现在,我们如果需要前往一个陌生的地方,会立刻掏出手机,用电子地图导航,很快就能找到目的地所在。但就在几年前,人们出行还习惯依靠纸质的地图。你是否有过拿着地图可还是会迷路的经历呢?从古到今,人们曾经绘制过各种各样的地图,广泛用于军事、贸易和航海等方面。不过,这些地图全都是平面的。但是,地球是一个球体。用平面的地图来描绘立体的地球,就好比你剥开了一个桔子,然后把桔子皮在桌子上摁平。
即便你真的将桔子皮摁平了,它也不是一个完整的形状,中间总有地方是撕裂的。所以,想得到一张完美的地图几乎是不可能的。提问:既然球面是无法完全展开成平面的,那如何用地图准确表现地球的样貌呢?答:用“投影”。在16世纪,荷兰地理学家墨卡托发明了“墨卡托投影法”来将地球进行投影。具体方法是:第一步,准备一个和地球模型赤道一样宽的圆柱体纸筒,将地球模型放进去,让赤道和这个纸筒内壁相切。
第二步,在地球模型的球心处放上一盏灯,这盏灯能够将地球模型上经纬线的“影子”照射在纸筒内壁上。第三步,将这个纸筒展开成平面,它原先的内壁被“投影”的样子,就是墨卡托投影地图了。可是,在墨卡托地图上,格陵兰岛和非洲差不多大。而实际上,非洲的面积是格陵兰的14倍!这是因为在地球上,经线相交于两极,但在墨卡托地图上,经线们不再相交,而是相互平行,相当于将地球上靠近两极的地区进行了拉伸。
墨卡托地图难道没用吗?当然不是!墨卡托地图虽然对区域大小的展示有偏差,但“角度”是保持正确的。也就是说,使用者就能够根据直角坐标系方便地算出正确的方位数据。如果你沿着地图上的经纬线前进,“方向”是不会错的,所以它在航海中的应用比较多。当然,除了墨卡托投影地图这种“等角投影地图”以外,还有各式各样的投影地图。
比如,保证面积准确的“高尔-彼得斯等积投影地图”,这种地图常用于绘制社会经济地图和自然资源地图。而高尔-彼得斯等积投影地图,在这上面能看出格陵兰岛和非洲的实际面积差别很大。由于在设计投影时,只能根据需求保证长度、角度和面积这三者其中的一项不发生变化,所以这些地图都有不准确的地方。看来让世界变得平坦,实在不是一件容易的事。