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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:O'Hara, Patrick D.

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2002-5

价格:202.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780471207528

丛书系列:

图书标签:

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《远航者的罗盘：从帆船时代到现代航海的变迁》 内容提要： 本书深入剖析了人类航海史上那些决定性的转折点，它并非聚焦于特定地域的海洋贸易或战役，而是以技术、文化与自然环境的交互作用为主线，勾勒出“远航”这一人类壮举如何从依赖风力和经验的原始状态，演变为依赖精密科学与全球网络的现代实践。我们将探寻从古老的潟湖独木舟到巨型集装箱货轮的漫长演进，剖析每一次技术飞跃背后所蕴含的地理学、天文学及工程学的革命性突破。全书分为四个主要部分：“风之约束与解放”、“星辰之下的导航革命”、“钢铁之躯与深海的对话”，以及“全球海洋的数字神经系统”。 --- 第一部分：风之约束与解放（从木材到龙骨的哲学） 本篇追溯了航海早期，人类与海洋力量的原始博弈。我们不再赘述腓尼基人或维京人的航线，而是着重于船体结构、材料科学以及风力利用的局限性。 1. 材料的宿命： 早期船只的航程和载重，完全受限于当地木材的强度、韧性和可获取性。书中详细分析了橡木、柚木等不同木材的含水率、密度对其在不同海域（淡水、咸水）表现的影响。探讨了“龙骨”（Keel）这一核心构件从简单支撑到提供侧向阻力的结构演变，这直接决定了船只抵抗侧漂（Leeway）的能力。这不是历史故事，而是结构力学的早期应用。 2. 帆的空气动力学初探： 在没有现代风洞测试的年代，早期水手如何通过调整帆形（如横帆、三角帆的组合）来最大限度地捕捉侧风，是航海艺术的巅峰。本节将船帆视为一种早期的空气动力学翼面，探讨了在不同风向角下，帆缘产生的涡流和升力（或推力）是如何被经验性地掌握和优化的。重点讨论了如何通过“收帆”（Reefing）来应对突发的强风，这是一种极度依赖经验与即时判断的动态平衡。 3. 港口与补给的地理瓶颈： 远洋航行的真正限制往往不在于船本身，而在于水、食物和淡水的储存能力。本部分深入研究了“蓄水系统”的早期设计——从木制水箱到陶罐的密封技术，以及淡水蒸馏的雏形如何在极端情况下被应用。这些对后勤的依赖，塑造了早期的贸易航线，使其不得不紧贴海岸线和已知淡水源。 第二部分：星辰之下的导航革命（经纬度的追寻） 这是人类认知世界边界的关键一步。本篇的核心，是导航从依赖视觉参照（海岸线）向数学和天文观测的彻底转变。 1. 纬度的确定与计时之困： 纬度的确定相对容易，通过测量太阳或北极星的高度角即可。本书着重分析了“象限仪”（Quadrant）和“十字准绳”（Cross-staff）等早期测量工具的精度限制，以及这些限制如何影响了地图绘制的准确性。 2. 经度的“世纪难题”： 经度的测量，直到十八世纪才被解决。我们详细对比了两种主要技术路径的原理和实践难度： 天文方法（月距法）： 依赖于精确的星历表和对月球运动的复杂计算。重点分析了约翰·哈里森（John Harrison）的航海钟（Chronometer）的发明，这不是一个简单的钟表，而是对温度补偿、擒纵机制和抵抗海洋振动挑战的物理工程奇迹。我们将深入探讨其机芯的材料选择和微小调整如何保证了日差的稳定。 地球物理方法（不适用本书内容）： 仅作背景提及。 3. 海图学的演进： 从早期的“海图集”（Portolan Charts）——依赖罗盘方位和距离的网格系统——到后来引入的墨卡托投影（Mercator Projection）。我们分析了墨卡托投影在保持方向准确性方面的巨大优势，以及它在极地地区严重扭曲面积的几何后果，这种扭曲如何反过来影响了航海家对“直线航行”的理解和应用。 第三部分：钢铁之躯与深海的对话（工程学的胜利） 蒸汽机的出现，标志着人类终于摆脱了对风力的绝对依赖。本部分关注的是驱动力、材料与船舶设计对海洋环境的适应性。 1. 蒸汽动力的引入与“风帆的黄昏”： 我们不叙述蒸汽机的发明历史，而是聚焦于其在水上应用的挑战：如何设计出既能容纳笨重锅炉和发动机，又能保持良好水动力性能的船体。分析了螺旋桨（Propeller）相对于明轮（Paddle Wheel）在恶劣海况下的优势，以及材料学如何从铸铁过渡到熟铁，再到钢材，以承受高压锅炉和强大动力的结构应力。 2. 突破深度的极限： 随着船体变大，水下阻力和吃水深度成为新的限制因素。本部分探讨了水动力学在船体设计中的应用，例如如何通过平衡“船体阻力”（Friction Drag）与“形状阻力”（Form Drag）来优化航速。我们分析了水线面形状（Waterline Shape）如何决定船舶在不同速度下的效率。 3. 对抗腐蚀与疲劳： 钢铁船只面临着盐水腐蚀和长期应力疲劳的新问题。书中详细讨论了早期船体防腐措施（如涂覆焦油和铅基涂料的局限性），以及如何通过增加船体冗余结构和使用特定钢种来延长船只寿命。这部分是对材料科学在极端环境下应用的探讨。 第四部分：全球海洋的数字神经系统（自动化与信息流） 现代航海不再是孤立的冒险，而是全球供应链中高度互联的一环。本篇关注的是信息技术如何重塑了航行、安全和管理。 1. 现代导航的三角定位： 告别天文观测，迎接卫星时代。详细解析全球定位系统（GPS）的原理基础——相对论效应对信号时间延迟的修正，以及多星冗余如何提供厘米级的定位精度。这彻底改变了传统航海图的绘制和使用方式。 2. 气象学与天气预报的即时整合： 现代船只如何通过卫星通信接收高分辨率的海洋气象模型。重点在于分析船舶管理者如何利用这些数据进行“天气路由”（Weather Routing），即计算出不仅最短，而且最节能、最安全的航线，从而规避风暴，优化燃油消耗。 3. 自动化与船员角色的转变： 从机械操舵到电子自动舵（Autopilot）的演进，以及现代航行中对雷达、AIS（自动识别系统）的依赖。本节探讨了这种自动化对船员技能的要求变化：从体力劳动者向数据分析师和系统维护者的转型。 结语： 《远航者的罗盘》旨在提供一个宏大的视角，展示人类征服海洋的每一步，都是在现有科学与工程极限上进行的一次勇敢尝试。它是一部关于人类智慧如何持续超越环境限制的史诗，是工程、物理与探索精神的交汇点。

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