《人类找北史》从罗盘到GPS，导航定位的过去与未来

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引言
我想去找份波士顿地图，结果不出所料地迷路了。波士顿那些崎岖 蜿蜒的街道有很多都没有任何标识，对准备不足的人来说就像是一个个 圈套。幸运的是，我很快就用智能手机找到了路，来到了马萨诸塞州历 史学会（Massachusetts Historical Society）所在的博伊尔斯顿大街 （Boylston Street）上那些伟大的乔治亚复兴式（Georgian Revival）建 筑前。在历史学会的珍藏中，有一份破旧不堪的鞣制波士顿地图，由英国 船长约翰·邦纳（John Bonner）绘制于1722年。它是第一份由印刷机印 出的波士顿地图。为满足波士顿居民和过往旅客的需要，邦纳的作品及 其修订本在随后的一个世纪里反复再版。 我没法在这份地图上找到历史学会或是它脚下的土地；在邦纳的时 代，这里还是城市之外的一块盐碱滩。不过这幅地图确实详尽周密，邦 纳的作品描绘了支撑波士顿海上贸易的几个港口和主要的地标建筑，包 括教堂、初级中学和“感化院”（Bridewell）——也就是监狱。他还记录 了42条大街、36条小道、22条巷子和3 000座房屋。我们无从得知他花 了多长时间来搜集这些资料，但是邦纳在第一版地图发行时已经是80岁 高龄，三年后他就去世了。 作为数条船的船东、四任妻子的丈夫、安妮女王战争（Queen Anne ′s War）的老兵，邦纳一定对艰苦的工作早已习以为常。那个时代的任 何制图师都必须习惯这样的生活，他们很难获得精确的地理信息，用于 获取信息的工具也很少见并且相当简陋。 可以肯定地说，现在的我们投入了前所未有的努力来绘制世界地图 和局部地图。没多久以前，大块区域的地图靠的还是最简单抽象的感 觉。而在今天，任何地图都充满了丰富可靠的细节。地图上的许多地方 都被反复勘测了上千次，这些工作都是你我这样的普通人每天在不经意 间完成的。 当我查询智能手机里的街道地图时，它也在读取我的信息，将我的 活动发送到谷歌（Google）的数据库，也就是开发这款手机软件的互联网公司。谷歌追踪了我去往历史学会的路途。它的服务器记录了我的每 一次绕道和花在步行上的时间，将我的这次行程与几千个去往相同目的 地的现存记录相比较。智能手机还能通过那些微弱的无线路由信号计算 每一个发射机的位置，将这些信息用于地图绘制，其精度可以媲美卫星 信号和航拍照片生成的地图。 在追踪我的过程中，谷歌可能并没有获得任何新的信息。然而每一 个未曾出现过的互联网信号，每一次不合时宜的塞车都在为这张电子地 图增添新的数据。记录我出行所花的时间也有其意义，因为去往某地的 最快路径每天甚至每时每刻都在发生改变。谷歌给出的最佳路径和到达 时间都是基于其历史数据算出的。如果周一下午4点或是周日中午出 发，一般来说，去那儿要花多久？成千上万的智能手机每分钟实时上传 的数据，让手机提供的定位信息更为精确。 著名阿根廷作家豪尔赫·路易斯·博尔赫斯（Jorge Luis Borges）曾经 描述过某个王国的制图师制作了“一张整个国家那么大的地图，地图上 的每个点都与这个国家的每一处恰好对应”。这种尺寸的地图显然只是 个奇思妙想。不过说到点对点细节对应以表现真实世界，博尔赫斯的完 美地图现在已是触手可及。飞机和卫星一寸寸地给全世界拍照，同时装 备有雷达和激光测距仪的传感车在大街上穿梭往返，拍下我们的前门和 车道上汽车的数量。 全人类中有三分之二的人手提包或口袋里都装着一个伪装成手机的 定位传感器。这些人不知不觉地参与了每天勘测全世界的活动。我们都 是自由制图师，继承了千年来那些更加聪明坚韧的专业制图师们的工 作。绘制地图十分重要，有时还非常危险。葡萄牙人费迪南德·麦哲伦 （Ferdinand Magellan）没能完成第一次环球航行就死于非命；亨利·莫 顿·斯坦利（Henry Morton Stanley）花了三年时间沿刚果河（Congo River）穿越非洲，他的探险队一半以上的成员死在了路上。 我们这些兼职制图师没有生命危险，只是有可能会失去隐私。我们 口袋里的那些设备，在测量周遭环境的同时也在测量我们，生成关于我 们时空方位的四维地图。我们一年到头的行动都被记录下来，揭示出我 们生活的细节——政治倾向、宗教信仰，还有疑心病和坏习惯。 基本上都是谷歌这样的公司或是大型智能手机运营商在搜集这些信
息。了解了我们的品位和习惯后，他们就能有针对性地给我们的手机发 广告了。2013年5月，美国国家安全局（US National Security Agency， NSA）前技术员爱德华·斯诺登（Edward Snowden）披露了一系列机密 情报，揭露了美国情报机关也会调阅这些数据库材料，从而将数百万国 民置于几乎从不间断的监视之下。NSA的举措也许减少了一点点恐怖袭 击的风险，但是也在我们和政府间播下了不信任的种子。很多人都担心 自己的手机成了一个电池驱动的告密者，通过记录行踪来泄露我们的秘 密。然而，人类在神秘莫测的定位技术上的胜利是个无与伦比的技术奇 迹。在人类历史上的大多数时候，要找到远方的某地或某人就跟登月一 样令人却步，没有目的地的准确地图，也没有水路和陆路的地图。就算 有了这些，人们也缺乏可靠的导航工具来确保自己没走错。直到不久前 的19世纪，我们的导航手段都还相当原始，地球上的大块区域还有待测 绘。到20世纪这一切都变了。随着物理学上的新发现以及战争和贸易的 需求，革新的导航技术开始大量涌现。无线电台成为飞机和船只无形的 灯塔。精确的平衡陀螺仪取代了磁罗盘成为方位仪，使得飞行器能飞水 平直线。基于陀螺仪的惯性导航系统指引潜水艇在北极下方航行或是向 莫斯科丢氢弹。苏联在空间探索方面突破性的进展教会了美国科学家如 何用空间信号为地球上的船只和飞机导航。在努力揭开铁幕的过程中， 他们发明了能给整个世界拍照的航天相机。一家收银机公司开发出一种 新的计算机无线会话通路，几个波士顿企业家采用这个技术来测绘世界 上最大的城市。廉价智能手机的发明使所有人都拥有了数码导航信标。 这是一本讲叙有关非凡成就的书。我们会看到那些才华横溢的人们 不懈努力，受商业和军事等各个不同领域的需求驱使，为我们提供绝佳 的地图、完美的导航系统和定位技术，从而让我们能够随时知道自己的 精确位置。 第1章是从远古到19世纪末期的导航简史。有些惊人的突破很早就 发生了，例如公元前3世纪希腊科学家只用阳光和木棍就算出了地球的 周长。我们还能看到早期波利尼西亚水手使用贝壳和秸秆制作的地图， 远航数百英里到南太平洋的岛屿上殖民。 第2章带我们来到20世纪晚期，我们会看到古列尔莫·马可尼

（Guglielmo Marconi）和其他先驱者如何意识到无线电作为导航工具的 价值。无线电的出现恰好解决了一个新问题—如何帮助飞行员在黑暗多 云的天空中寻路。对赢得第二次世界大战的盟军来说，利用无线电波从 固体表面反射的特性所开发的新定位系统可能比原子弹更重要。 仅仅有无线电导航还不够，在第3章中我们会看到埃尔默·斯佩里 （Elmer Sperry）、劳伦斯·斯佩里（Lawrence Sperry）和查尔斯·斯塔克 ·德雷珀（Charles Stark Draper）这样的工程师是怎样开发出基于陀螺仪 的独立系统。陀螺仪是一种快速旋转的圆盘，能够神奇地保持恒定的空 间朝向。有了陀螺仪，飞行器无需人工干预就能以水平直航线飞行，还 能让飞行员在航空仪表的帮助下于夜晚或恶劣天气中保持航向。此外陀 螺仪还使得能够“感知”船只或飞机每一个动作的惯性导航系统成为可 能，该系统仅仅通过动作信息就能计算出船只或飞行器的精确位置。 最早的导航者通过规律运行的天体来定位。在第4章，一个美国科 学家团队开发出一种新的天体导航技术。受苏联卫星发射的无线电信号 启发，他们意识到卫星信号还可以用来为船只导航，甚至能指导飞弹瞄 准。这就是子午仪（Transit）卫星—世界上首个卫星导航系统，而它绝 非最后一个。第5章介绍了全球定位系统（GPS）—它比子午仪卫星导 航系统更大更灵敏。出于战争目的制造的这种超精准卫星导航服务已经 改变了数百万人的日常生活。 在第6章，我们将见证一个美丽的意外。数百万家庭和企业安装了 Wi-Fi网络将计算机和智能手机接入互联网，却很少有人知道他们同时 参与了全世界城市的再勘测。几个波士顿商人意识到每个Wi-Fi设备同 时也能作为导航信标。当这个点子被证实可行，他们成为了全球最强大 的技术公司的竞争对手。 在第7章，我们暂时将视角转到苏联。俄国人早就知道怎么干掉那 些给军事基地和兵工厂拍照的美国间谍飞机。1960年U-2侦察机击落事 件后，美国情报机关就被有效地致盲了。但仅仅数个月后，美国就发射 了一颗间谍卫星在远离苏联飞弹射程外的位置拍照，范围覆盖数百平方 英里。曾经是绝密的冷战技术，现在却为我们来年的度假计划提供精确 的地图。有人认为，地图绘制是个复杂的工作，最好留给专业人士去处理。 果真如此吗？通过廉价的GPS单元和互联网地图服务，每个人都能校正、增加地图细节或者重新绘制新地图，成为兼职制图师。在第8章，
MapQuest和谷歌这样的公司将廉价的数字地图带给大众，同时提供个性化工具，让我们按照自己的想法去改进。我们还将看到自助地图如何成为了人权活动人士和救灾工作者的重要工具。
通过电子地图和带GPS的手机，我们能够轻易找到任何地方，而其他人也能找到我们。最后两章将讨论这种新的定位透明度有何意义。在第9章，我们将看到商人是怎样利用我们的行踪获利的。Foursquare等移动应用公司和流行APP说服我们共享位置信息，随后发送定位精确的广告。同时，像Point Inside和Wifarer这样的公司通过对机场、卖场和其他大型建筑的内部进行制图，解决了个人导航最后的挑战。
但是那些追踪我们位置的人不一定会请求许可。在第10章，我们会看到从FBI到本地学校董事会的各政府机关是如何监测市民动向的。通过我们汽车里的GPS追踪装置、无线通信公司乘乘提供的手机记录和车牌号的摄像记录，警方就像老大哥一样看着我们。虽然这可能是出于善意，但在不远的未来，如果政府机关能随时随地以低廉的代价追踪到每个人的位置，还有什么能阻止他们呢？
在这个满是位置感知技术的世界上，保护隐私是一项我们永远无法彻底解决的问题。但在需要导航定位的时候，有那么一颗自由运转的行星，它的每一个角落都已经被制了图、拍了照，即使是地球彼端的旅者也能够依靠这些技术来找到目的地。
这是一本关于我们怎么到这儿的书。