们的记忆来实现的，而航海图跟像是一种辅助水手强化记忆的手段，而不像后世作为导航的工具所出现在船上。
最后，在古代，导航的知识似乎是一种保护得非常好的秘密，只在被选作担任导航员的水手之间共享。因此，这些导航技术会因为很有可能会因为社会的动荡和骚乱而失传。
举个例子，在青铜时代后期，米诺斯文明需要在外海航行的导航手段帮助他们到达埃及，这可能是因为在当克里特文明消亡时这些向西航行穿越地中海的技术也随之失传了，也导致后来这些导航技术没有被迈锡尼文明所继承，因此，在青铜时代后期爱琴海地区到埃及的贸易航线出现了一段真空时期。
二、古希腊海员在航行时常用的导航手段
虽然从考古发现中我们没有办法获得大量的关于古代海员导航技术的材料，但是我们可以通过文献中对航行的描述来进行归纳和总结，荷马等人的作品在这方面提供了丰富的参考资料，通过对这些资料的整理，我们能大致还原部分古希腊海员在航行时常用的导航手段，下面将分别对这些手段进行介绍。
（1）水砣
这种方法是唯数不多的在考古范围内留下证据的导航方式。这种方式是使用一种水砣，对航线上所经过地区的深度进行测量，通过记录海水深度的变化，从而达到为船只导航的目的。但是这种方式对于沿岸航行的导航来说效果甚微，关于希腊人使用水砣进行导航的证据，可以从地中海海底找到答案，在地中海地区沿岸的水下经常会发现一些小的石块，通常这些石块被用作渔网的配重，同时也会作为简单的水砣进行使用。
（2）鸟类观察法
青铜时代的地中海地区，水手们使用鸟类来进行导航，这种导航方式是利用鸟类会返回自己巢穴的生物特性。使用这种导航方式有两种方式实现：
第一种方式，水手们在船上携带诸如乌鸦，鸽子，燕子等陆地鸟类。这些鸟类的共性在于都只能在陆地上降落。当陆地的方向超出了水手们的视野范围，他们就会放出一只鸟，当鸟飞到高处的时候，他们将会将船只引导到他们发现的最近的陆地，如果他们没有发现陆地，他们就会返回船只降落。
第二种方式通过观察水鸟的习性来定位陆地，水鸟们通常在白天飞到远处的海域区觅食，到了晚上在飞回自己在岩石上所修筑的巢穴中去，有经验的水手们通过在白天观察鸟群飞来的方向或者在傍晚观察鸟群飞走的方向，以此可以确定陆地的位置。
（3）风向导航
在磁力罗盘出现之前，地中海的水手们依靠风向来判断自己的方位。他们使用的是一种现代地理学称之为“风频玫瑰图”的方式。这种方式最早由腓尼基人提出，其原理是风在不同的温度，湿度，和一些其他因素的影响下会呈现出不同的特征，水手们根据风的这些特征来判断自己的航向。
在荷马的著作中，他提到了当时水手们通常使用东、南、西、北4种风来辨别方位，并且水手们将他们具象为古希腊神话中的神明加以崇拜。之后水手们又在这四种风的基础上增加了4种风向，形成了一个拥有8种风向的风频系统。关于这套系统的具体记录是在公元前1世纪左右雅典人使用过的一种被称为“风塔”的导航手段。
（4）地标导航
上文所提到的风向导航可以说在古希腊导航“艺术”中真正实用的工具，然而，风向对于导航员来说只是第二决定的因素，通常他们需要将风向与其他更加可靠的事物进行比较，在近岸航行时，地标通常被作为最重要的参考因素。
古代地中海地区的水手们通过学习记忆可视地标的名字来了解他们在航路上会遇到的地标，在古典时期的水手们会使用一种被称之为“航海日志”的文件，在这份文件中详细地记录了地中海沿岸地区重要的地标，然而相较于古典时代，在青铜时代并没有相应的文件记录，而导致这种情况，可能是由于当时的文字记录还不够完善。
但是文字的缺失并不影响古代水手们的航行活动，前面我们提过，古代导航技术是只在水手间传播和共享的，因此，导航员们通过他们前辈所口口相传的关于地标的特征，名字，依然能够完美地为船只进行导航。
（5）天文导航
天文导航是指古代地中海地区的水手们通过观察天体运行的方式来为船只提供导航的手段，在白天，水手们通过观察太阳不同季节在天空中运行的轨迹来判断方位。在夜间，水手们则依靠观察星座的位置来进行导航，但是，对于地中海地区的古希腊人来说，使用星座进行导航的方式，出现在其文明发展的中后期，这一时期的古希腊人在天文学上有了相当的积累，他们可以辨识天空的星座并且能描绘出某些星星的运行轨迹，然而在古希腊文明的早期，水手们是无法使用星座进行导航的。
到此，我们了解了古代水手们常用的导航手段，但是这些方法并不是独立的使用，结合这些方法的优缺点，古代水手们通常会会在航行中采用多种导航方式相结合来完成航行活动。
如何利用星星导航？
几个世纪以来，旅行者用星星引路。怎么可能只通过仰望星空就知道自己在哪里呢? 天空随着我们一直在运动。每天我们都像一个巨大的过山车一样，以每小时800英里的速度绕着地球旋转。你相对于天空运动，就相当于天空绕着地球旋转，而不是地球旋转。这就是你追踪夜空，就会看到的原因。地轴指向北极星。所以天空围绕着它旋转。
当你在北极时，北极星就在你的头顶上。当你向南移动时，它会越来越接近视界，直到在赤道，它刚好在视界上。要找到你的纬度，只要拿一个六分仪，测量地平线和北极星之间的角度，那就是你的纬度! 由于天空随时间变化而变化，经度更难计算。经度和时间紧密相连，故决定了时区。假设你住在纽约，你观察午夜的天空。再过两个半小时，地球就会自转到现在的盐湖就是纽约所在的位置。所以纽约午夜的天空和两个半小时后盐湖城的天空几乎一模一样。
因此只要知道时间就能确定经度。这在今天很简单，但在古代却相当困难。天文学家直到17世纪才解决了这个问题。望远镜是1608年由一群荷兰眼镜制造商发明的。仅仅两年后，伽利略利用这个新设备发现了环绕木星运行的四颗卫星。这些卫星像钟表一样有规律地运行。事实上，卫星提供了一种极好的测量时间的方法，然后天文学家用它来测量经度。有了这些新知识，天文学家重新绘制了世界地图。这是墨卡托在这些发明之前绘制的地图。
如果我们换成现代地图，我们会注意到由东往西方向变化了多少，而不是由于经度计算的问题导致的由北到南的变化。与此同时我们也发现欧洲变得越来越小。天文学家在了解欧洲的大小之前都倾向于夸大欧洲的面积。路易十四抱怨说，在他的天文学家们占领了大约五分之一的国土后，他因此失去的领土比他任何一个敌人失去的都多。1676年，丹麦天文学家奥勒•罗默发现，当木星远离地球时，木星的卫星比预定时间晚了几分钟出现，他意识到如果光从木星到达地球大约需要40分钟的话，他就可以解释这个延迟现象。
这是光具有有限速度的第一个证据。虽然有好几种可以在陆地上保持时间的方法，但这些方法在海上的效果并不好，因为摆钟会因波浪的运动而摆动，而且金属零件在低温时会收缩，在高温时会膨胀。经度问题困扰了航海家几个世纪。英国政府向任何能想出解决办法的人提供一笔小的财富奖赏。最终获奖者是一位名叫约翰•哈里森的英国木匠，他花了30多年的时间去完善他的精密计时器，这个精密的装置将彻底改变航海学。
我们仍然使用时钟导航。上世纪80年代，美军发射了一批卫星。每个卫星都有一个非常精确的原子钟，用来不断地广播时间，然后通过信号传到地面。让我们假设信号需要十分之一秒才能到达地面，用这个时间乘以光速，你会发现卫星在19000英里以外。这就告诉我们，我们现在在离卫星19000英里以外的一个球体上。如果我们用好几个卫星重复这个过程，我们就可以将这些球体相交并精确定位。你的GPS就是这样工作的！
海鸟在大海上空飞行是靠什么来导航的呢？
飞机在无垠的天空中飞行，没有导航仪器是不可想象的事。几十年来，有大量飞机因导航仪器失灵而遇难，许多飞行人员和旅客为此而丧生。为了解决飞机导航问题，减少空难事故，世界各国不惜耗费巨资来研制各种精密仪器。然而，在海洋上定期迁徙的海鸟，却天生具备准确导航的本领，它们长途飞行千万里，总能够准确无误地到达目的地。像北极燕鸥，每隔两年就要进行一次从北极到南极的长途飞行，若没有高超的导航本领，是无法飞越这漫长的旅途的。那么，这些海鸟在无边无际的大海上空飞行，是靠什么来导航的呢?
这是一个还没有完全揭开的自然之谜。人们为此进行了长期的观察和研究。有人将出生在英国斯克科尔姆岛的曼克斯海鸥分别送到欧洲大陆各个地方释放，结果发现，当天气晴朗的时候，这些被释放的海鸥都不约而同地朝着它们的出生地飞去。
有一只海鸥是由水路经大西洋，过直布罗陀海峡，再经地中海送往意大利的威尼斯，然后再释放的，可这只海鸥竟没有从原路返回，而是选择了一条近得多的陆路直飞斯克科尔姆岛。它飞越阿尔卑斯山，横穿法国和英吉利海峡，行程1700多千米，历时10天，顺利地回到了自己的出生地。还有人将一些信天翁从它们的栖居地带往遥远的他乡，这些信天翁一旦获释，便以惊人的速度返回故乡，绝不会找不到返乡之路，其中有一只信天翁只用了10天时间就飞完了5800多千米的路程，准确快捷地回到家。
有些海鸟在旅途中是昼夜兼程。人们在这些海鸟身上系上小灯泡，以观察它们在夜间飞行的情况，结果发现，在月朗星稀的夜里，它们总是毫不犹豫地直接朝着故乡的方向飞去；而当天空阴云密布的时候，情况就不同了，许多海鸟显得惶惑不安，不知所向，毫无目的地盘旋和起降，直到天气晴朗，才又坚定地朝故乡飞去。根据这些现象，人们开始猜测，海鸟很有可能是依靠星象来导航的。
为了证实这一点，科学家们设计了一个可以由人工控制的人造“星空”，将捕到的海鸟置于其中。果然，海鸟就像在自然环境里一样，准确地调整了自己的飞行方向。尤其当“星空”出现与其出生地相应的景象时，它们更显得异常兴奋，表现出跃跃欲飞的架势。这个试验证实了海鸟是根据星象来进行定位和导向的推测。
但是，海鸟为什么会有这种特殊的生理机能呢?科学家们仍然不能确切地回答这个问题。目前有两种假设。一种假设认为，光照周期可能是其中的关键因素，所有海鸟体内都有生物钟，这些生物钟始终保持着与它们出生地或摄食地相同的太阳节律。另一种假设则认为，海鸟高超的导航本领，是由于它们高度发达的眼睛能够测量出太阳的地平经度，这两种假设都还没有结论，仍在进一步探索之中。
现在还有一种理论认为，鸟类的迁徙习性是由史前时期觅食的困难造成的。为了寻找食物，鸟类不得不进行周期性的长途旅行。这样年复一年，世世代代，经过漫长的演化过程，各种迁徙习性被记录在它们的基因遗传密码上，然后通过核糖核酸分子一代一代传了下来。像那些很早就被它们父母抛弃了的幼鸟，在没有成鸟带领、也没有任何迁徙经验的情况下，竟能成功地飞行几千里，抵达它们从未到过的冬季摄食地。看来，对于鸟这种内在的迁徙本领，只能用遗传密码来作解释。
另外，人们知道，在星象导航中，最重要的条件莫过星星的位置了。然而，天体却并不是永恒不变的，像我们地球所属的太阳系里就有许多昼夜运行着的行星。那些利用星象导航的海鸟为什么不会被这些明亮的运动着的行星所迷惑呢?鸟类的遗传密码又是如何补偿行星的逐年变化的呢?这又是至今人们尚未揭示的奥秘。
在研究中，人们还发现，海鸟除了利用星象导航以外，它们的红外敏感性、对地球磁场的反应以及它们的嗅觉和回声定位系统，可能也在导航中起了作用。但对于海鸟的这几种导航的机制，人们也还没有完全搞清楚。
