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作者：马褂
编排：冯中
前两期谈到《金蝉脱壳》电影里，龙叔指使施叔抢夺狱友眼镜，又偷了狱医的刻度表，做了一个六分仪，交给毒贩狱友设法去测量北极星的高度角，以确定监狱所在位置。
我说这其中有个bug，这回就来详细说说与此有关的六分仪的使用。
欧洲人在15世纪~17世纪期间，在全球范围开启了地理大发现的时代，开辟新航线，大搞远洋贸易。在茫茫的大洋上四周没有参照物，只能依靠星辰来定位。但是要想测量得非常精准，还得要有一件趁手的“兵刃”——既要轻便满足快速测量的要求，又要精确以满足定位所需的精度。
后来到了十八世纪，牛顿牛老爵爷提出了一个测量角度的工具的设计，并给出了数学证明。后人在他的指引下，就设计出了六分仪用于航海。
就是这样的道具，一开始底下的圆弧比较短，是圆周的八分之一，被称为八分仪，实际测量的时候有点局促。后来再扩充到圆周的六分之一，就被称为六分仪了：
它的工作原理是：
六分仪的主要构造是一个固定支架，一根旋转臂，活动臂上有一面小镜子，固定支架上也有一面小镜子，以及另一边固定支架上的小望远镜
在固定支架上的这面镜子，是由两个半圆构成的，一个半圆是透明玻璃，从小望远镜看过去，能看到远方的景物；另半圆则是一面小镜子，从旋转臂上小镜子反射来的光，经过它再反射一次进入小望远镜。
观测者所要做的事就是调整活动臂，使得当从小望远镜看过去，天上的星光与远方的景物（海平面）对齐的时候，从活动臂所指的圆弧刻度上读数就可以知道星星的高度角了。
为了达到所需的精度，在读数方面，六分仪还有这样一些设置：
1、微调螺旋的圆周被划分为 60 等分，它每转一圈，活动臂就移动 1 度，这样从圆周上的读数就可以读出 1 度的六十分之一，也就是1分
2、但这还不够，在微调螺旋对面的游标上，将 4 分的宽度再划分成了 5 等分，由它们之间的移动偏差，又可以进一步读出0.2分精度的数值
这么个看起来并不起眼的工具，却融合了天文学、数学、高精度机械加工等原理。在没有GPS的年代，航海家们靠这个工具实现对船舶的全球定位（当然还有很多其他细节的技术），终于造就了四海称霸的历史。想想当年大清帝国被西欧列强打破国门，并不只是败在坚船利炮的份上，也有六分仪导航的因素在内吧？大清国缺乏向国外学习先进科技的意识和能力，闭关锁国，沉浸在天朝老大的迷梦中，最终输给西方列强，真是令人叹息不已。
回过头来继续聊电影：龙叔搞出来的“六分仪”，刻度方面没法做到那么精确，也就罢了；在观测镜方面，虽然那位被抢了眼镜的狱友吃了不少苦，但他的眼镜没有半透半反功能，也就没法实现星光与海平面的对齐；更何况最后毒贩狱友是趴在一个深坑里，根本看不到海平面的，又怎能完成测量呢？
伪六分仪
深坑
欧美这些国家大约是走的航海路线起家，比较推崇这些航海工具。在去年的科幻大片《火星救援》的原作里，流落在火星上的主角为了实现测量自己所在位置，也试图搞一个六分仪出来（小说里有这段情节，电影里没有拍）。
然而从我前面的描述里可以知道，他所谓的管子＋细绳＋砝码＋刻度，是做不出六分仪来的。作者在这方面也出了bug（我去找过英文版的来校验过，原文确实是“sextant”；包括《金蝉脱壳》里，英文版也是说的这个单词，可见不是翻译惹得锅，而确实是原文的bug）。
他们其实所需要的是这么个东西——“星盘”
在六分仪诞生之前，很多天文观测是用它来进行的，原理也很简单：把它悬挂起来，利用地心引力使它垂直于水平面，观测者调整指针对准某颗星星，从指针的偏转就能读出高度角。
或者做得更简单一些，用一个半圆量角器，中心栓上砝码使之对准地心，转动量角器的底边使之对准某颗星星，就可以从量角器上得出读数。
这才是只用“管子＋细绳＋砝码＋刻度”就能简单实现，而且不怕蹲在坑里也能发挥作用的利器！不过测量时候容易晃动而且精度不高，后来逐步被六分仪淘汰。用在电影里不需要太高精确度的场景下还是足够的，可能是名称和形象都不够高大上，所以才没有被导演看上吧。
『天文湿刻』 牧夫出品
微信号：astronomycn
How to Use Sextant Navigation
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