維京海盜究竟靠什麼導航？可能是傳說中的水晶石

04-23

幾個世紀以來，維京海盜統治著北大西洋，他們勇敢地橫穿飄滿冰山的公海，航行數千公里，在冰島和格陵蘭島的殖民地上所向披靡。然而有一點很奇怪——他們從不使用羅盤。他們是怎麼做到無障礙地航行的？科學家們一直感到很困惑。要知道，維京海盜橫行的地區一直充滿著厚實的雲層和濃濃的大霧。現在，有個研究小組利用計算機模擬以及「神秘的水晶」找到了答案。

在最近幾十年中，已有研究人員提出，在諸如「奧拉夫國王的傳奇」等維京傳說中提到的「太陽石」，是解開維京人能在不太晴朗的天空下航行之謎的關鍵。據說即使太陽被雲遮住，「太陽石」可以識別太陽的位置。然而，在為數不多的維京航船遺骸中，人們並沒有發現這種石頭。「這完全是猜測。」英國諾丁漢大學的生物化學家斯蒂芬·哈丁說。他沒有參與這項新研究，但他指出，有證據表明「太陽石」有可能存在——這些證據包括一塊粗糙、發白的水晶，是在16世紀的英國海難中於其他導航設備附近發現的。他又補充道，這並不是不合理，因為維京人在幾個世紀之前穿過了英國的海域並襲擊了不列顛群島，英國水手可能從維京人那裡學會了這種導航技巧。

用水晶導航可不是新時代的幻想。幾種類型的礦物——特別是方解石，堇青石和電氣石的超純晶體，可以將陽光的光束分成兩份，偏振光與主光束的走向略有不同。通過這種水晶觀察天空，並旋轉它直到兩束光一樣亮，這樣做就有可能發現環繞太陽的偏振光環，哪怕是多雲天氣該方法依然能湊效。識別太陽的位置為海員在長途旅行中提供一個確定的參考點。

圖 | 1000多年前，維京航海家可能使用一種被稱為「太陽石」的水晶在挪威和定居地格陵蘭島之間航行

但是，這種技術是否真的可行？匈牙利羅蘭大學的生物物理學家Gábor Horváth已做過研究，回答是肯定的。近日，他和大學同事Dénes Száz在這些研究的基礎上，將維京人在挪威卑爾根與格陵蘭島東南海岸的維京定居點——赫瓦爾夫之間的航行數據進行了計算機模擬。這樣的航程是一路向西的，在典型的北歐海盜船速度下（大約11千米每小時），航行時間大約是三周。

研究小組模擬了3600次航行，並假定開闊海域旅行季節的時間為春分到夏至。不考慮時間的話，數據模擬中只有三個變數：一天中變化的雲層覆蓋數量，用作「太陽石」的水晶的類型，以及海員們求助於「太陽石」的頻率。每次導航員參考「太陽石」時，模擬的船舶就會根據需要調整航向。

研究人員在4月3日的《皇家社會開放科學報告》中報道稱，觀察「太陽石」時，導航員每4小時讀取一次，則他們的船只有32％～59％的可能抵達格陵蘭島；每5～6個小時讀取一次，則該船的登陸機會明顯降低。但是如果海員在3小時或更短的時間間隔內讀取「太陽石」的讀數，船只有92％～100％的可能登陸。研究人員還說，除了讀數頻率之外，成功抵達的關鍵還在於早晨和下午應讀取相同的次數（早晨的讀數會導致船隻航向北偏，下午的讀數可能會導致航向南偏，有時甚至會導致錯過格陵蘭島）。

圖 | 像這樣的方解石晶體可能是維京傳奇的「太陽石」，有了它海員們得以駕馭漫長的航行

研究小組研究的三類晶體——方解石，一種碳酸鈣；堇青石，一種富含鐵和鎂的硅酸鹽；電氣石，一種富含硼的硅酸鹽——它們在3小時或更短時間內都性能良好。堇青石取得了成功航行的完美記錄。但是當讀數的時間間隔達到5～6小時的時候，維京人熟知的「冰島晶石」——方解石的礦物性能比其他兩種石頭略差。

儘管如此，在北大西洋的危險海域，「太陽石」這樣的工具是非常珍貴的。生物化學家斯蒂芬·哈丁說：「維京人是造船專家，但是如果他們迷路了，那就死定了。」具有諷刺意味的是，一些研究人員認為，最終穿過格陵蘭島南部的維京探險家們早在哥倫布之前就已經發現了美國。