于是,布盖和拉孔达明花了近十年时间,致力于一个他们不希望得到的结果,却发现自己甚至不是第一个发现它的人。他们无精打采地完成了勘测,证实了第一支法国团队的正确性。然后,仍然互不交谈,他们返回海岸,分别乘船回家。

牛顿在《原理》中推测的另一件事是,挂在山附近的铅垂线会因山的引力质量以及地球的引力质量而非常轻微地向山倾斜。这不仅仅是一个奇特的事实。如果你精确地测量了这个偏转并计算出山的质量,你就可以计算出万有引力常数——即引力的基本值,称为 G——以及地球的质量。

布盖和拉孔达明曾在秘鲁的钦博拉索山上尝试过这个方法,但由于技术困难和他们自己的争吵而失败了,所以这个想法又沉寂了三十年,直到在英国由皇家天文学家内维尔·马斯基林重新提出。在达瓦·索贝尔的畅销书《经度》中,马斯基林因未能欣赏钟表匠约翰·哈里森的才华而被描绘成一个傻瓜和恶棍,这或许是真的,但我们在其他方面也受惠于他,这些方面在她的书中没有提到,尤其是他成功地策划了称量地球重量的计划。马斯基林意识到问题的症结在于找到一座形状足够规则的山来判断其质量。

在他的敦促下,皇家学会同意聘请一位可靠的人物周游不列颠群岛,看看是否能找到这样一座山。马斯基林认识这样一个人——天文学家兼测量员查尔斯·梅森。马斯基林和梅森十一年前在参与一个测量一项极其重要的天文事件——金星凌日——的项目时成为了朋友。不知疲倦的埃德蒙·哈雷多年前曾提出,如果你从地球上选定的点测量其中一次凌日,你就可以利用三角测量原理计算出到太阳的距离,并由此校准到太阳系所有其他天体的距离。

不幸的是,金星凌日,正如人们所知,是不规则发生的事件。它们成对出现,相隔八年,但随后会消失一个世纪或更长时间,哈雷一生中没有遇到过一次。[5]但这个想法一直在酝酿,当 1761 年下一次凌日到来时,距离哈雷去世近二十年,科学界已经做好了准备——实际上,比以往任何天文事件都准备得更充分。

凭借那个时代特有的对磨难的本能,科学家们出发前往全球一百多个地点——西伯利亚、中国、南非、印度尼西亚以及威斯康星州的森林等等。法国派出了三十二名观测员,英国又派出了十八名,还有来自瑞典、俄罗斯、意大利、德国、爱尔兰等地的其他观测员。

这是历史上第一次合作性的国际科学探险,几乎在所有地方都遇到了问题。许多观测者因战争、疾病或海难而耽搁。其他人到达了目的地,但打开箱子却发现设备因热带高温而损坏或变形。法国人似乎再次注定要成为最令人难忘的不幸参与者。让·沙佩花了数月时间乘坐马车、船只和雪橇前往西伯利亚,小心翼翼地保护着他精密的仪器度过每一个危险的颠簸,却发现最后一段至关重要的路程被异常大的春雨造成的泛滥河流所阻断,当地人看到他用奇怪的仪器指着天空后,迅速将此归咎于他。沙佩设法保住了性命,但没有得到任何有用的测量数据。

更不幸的是纪尧姆·勒让蒂,他的经历在蒂莫西·费里斯的《银河系的成熟期》中有精彩的概述。勒让蒂提前一年从法国出发,准备在印度观测凌日,但各种挫折使他在凌日当天仍在海上——这几乎是最糟糕的地点,因为在颠簸的船上无法进行稳定的测量。

勒让蒂毫不气馁,继续前往印度,等待 1769 年的下一次凌日。他有八年时间准备,建立了一流的观测站,反复测试仪器,一切准备就绪。在第二次凌日当天,即 1769 年 6 月 4 日的早晨,他醒来时天气晴朗,但就在金星开始凌日时,一朵云飘到太阳前面,并几乎在整个凌日期间都停留在那里:三小时十四分零七秒。

勒让蒂沉着地收拾好仪器,动身前往最近的港口,但在途中他患上了痢疾,卧病近一年。身体仍然虚弱,他最终登上了船。在非洲海岸附近,船只几乎在一场飓风中失事。当他终于回到家时,距离出发已有十一年半,一事无成,他发现亲戚们在他缺席期间已宣布他死亡,并兴高采烈地掠夺了他的财产。

相比之下,英国十八位分散的观测者所经历的失望就温和多了。梅森发现自己与一位名叫耶利米·迪克森的年轻测量员搭档,显然他们相处得很好,因为他们建立了持久的伙伴关系。他们的指令是前往苏门答腊并在那里绘制凌日图,但出海仅一晚后,他们的船就遭到了一艘法国护卫舰的攻击。(尽管科学家们处于国际合作的情绪中,但国家之间并非如此。)梅森和迪克森给皇家学会寄了一封信,指出海上似乎非常危险,并想知道是否应该取消整个计划。作为回应,他们收到了迅速而冷淡的斥责,指出他们已经收到了报酬,国家和科学界都指望着他们,如果他们不继续前进,将导致他们声誉的不可挽回的损失。受到谴责后,他们继续航行,但在途中得知苏门答腊已被法国人占领,于是他们在好望角观测了凌日,但结果并不确定。在回家的路上,他们停留在孤独的大西洋前哨圣赫勒拿岛,在那里遇到了马斯基林,他的观测因云层覆盖而受阻。梅森和马斯基林建立了牢固的友谊,并度过了几个快乐的,甚至可能有点用处的几周,绘制潮汐流图。

不久之后,马斯基林回到英国,成为皇家天文学家,而梅森和迪克森——显然现在更有经验了——出发进行了四年漫长而常常危险的勘测,穿越了 244 英里的危险美国荒野,以解决威廉·佩恩和巴尔的摩勋爵及其各自殖民地宾夕法尼亚和马里兰之间的边界争端。结果就是著名的梅森-迪克森线,这条线后来具有了象征意义,成为奴隶州和自由州之间的分界线。(虽然划定界线是他们的主要任务,但他们也贡献了几项天文调查,包括本世纪最精确的子午线一度测量之一——这项成就在英国为他们赢得了远比解决被宠坏的贵族之间的边界争端更多的赞誉。)

回到欧洲,马斯基林和他在德国、法国的同行们不得不承认,1761年的凌日测量基本上是失败的。讽刺的是,问题之一在于观测数据过多,汇集到一起时常常相互矛盾,无法解决。成功绘制金星凌日图的任务反而落到了一个鲜为人知的约克郡出生的船长詹姆斯·库克身上,他在塔希提岛一个阳光明媚的山顶上观测了1769年的凌日,然后继续绘制地图并为英国王室宣称拥有澳大利亚主权。他回来后,现在有了足够的信息,法国天文学家约瑟夫·拉朗德得以计算出地球到太阳的平均距离略超过1.5亿公里。(十九世纪的两次进一步凌日让天文学家将这个数字确定为1.4959亿公里,此后一直保持不变。我们现在知道,精确的距离是149,597,870.691公里。)地球终于在太空中有了位置。

至于梅森和迪克森,他们作为科学英雄回到了英国,并因不明原因解散了他们的伙伴关系。考虑到他们在十八世纪科学开创性事件中出现的频率,关于这两位人物的了解却少得惊人。没有留下任何肖像,书面记载也很少。关于迪克森,《国家传记词典》有趣地指出他“据说出生在一个煤矿里”,但随后留给读者想象力去提供一个合理的解释性情景,并补充说他于 1777 年在达勒姆去世。除了他的名字和与梅森的长期合作关系,再无其他信息。

梅森也只是稍微不那么神秘。我们知道,1772 年,应马斯基林的要求,他接受了寻找一座适合进行引力偏转实验的山的任务,最终报告说他们需要的山位于苏格兰中部高地,就在泰湖上方,叫做斯基哈利恩山。然而,无论如何也无法说服他在那里度过一个夏天进行勘测。他再也没有回到野外工作。他下一次已知的行踪是在 1786 年,当时他突然而神秘地带着妻子和八个孩子出现在费城,显然濒临赤贫。自从十八年前完成在美国的勘测以来,他从未回过美国,也没有任何已知的理由在那里,也没有朋友或赞助人迎接他。几周后,他去世了。

由于梅森拒绝勘测这座山,这项工作就落到了马斯基林身上。因此,在 1774 年夏天的四个月里,马斯基林住在一个偏远的苏格兰山谷的帐篷里,每天指导着一个测量员团队,他们从每一个可能的位置进行了数百次测量。要从所有这些数字中计算出山的质量,需要大量的枯燥计算,为此聘请了一位名叫查尔斯·赫顿的数学家。测量员们在地图上覆盖了几十个数字,每个数字标记着山上或周围某个点的高度。这本质上只是一堆令人困惑的数字,但赫顿注意到,如果他用铅笔连接等高点,一切都变得更有条理了。确实,人们可以立刻感受到山的整体形状和坡度。他发明了等高线。