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人类为何痴迷于珠穆朗玛峰?

    珠穆朗玛峰,这座从恐龙灭绝的年代逐渐隆起的世界第一高峰,人类登上它、亲身了解它的历史,不过最近一百年的时间。

    | 珠穆朗玛峰

    图片来源:businessinsider.com

    就在2020年的5月27日,中国2020珠峰高程测量登山队8名队员在中午11时登顶珠峰,再一次对它的高度进行测量。

    | 中国2020珠峰登山队。

    图片来源:scmp.com

    无论登顶多少次,人类对珠峰的迷恋与好奇从未消失过。而对珠峰高度的测量,也将一直进行下去。

    01 如何测量珠峰高度?

    此次由中国登山队登顶实施的测量,可以说非常全面。大致包含全球导航卫星系统(GNSS)测量、光电测距、重力测量、卫星遥感、精密水准测量、雪深雷达测量、天文测量和似大地水准面精化测量。

    其中,精密水准测量和似大地水准面精化测量就是三角高程测量或交会测量,它的原理并不复杂。

    测量高度首先要找到一个基准面,我们国家用的是1985年的国家高程基准,起算点位于青岛观象山上的水准原点,这个原点的海拔高度是72.260米。然后,以水准原点作为起点,建立起国家高程基准网,在全国各个省份建立若干水准点。

    这次珠峰的测量,就是根据日喀则的一等水准点起测的。

    日喀则的水准点同步传送到珠峰脚下的六个交汇点之后,就确立了一个水平平面。

    接下来就需要登顶珠峰的队员们在山顶安装舰标,形成一个未知点。在地面上的六个交汇点的队员就开始从不同角度与山顶连接,构建多个大三角形,这样,珠峰的高度其实就成了三角形的一条边。

    对于其中一个三角形来说,地面的交汇点的坐标是确定的,与山顶未知点之间的角度也可以测量得到,这样就得出了珠峰的高度。这就是三角高程测量方法。

    如果多建立一些已知点,比如这一次建立了六个,就可以完成交会测量,原理和三角测量一样。

    | 珠峰的交会测量模型。

    图片来源:自然资源部宣传教育中心

    三角高程测量和交会测量都是比较原始的测量方法,除了登顶比较困难,其他都可以通过简单的常规设备和数学方法测量。

    除此之外,登顶的测量队员们需要架设GNSS的接收设备,GNSS系统包括了美国的GPS、中国的北斗、俄罗斯的GLONASS和欧盟的伽利略定位系统,各个系统的卫星会与接收设备相连接,在一定时间内对接收点进行不断确认。

    | GNSS系统,包含美国、俄罗斯、中国和欧盟发射的多个卫星。

    图片来源:globalpos

    这还没完,还有重力测量。

    通过重力仪对珠峰峰顶的重力加速度值的测定,再测量珠峰周边地区的重力和航空的重力,来建立一个重量场模型,再次对珠峰高度进行标定。

    除此之外,还需要在珠峰架设冰雪探测雷达,找到珠峰藏在雪下的峰顶位置,并测得冰雪覆盖的深度。

    所有这些数据目前都已测量完毕,已经传输到位于西安的陕西地理空间大数据中心,进行后期分析。

    这一次会测得怎样的数字来刷新它的「身高」,我们拭目以待。

    不过,我们已经知道,由于两大陆地板块的挤压,珠峰每年平均增高约1.27厘米。

    这也就意味着即使这一次测完,下一次再测又不是这个高度了。

    这样的工作有意义吗?

    其实,人类在发现珠峰之前,就已经非常感兴趣高山巨物的身高了,因此一直在探究测量的方法。

    02 从泰勒斯到GPS

    对巨大物体的测量最早可以推至公元前6世纪。

    当时希腊哲学家,被称为哲学之父的泰勒斯前去埃及旅行,埃及法老向他提出了一道难题,就是如何测量金字塔的高度。

    泰勒斯于是在金字塔前立了一根杆子,等待太阳照射下,杆子的投影和它一样长的时候,标出金字塔的影子的位置,那时候,金字塔的影子也和它的高度一样。利用相似三角形的方法,泰勒斯算出了金字塔的高度,也成为相似三角形的提出者。

    | 古希腊哲学家泰勒斯,是人类历史上有记载的最早的哲学家,生活于前7世纪末和6世纪初,除了提出相似三角形以外,还认为「万物是由水构成的」。

    图片来源:wikipedia

    从泰勒斯开始,人们一直沿用这种方式测量物体的高度,只不过多了对角度的测量。直到工业革命之后,才出现其他的测量方法。

    一方面,地理学家、科学家们发明了更准确的水平仪,角度测量仪来帮助观测,但大体上没有摆脱泰勒斯的思路。另一方面,随着人们对世界规律突飞猛进的认识,人们学会利用气压的大小、温度的高低、重力的大小、水的沸点等参照测量。

    | 重力仪(Gravimeter)是用于测量仪器的重力加速度的仪器。

    图片来源:springer

    测量山峰和测量金字塔有所不同,金字塔的高度取决于相对高度,是地面到塔顶的高度。而山脉的高度除了相对高度以外,还有绝对高度。一块石头放在青藏高原上也比泰山高得多就是这个道理,绝对高度测的是海拔。

    因此,测量珠峰的难度显然是很大的。首先需要在珠峰下面建立一个基准面,确定这个面的高度,然后再通过三角测量法去测量它的高度。

    第一批对珠峰高度感兴趣的人是英国人。

    1808年,英国占领印度时期,曾组织勘察队来到尼泊尔,观察到了喜马拉雅山脉巍峨的山峰。19世纪40年代,英国人开始试图测量珠峰附近的一系列山峰,这些山峰几乎全部都在8000米以上。英国人还一度认为,世界上最高的山峰并不是珠峰,而是喜马拉雅山脉中段的干城章嘉峰(Kanchenjunga)。

    到了1856年,英国人安德鲁·斯科特·沃夫(Andrew Scott Waugh)参考了印度数学家测量的数据,运用三角测量方法,在没有电脑的时代花费一个多月的时间分析测量数据,得出了珠峰四舍五入之后的大概高度,合29000英尺(8839.2米)。

    由于数字过于平整,他自己加了2英尺,变成29002英尺(8839.8米),显得更真实可靠。不得不说,当时测出的数字和今天我们熟知数字已经很接近了。而且他用他的的测量表明,珠峰是地球上已知最高的山峰。

    同一时期,印度测量局也用类似的三角方法测量了珠峰,数字更加准确,为8847.6米。

    60年代,中国人首次登顶珠峰,并在60年代展开对珠峰高度的测量和研究,展开了三角、重力、水准和天文测量等多种方法,并在之后一再确认,得到了8849.75米。1975年,中国重新测绘了珠峰的高度,这次得到了流传最广的数字8848.13米,只不过没有考虑雪层的高度。

    1998年,美国人第一次使用了全球定位系统(GPS),可以通过卫星来确定地球上任意一点的空间位置,只要有4个以上卫星对地面上一点进行确认就可以做到。

    除此之外,他们还在珠峰顶部的雪层上打孔,把GPS接收器放置在岩面上。这一里程碑的测量方法一直沿用到今天。当时,美国人测量的数字是8850米。这个数字至今流行于欧美世界。

    2005年,中国运用了美国的GPS系统,将珠峰高度更新为8844.43米,这一次考虑了雪层覆盖的高度,可以算是珠峰的「裸高」。

    随着技术的进一步革新,人们可以用电脑运算以及构建模型,效率和准确度都大大增高,但是不管怎样,想要得到最准确的数字,目前还是需要有人能够登上山峰。

    2020年这一次的登顶珠峰,就是利用最先进的设备得到比以往更精确的数字,更新珠峰的「身高」。

    作为世界第一高峰,雄伟险峻的珠峰一直吸引着中西方探险者的目光。

    03 人类对珠峰的执念

    中国人对珠峰的执念可以上溯到康熙年间。

    18世纪初,康熙刚刚结束了对噶尔丹的征讨,正值亲政以来的全盛阶段,其统治已经延展到西藏。

    1708年,康熙主持编著《皇舆全览图》,派人前往西藏绘制地图。后来,由于绘制的西藏地图无法与已有的内陆地图完整拼接,康熙再次遣人重绘。

    | 《皇舆全览图》西藏部分

    图片来源:台北故宫学术季刊

    虽然最终这一图卷仍然有诸多错误,但却明确标出了珠穆朗玛峰的位置,当时名为「朱姆朗马阿林」。「阿林」在满语里就是大山的意思。

    乾隆在位时,西藏的安定再次成为重要议题,地图绘制重启。这一次,珠峰被更名为「珠穆朗玛阿林」,现在通行的称呼在那时就已经确立下来了。

    至于征服和测量它的高度,很长一段时间都不是中国人的事。

    在英国人确定了珠峰是世界第一高峰之后,珠峰的知名度与日俱增,也开始吸引世界各地的登山爱好者、探险家和科学家。

    对珠峰的征服也逐渐变为国家间的竞争。

    1921年开始,英国人已经不满足于测量珠峰,而是开始了攀登珠峰的挑战。这一年,英国人第一支登山队到达了7000米处。

    一年之后,英国人组成了第二支登山队伍,供氧装置带领他们到达了8320米处。

    1924年,两位英国探险者乔治·马洛里(George Mallory)和安德鲁·欧文(Andrew Irvine)前往珠峰,当被问及为何要攀登珠峰时,马洛里说「因为它就在那里」,这句话成了名言。

    但不幸的是,他们也成为了攀登珠峰历史上的「马欧之谜」。他们失踪了70多年,直到1999年尸体才在8150米处被发现,由于找不到两人携带的相机,没人知道他们究竟是不是首次登顶珠峰的人。

    | 乔治·马洛里(右)和安德鲁·欧文(左)

    图片来源:oxfordmail

    马洛里和欧文之后,攀登珠峰的热潮褪去了三十年,直到1953年,人类才真正留下了征服珠峰的记录。那一年,新西兰的探险家埃蒙德·希拉里(George Herbert Mallory)和他的向导,夏尔巴人丹增·诺盖(Tenzing Norgay)成为珠峰的阿姆斯特朗。

    夏尔巴人诺盖因此成为世界名人,他的名字命名了冥王星的一座山脉。夏尔巴人这一群体也得到了世界范围的认识。而实际上,从19世纪末开始,来到喜马拉雅山脉的登山者们就发现了夏尔巴人。

    这些拥有高海拔登山能力的人群成为服务登山者,成为以帮助人们攀登珠峰为生的向导。

    | 埃蒙德·希拉里(左)和夏尔巴人丹增·诺盖(右)

    图片来源:national geographic

    因为是在冷战时期,苏联将诺盖和埃蒙德·希拉里登顶珠峰视作一个政治事件,认为在这件事上苏联不能输给资本主义阵营,尤其要赶在美国之前登顶珠峰。

    同年,瑞士登山队第二次登上了珠峰峰顶,这更是一种刺激。于是,在苏联的要求下,中国与苏联准备成立一个「中苏联合探险队」。

    在此之前,攀登珠峰都是从相对平缓的南坡进行,中苏这次则想要挑战从未有人尝试的北坡,似乎这样可以在登山的「冷战」中获胜。

    可是,1959年和1960年,中苏关系恶化,苏联退出了登山计划,而中国正在面临史无前例的饥荒。没有了苏联的支持,中国缺少资金和设备。

    饶是这些情况仍没有改变中国登顶珠峰的想法。最终,中国「勒紧裤腰带」,拿出了70万美金购买了瑞士设备,并在1960年从北坡登顶成功。这段历史被拍摄成了电影《攀登者》。

    | 电影《攀登者》剧照。

    三年之后,美国人完成了对珠峰的挑战,他们选择了难度更高的西坡。

    1975年,中国再一次从北坡挑战,这一次人数更多,从之前的3人登顶变为9人登顶。2005年,中国人再次登顶。

    自从人类站在珠峰之上,对珠峰的征服变得可能,来自世界各地的人开始对珠峰进行花样挑战。挑战珠峰的人开始出现女性、残障人士、未成年人、在校大学生,还有奥运圣火的身影。

    与此同时,死于珠峰的人也数不胜数,这个「世界第三极」依然是人类已知最危险的地带之一。

    截止2012年,就已经有两百多人死在了去往珠峰峰顶的路上,他们的尸体至今仍冰冻在那里,无法运送回来。夏尔巴人也因为进行着极度危险的服务而死伤无数。

    饶是这样,人们对珠峰的热忱仍未熄灭。

    攀登珠峰和测量它的意义,从个人爱好、自我实现、团队精神到民族自豪、国家实力,人类从来能说服自己进行这一活动。

    04 登顶珠峰,值得吗?

    在今天,测量珠峰和挑战珠峰都在失去意义。

    首先,珠峰并不是世界上最难攀登的山峰,人类没有征服的山峰还有很多,比如像世界第二高峰乔戈里峰,就被公认为最难征服的山,据统计,攀登乔戈里峰的死亡率在27%。还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难于征服得多。

    其次,珠峰的测量目前可以想见的,可以通过GPS和无人机来解决,几乎不太需要人去攀爬了。虽然目前山顶的十级大风会致使无人机无法工作,但依然可以等待设备的更新迭代来最终解决。

    毕竟,人类都快登上火星了,测量一座地球的山峰完全能够做到,只是测量它的意义已经不大了。

    那执迷于测量珠峰的人们,到底为了什么呢?

    在电影《攀登者》中,吴京饰演的方五洲就被问道为什么要登山?登山能解决几亿人的吃饭问题吗?

    他是这样回答的:

    「几亿人民只想着吃饭这点问题,我们这个民族又有什么希望呢?」

    不错,人不能只是想着吃饭的问题,仰望星空的探索精神也是人的一部分,民族自豪感当然也是。

    但是,不管是探索还是争取自豪,其实也与吃饭问题息息相关。

    1970年,有一位赞比亚的修女玛丽·朱昆达(Mary Jucunda)问了美国国家航空航天局(NASA)一个类似的问题。她在一封信中问道,还有那么多孩子都在挨饿,为什么还要花钱支持火星的航行?

    当时航天局的科学家斯图林格(Ernst Stuhlinger)做了精彩的回答,写了一封长信。

    | 航天局的科学家斯图林格,他是一位德裔美国科学家,来到美国后与陆军合作开发了制导系统,后加入NASA,从事火箭研究。

    图片来源:pinterest.com

    他先给修女讲了400年前的故事,当时有一场瘟疫,当地有钱的伯爵却没有尽全部精力帮助病人,还在资助一个研究玻璃的人。可是若干年后,这个研究玻璃的人制造了很多显微镜,使人们认识到了细菌,从而出现了生物和医学的巨大发展,解决了数亿人的健康问题。

    同样,美国支持的「阿波罗计划」和火星航行计划,虽然不会直接解决人的吃饭问题,却能间接促进微波炉、真空食品、纸尿裤、圆珠笔,缝纫机、收音机的发明。截止现在,每年美国的太空计划都会为人类带来1000项左右的技术创新。

    相比之下,对珠峰的挑战也是这样,会带来科技的进步,或至少对已有的设备进行应用。

    当然,这种进步和应用是否对得起花掉的钱和工作人员的牺牲,这笔账也应该算算。

    而无论如何,攀登珠峰,带给人类的,应该不止于自豪感。

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