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方解石(Calcite)是羅盤還沒有發明以前的航行工具嗎?

不知道有多少人聽過紅髮的艾瑞克(Erik the Red)的傳說?他在十世紀由挪威航行到冰島,最後到格陵蘭,開始了一連串維京人的開拓史。其實在八世紀的時候,挪威人(當時稱為維京人the Vikings)就開始向歐洲其他地區侵略了,可是羅盤直到十四世紀才由中國傳入歐洲(1),那麼,這些維京人是怎樣在海上辨別方向的呢?

從古代諾斯人(Norse,也就是維京人)的傳說中,科學家瞭解到,除了觀察太陽以外,諾斯人還使用一種「太陽石」(sunstone)來幫助他們辨別方向。尤其在陰天的時候,「太陽石」更顯得重要。

但是「太陽石」到底是什麼呢?一群法國的物理學家認為可能是方解石(Calcite, 2)。

方解石是碳酸鈣的結晶,具有雙折射(birefringence)的特性:任何透過它的光線會被分成兩條路徑折射,在遠處投射出兩個影像。

方解石的雙折射特性。光是把方解石放在紙上就可以觀察到下面的字
產生了雙重影像。圖片來源:維基百科

法國的研究團隊發現,可以經由適度調整方解石的位置,讓透過的太陽光投射出的兩個影像一樣深淺,找到太陽的位置。

為了證明他們的想法可行,法國的團隊在他們的研究裡使用了來自冰島的方解石,造了一個想像中的「太陽石」;他們發現即使在陰天、甚至在太陽落入地平線以下的時候也能夠用這個「太陽石」找到太陽的正確位置,而且誤差不超過1%!

科學家想像中的「太陽石」。圖片連結網址:ScienceNow

所以,如果方解石真的是諾斯傳說中的「太陽石」,或許對航海有不小的幫助;但是要靠投影來辨別方向,對於在北太平洋航行的諾斯人還是不小的挑戰(船在海上晃來晃去還要投影…)。

筆者讀過一些諾斯人的航海傳說,感覺上諾斯人的問題不只是方向而已,還有造船技術的問題;所以當時的航海傳說上不只一次提到,他們航海時都是盡量靠著海岸線走(3)。不過,法國的科學家也提到,到目前為止在任何維京人的遺址或船隻殘骸上都還沒有發現這傳說中的「太陽石」喔!

參考文獻:
1. Wikipedia. 2011/10/27. Compass.
2. ScienceNow. 2011/11/1. The Viking Sunstone Revealed? – ScienceNOW
3. The Vinland Sagas, translated by Keneva Kunz, Penguin Books, 1997

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