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人類為何癡迷于珠穆朗瑪峰?

2020-09-23  明白知識

    珠穆朗瑪峰,這座從恐龍滅絕的年代逐漸隆起的世界第一高峰,人類登上它、親身了解它的歷史,不過最近一百年的時間。

    人類為何癡迷于珠穆朗瑪峰?

    | 珠穆朗瑪峰

    圖片來源:businessinsider.com

    就在2020年的5月27日,中國2020珠峰高程測量登山隊8名隊員在中午11時登頂珠峰,再一次對它的高度進行測量。

    人類為何癡迷于珠穆朗瑪峰?

    | 中國2020珠峰登山隊。

    圖片來源:scmp.com

    無論登頂多少次,人類對珠峰的迷戀與好奇從未消失過。而對珠峰高度的測量,也將一直進行下去。

    01 如何測量珠峰高度?

    此次由中國登山隊登頂實施的測量,可以說非常全面。大致包含全球導航衛星系統(GNSS)測量、光電測距、重力測量、衛星遙感、精密水準測量、雪深雷達測量、天文測量和似大地水準面精化測量。

    其中,精密水準測量和似大地水準面精化測量就是三角高程測量或交會測量,它的原理并不復雜。

    測量高度首先要找到一個基準面,我們國家用的是1985年的國家高程基準,起算點位于青島觀象山上的水準原點,這個原點的海拔高度是72.260米。然后,以水準原點作為起點,建立起國家高程基準網,在全國各個省份建立若干水準點。

    這次珠峰的測量,就是根據日喀則的一等水準點起測的。

    日喀則的水準點同步傳送到珠峰腳下的六個交匯點之后,就確立了一個水平平面。

    接下來就需要登頂珠峰的隊員們在山頂安裝艦標,形成一個未知點。在地面上的六個交匯點的隊員就開始從不同角度與山頂連接,構建多個大三角形,這樣,珠峰的高度其實就成了三角形的一條邊。

    對于其中一個三角形來說,地面的交匯點的坐標是確定的,與山頂未知點之間的角度也可以測量得到,這樣就得出了珠峰的高度。這就是三角高程測量方法。

    如果多建立一些已知點,比如這一次建立了六個,就可以完成交會測量,原理和三角測量一樣。

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    | 珠峰的交會測量模型。

    圖片來源:自然資源部宣傳教育中心

    三角高程測量和交會測量都是比較原始的測量方法,除了登頂比較困難,其他都可以通過簡單的常規設備和數學方法測量。

    除此之外,登頂的測量隊員們需要架設GNSS的接收設備,GNSS系統包括了美國的GPS、中國的北斗、俄羅斯的GLONASS和歐盟的伽利略定位系統,各個系統的衛星會與接收設備相連接,在一定時間內對接收點進行不斷確認。

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    | GNSS系統,包含美國、俄羅斯、中國和歐盟發射的多個衛星。

    圖片來源:globalpos

    這還沒完,還有重力測量。

    通過重力儀對珠峰峰頂的重力加速度值的測定,再測量珠峰周邊地區的重力和航空的重力,來建立一個重量場模型,再次對珠峰高度進行標定。

    除此之外,還需要在珠峰架設冰雪探測雷達,找到珠峰藏在雪下的峰頂位置,并測得冰雪覆蓋的深度。

    所有這些數據目前都已測量完畢,已經傳輸到位于西安的陜西地理空間大數據中心,進行后期分析。

    這一次會測得怎樣的數字來刷新它的「身高」,我們拭目以待。

    不過,我們已經知道,由于兩大陸地板塊的擠壓,珠峰每年平均增高約1.27厘米。

    這也就意味著即使這一次測完,下一次再測又不是這個高度了。

    這樣的工作有意義嗎?

    其實,人類在發現珠峰之前,就已經非常感興趣高山巨物的身高了,因此一直在探究測量的方法。

    02 從泰勒斯到GPS

    對巨大物體的測量最早可以推至公元前6世紀。

    當時希臘哲學家,被稱為哲學之父的泰勒斯前去埃及旅行,埃及法老向他提出了一道難題,就是如何測量金字塔的高度。

    泰勒斯于是在金字塔前立了一根桿子,等待太陽照射下,桿子的投影和它一樣長的時候,標出金字塔的影子的位置,那時候,金字塔的影子也和它的高度一樣。利用相似三角形的方法,泰勒斯算出了金字塔的高度,也成為相似三角形的提出者。

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    | 古希臘哲學家泰勒斯,是人類歷史上有記載的最早的哲學家,生活于前7世紀末和6世紀初,除了提出相似三角形以外,還認為「萬物是由水構成的」。

    圖片來源:wikipedia

    從泰勒斯開始,人們一直沿用這種方式測量物體的高度,只不過多了對角度的測量。直到工業革命之后,才出現其他的測量方法。

    一方面,地理學家、科學家們發明了更準確的水平儀,角度測量儀來幫助觀測,但大體上沒有擺脫泰勒斯的思路。另一方面,隨著人們對世界規律突飛猛進的認識,人們學會利用氣壓的大小、溫度的高低、重力的大小、水的沸點等參照測量。

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    | 重力儀(Gravimeter)是用于測量儀器的重力加速度的儀器。

    圖片來源:springer

    測量山峰和測量金字塔有所不同,金字塔的高度取決于相對高度,是地面到塔頂的高度。而山脈的高度除了相對高度以外,還有絕對高度。一塊石頭放在青藏高原上也比泰山高得多就是這個道理,絕對高度測的是海拔。

    因此,測量珠峰的難度顯然是很大的。首先需要在珠峰下面建立一個基準面,確定這個面的高度,然后再通過三角測量法去測量它的高度。

    第一批對珠峰高度感興趣的人是英國人。

    1808年,英國占領印度時期,曾組織勘察隊來到尼泊爾,觀察到了喜馬拉雅山脈巍峨的山峰。19世紀40年代,英國人開始試圖測量珠峰附近的一系列山峰,這些山峰幾乎全部都在8000米以上。英國人還一度認為,世界上最高的山峰并不是珠峰,而是喜馬拉雅山脈中段的干城章嘉峰(Kanchenjunga)。

    到了1856年,英國人安德魯·斯科特·沃夫(Andrew Scott Waugh)參考了印度數學家測量的數據,運用三角測量方法,在沒有電腦的時代花費一個多月的時間分析測量數據,得出了珠峰四舍五入之后的大概高度,合29000英尺(8839.2米)。

    由于數字過于平整,他自己加了2英尺,變成29002英尺(8839.8米),顯得更真實可靠。不得不說,當時測出的數字和今天我們熟知數字已經很接近了。而且他用他的的測量表明,珠峰是地球上已知最高的山峰。

    同一時期,印度測量局也用類似的三角方法測量了珠峰,數字更加準確,為8847.6米。

    60年代,中國人首次登頂珠峰,并在60年代展開對珠峰高度的測量和研究,展開了三角、重力、水準和天文測量等多種方法,并在之后一再確認,得到了8849.75米。1975年,中國重新測繪了珠峰的高度,這次得到了流傳最廣的數字8848.13米,只不過沒有考慮雪層的高度。

    1998年,美國人第一次使用了全球定位系統(GPS),可以通過衛星來確定地球上任意一點的空間位置,只要有4個以上衛星對地面上一點進行確認就可以做到。

    除此之外,他們還在珠峰頂部的雪層上打孔,把GPS接收器放置在巖面上。這一里程碑的測量方法一直沿用到今天。當時,美國人測量的數字是8850米。這個數字至今流行于歐美世界。

    2005年,中國運用了美國的GPS系統,將珠峰高度更新為8844.43米,這一次考慮了雪層覆蓋的高度,可以算是珠峰的「裸高」。

    隨著技術的進一步革新,人們可以用電腦運算以及構建模型,效率和準確度都大大增高,但是不管怎樣,想要得到最準確的數字,目前還是需要有人能夠登上山峰。

    2020年這一次的登頂珠峰,就是利用最先進的設備得到比以往更精確的數字,更新珠峰的「身高」。

    作為世界第一高峰,雄偉險峻的珠峰一直吸引著中西方探險者的目光。

    03 人類對珠峰的執念

    中國人對珠峰的執念可以上溯到康熙年間。

    18世紀初,康熙剛剛結束了對噶爾丹的征討,正值親政以來的全盛階段,其統治已經延展到西藏。

    1708年,康熙主持編著《皇輿全覽圖》,派人前往西藏繪制地圖。后來,由于繪制的西藏地圖無法與已有的內陸地圖完整拼接,康熙再次遣人重繪。

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    | 《皇輿全覽圖》西藏部分

    圖片來源:臺北故宮學術季刊

    雖然最終這一圖卷仍然有諸多錯誤,但卻明確標出了珠穆朗瑪峰的位置,當時名為「朱姆朗馬阿林」。「阿林」在滿語里就是大山的意思。

    乾隆在位時,西藏的安定再次成為重要議題,地圖繪制重啟。這一次,珠峰被更名為「珠穆朗瑪阿林」,現在通行的稱呼在那時就已經確立下來了。

    至于征服和測量它的高度,很長一段時間都不是中國人的事。

    在英國人確定了珠峰是世界第一高峰之后,珠峰的知名度與日俱增,也開始吸引世界各地的登山愛好者、探險家和科學家。

    對珠峰的征服也逐漸變為國家間的競爭。

    1921年開始,英國人已經不滿足于測量珠峰,而是開始了攀登珠峰的挑戰。這一年,英國人第一支登山隊到達了7000米處。

    一年之后,英國人組成了第二支登山隊伍,供氧裝置帶領他們到達了8320米處。

    1924年,兩位英國探險者喬治·馬洛里(George Mallory)和安德魯·歐文(Andrew Irvine)前往珠峰,當被問及為何要攀登珠峰時,馬洛里說「因為它就在那里」,這句話成了名言。

    但不幸的是,他們也成為了攀登珠峰歷史上的「馬歐之謎」。他們失蹤了70多年,直到1999年尸體才在8150米處被發現,由于找不到兩人攜帶的相機,沒人知道他們究竟是不是首次登頂珠峰的人。

    人類為何癡迷于珠穆朗瑪峰?

    | 喬治·馬洛里(右)和安德魯·歐文(左)

    圖片來源:oxfordmail

    馬洛里和歐文之后,攀登珠峰的熱潮褪去了三十年,直到1953年,人類才真正留下了征服珠峰的記錄。那一年,新西蘭的探險家埃蒙德·希拉里(George Herbert Mallory)和他的向導,夏爾巴人丹增·諾蓋(Tenzing Norgay)成為珠峰的阿姆斯特朗。

    夏爾巴人諾蓋因此成為世界名人,他的名字命名了冥王星的一座山脈。夏爾巴人這一群體也得到了世界范圍的認識。而實際上,從19世紀末開始,來到喜馬拉雅山脈的登山者們就發現了夏爾巴人。

    這些擁有高海拔登山能力的人群成為服務登山者,成為以幫助人們攀登珠峰為生的向導。

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    | 埃蒙德·希拉里(左)和夏爾巴人丹增·諾蓋(右)

    圖片來源:national geographic

    因為是在冷戰時期,蘇聯將諾蓋和埃蒙德·希拉里登頂珠峰視作一個政治事件,認為在這件事上蘇聯不能輸給資本主義陣營,尤其要趕在美國之前登頂珠峰。

    同年,瑞士登山隊第二次登上了珠峰峰頂,這更是一種刺激。于是,在蘇聯的要求下,中國與蘇聯準備成立一個「中蘇聯合探險隊」。

    在此之前,攀登珠峰都是從相對平緩的南坡進行,中蘇這次則想要挑戰從未有人嘗試的北坡,似乎這樣可以在登山的「冷戰」中獲勝。

    可是,1959年和1960年,中蘇關系惡化,蘇聯退出了登山計劃,而中國正在面臨史無前例的饑荒。沒有了蘇聯的支持,中國缺少資金和設備。

    饒是這些情況仍沒有改變中國登頂珠峰的想法。最終,中國「勒緊褲腰帶」,拿出了70萬美金購買了瑞士設備,并在1960年從北坡登頂成功。這段歷史被拍攝成了電影《攀登者》。

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    | 電影《攀登者》劇照。

    三年之后,美國人完成了對珠峰的挑戰,他們選擇了難度更高的西坡。

    1975年,中國再一次從北坡挑戰,這一次人數更多,從之前的3人登頂變為9人登頂。2005年,中國人再次登頂。

    自從人類站在珠峰之上,對珠峰的征服變得可能,來自世界各地的人開始對珠峰進行花樣挑戰。挑戰珠峰的人開始出現女性、殘障人士、未成年人、在校大學生,還有奧運圣火的身影。

    與此同時,死于珠峰的人也數不勝數,這個「世界第三極」依然是人類已知最危險的地帶之一。

    截止2012年,就已經有兩百多人死在了去往珠峰峰頂的路上,他們的尸體至今仍冰凍在那里,無法運送回來。夏爾巴人也因為進行著極度危險的服務而死傷無數。

    饒是這樣,人們對珠峰的熱忱仍未熄滅。

    攀登珠峰和測量它的意義,從個人愛好、自我實現、團隊精神到民族自豪、國家實力,人類從來能說服自己進行這一活動。

    04 登頂珠峰,值得嗎?

    在今天,測量珠峰和挑戰珠峰都在失去意義。

    首先,珠峰并不是世界上最難攀登的山峰,人類沒有征服的山峰還有很多,比如像世界第二高峰喬戈里峰,就被公認為最難征服的山,據統計,攀登喬戈里峰的死亡率在27%。還有像西藏的梅里雪山、南迦巴瓦峰,巴基斯坦的拜塔布拉克峰、南美的托雷峰等等都比珠峰要難于征服得多。

    其次,珠峰的測量目前可以想見的,可以通過GPS和無人機來解決,幾乎不太需要人去攀爬了。雖然目前山頂的十級大風會致使無人機無法工作,但依然可以等待設備的更新迭代來最終解決。

    畢竟,人類都快登上火星了,測量一座地球的山峰完全能夠做到,只是測量它的意義已經不大了。

    那執迷于測量珠峰的人們,到底為了什么呢?

    在電影《攀登者》中,吳京飾演的方五洲就被問道為什么要登山?登山能解決幾億人的吃飯問題嗎?

    他是這樣回答的:

    「幾億人民只想著吃飯這點問題,我們這個民族又有什么希望呢?」

    不錯,人不能只是想著吃飯的問題,仰望星空的探索精神也是人的一部分,民族自豪感當然也是。

    但是,不管是探索還是爭取自豪,其實也與吃飯問題息息相關。

    1970年,有一位贊比亞的修女瑪麗·朱昆達(Mary Jucunda)問了美國國家航空航天局(NASA)一個類似的問題。她在一封信中問道,還有那么多孩子都在挨餓,為什么還要花錢支持火星的航行?

    當時航天局的科學家斯圖林格(Ernst Stuhlinger)做了精彩的回答,寫了一封長信。

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    | 航天局的科學家斯圖林格,他是一位德裔美國科學家,來到美國后與陸軍合作開發了制導系統,后加入NASA,從事火箭研究。

    圖片來源:pinterest.com

    他先給修女講了400年前的故事,當時有一場瘟疫,當地有錢的伯爵卻沒有盡全部精力幫助病人,還在資助一個研究玻璃的人。可是若干年后,這個研究玻璃的人制造了很多顯微鏡,使人們認識到了細菌,從而出現了生物和醫學的巨大發展,解決了數億人的健康問題。

    同樣,美國支持的「阿波羅計劃」和火星航行計劃,雖然不會直接解決人的吃飯問題,卻能間接促進微波爐、真空食品、紙尿褲、圓珠筆,縫紉機、收音機的發明。截止現在,每年美國的太空計劃都會為人類帶來1000項左右的技術創新。

    相比之下,對珠峰的挑戰也是這樣,會帶來科技的進步,或至少對已有的設備進行應用。

    當然,這種進步和應用是否對得起花掉的錢和工作人員的犧牲,這筆賬也應該算算。

    而無論如何,攀登珠峰,帶給人類的,應該不止于自豪感。

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