维京海盗究竟靠什么导航？可能是传说中的水晶石

几个世纪以来，维京海盗统治着北大西洋，他们勇敢地横穿飘满冰山的公海，航行数千公里，在冰岛和格陵兰岛的殖民地上所向披靡。然而有一点很奇怪——他们从不使用罗盘。他们是怎么做到无障碍地航行的？科学家们一直感到很困惑。要知道，维京海盗横行的地区一直充满着厚实的云层和浓浓的大雾。现在，有个研究小组利用计算机模拟以及“神秘的水晶”找到了答案。

在最近几十年中，已有研究人员提出，在诸如“奥拉夫国王的传奇”等维京传说中提到的“太阳石”，是解开维京人能在不太晴朗的天空下航行之谜的关键。据说即使太阳被云遮住，“太阳石”可以识别太阳的位置。然而，在为数不多的维京航船遗骸中，人们并没有发现这种石头。“这完全是猜测。”英国诺丁汉大学的生物化学家斯蒂芬·哈丁说。他没有参与这项新研究，但他指出，有证据表明“太阳石”有可能存在——这些证据包括一块粗糙、发白的水晶，是在16世纪的英国海难中于其他导航设备附近发现的。他又补充道，这并不是不合理，因为维京人在几个世纪之前穿过了英国的海域并袭击了不列颠群岛，英国水手可能从维京人那里学会了这种导航技巧。

用水晶导航可不是新时代的幻想。几种类型的矿物——特别是方解石，堇青石和电气石的超纯晶体，可以将阳光的光束分成两份，偏振光与主光束的走向略有不同。通过这种水晶观察天空，并旋转它直到两束光一样亮，这样做就有可能发现环绕太阳的偏振光环，哪怕是多云天气该方法依然能凑效。识别太阳的位置为海员在长途旅行中提供一个确定的参考点。

图 | 1000多年前，维京航海家可能使用一种被称为“太阳石”的水晶在挪威和定居地格陵兰岛之间航行

但是，这种技术是否真的可行？匈牙利罗兰大学的生物物理学家Gábor Horváth已做过研究，回答是肯定的。近日，他和大学同事Dénes Száz在这些研究的基础上，将维京人在挪威卑尔根与格陵兰岛东南海岸的维京定居点——赫瓦尔夫之间的航行数据进行了计算机模拟。这样的航程是一路向西的，在典型的北欧海盗船速度下（大约11千米每小时），航行时间大约是三周。

研究小组模拟了3600次航行，并假定开阔海域旅行季节的时间为春分到夏至。不考虑时间的话，数据模拟中只有三个变量：一天中变化的云层覆盖数量，用作“太阳石”的水晶的类型，以及海员们求助于“太阳石”的频率。每次导航员参考“太阳石”时，模拟的船舶就会根据需要调整航向。

研究人员在4月3日的《皇家社会开放科学报告》中报道称，观察“太阳石”时，导航员每4小时读取一次，则他们的船只有32％～59％的可能抵达格陵兰岛；每5～6个小时读取一次，则该船的登陆机会明显降低。但是如果海员在3小时或更短的时间间隔内读取“太阳石”的读数，船只有92％～100％的可能登陆。研究人员还说，除了读数频率之外，成功抵达的关键还在于早晨和下午应读取相同的次数（早晨的读数会导致船只航向北偏，下午的读数可能会导致航向南偏，有时甚至会导致错过格陵兰岛）。

图 | 像这样的方解石晶体可能是维京传奇的“太阳石”，有了它海员们得以驾驭漫长的航行

研究小组研究的三类晶体——方解石，一种碳酸钙；堇青石，一种富含铁和镁的硅酸盐；电气石，一种富含硼的硅酸盐——它们在3小时或更短时间内都性能良好。堇青石取得了成功航行的完美记录。但是当读数的时间间隔达到5～6小时的时候，维京人熟知的“冰岛晶石”——方解石的矿物性能比其他两种石头略差。

尽管如此，在北大西洋的危险海域，“太阳石”这样的工具是非常珍贵的。生物化学家斯蒂芬·哈丁说：“维京人是造船专家，但是如果他们迷路了，那就死定了。”具有讽刺意味的是，一些研究人员认为，最终穿过格陵兰岛南部的维京探险家们早在哥伦布之前就已经发现了美国。