[水运]地球上最长可航行直线　科学家不建议尝试 [复制链接]

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这个地图展示了最长的可航行直线航线：一条长达　32090.3　公里，从巴基斯坦连接到俄罗斯的大圆航线（由于地球是椭球，在常见的罗宾森投影地图上看并不是直线）
如果在没有舵用于转向的情况下，想要乘船实现最远的航程，你会选择地球上的哪一条线呢？五年前，Reddit　上的一个用户给出了他的答案——从巴基斯坦南部到俄罗斯东北的长达　32090.3　千米的直线航线。最近，两位科学家最终证实了他的答案。

　　这个　Reddit　的帖子由网友　“kepleronlyknows”　提出，其幕后本尊是美国乔治亚州城市迪凯特的环境法律师　Patrick　Anderson。他在浏览维基百科的时候被这个问题吸引了。这个航线出现在了维基百科条目“地球极限点”中，由两个地理坐标来表示。Anderson　用坐标点绘制了航线，并在　Youtube　上传了航线动画，的确是一条笔直的航线。

　　他说：“可能让你失望了，我不是这条航线的哥伦布，只是觉得把它绘制出来会很酷。”

　　联合技术公司爱尔兰科克研发中心的物理学家　Rohan　Chabukswar　同意这个观点，不过他并不满足于动画绘制，他说：“还没有证明它是最长的。”为了证明它，他和　IBM　印度　新德里研发中心的同事　Kushal　Mukherjee　开始了研究工作。

　　他们使用美国国家海洋和大气管理局提供的，分辨率为　1　弧分的全球地形起伏模型　ETOPO1　来进行研究。该模型的空间精度为　1.8　公里，这是它能够捕捉到的最小地标特征的尺寸。因为模型也包括了海拔信息，这使得他们俩能够更准确的区分陆地和海洋区域。

　　有了这些数据，这个最长直航线问题就变成了地理学问题。一个球体上的直线绕一圈构成的圆叫做大圆（great　circle）。大圆总是球体上周长最大的圆，也因此其横截面必过球心，比如赤道就是个大圆。

　　起初，两位研究者想要暴力穷举计算地球上所有可能的大圆。在上述　1.8　千米的精度下，一共有　2　亿多种圆，每个大圆由　21600　个附着在陆地或海洋上的点构成。这样的话，他们总共需要检查约　5　万亿　个点是否在海上，以来找出最合适的大圆。要求的运算量是天文数字。

　　鉴于此，他们改为使用数学优化算法“分支定界法”（branch　and　bound）来找出最优航线。这个方法首先只会测试其中一部分航线。然后在“有潜力最长”的大圆范围内中再次筛选。这样的算法在一个普通笔记本电脑上计算十分钟就能得出最优解。计算结果证实，　Anderson　和他在维基百科上看到的猜想是正确的。上周，他们将研究结果发布在论文预印平台　arXiv　上。

　　整个旅程从巴基斯坦桑米妮（Sonmiani）的沙滩海滨出发，南下穿过马达加斯加和非洲大陆，穿过南美洲和南极洲大陆间的直线狭缝，向北／北偏西航行跨过太平洋，并避开阿拉斯加的群岛最终在俄罗斯卡拉津斯基（　Karaginsky）地区寒冷的海滩停下。

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最长的海上直航线
尽管看起来航线像是弯曲的，如果你把它绘制在地球仪上，就会发现其实它很直，就像上面的三张方位投影（azimuthal　projection）图所示。

　　Chabukswar　和　Mukherjee　又使用这套算法求解镜像问题：最长的陆地直线路。这次，计算机花了更长时间——45　分钟。最终结果是，一条　11241　公里，横跨十五国的长路，始于我国东部泉州终于葡萄牙西部的小村镇萨格里什（　Sagres　）。

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地球上最长的陆地直线路
加州大学圣芭芭拉分校的地理学家　Keith　Clarke　表示，这项研究是优化算法的一次有趣应用。但是，他也指出了问题所在——地球是个椭球。重力和自转导致地球在赤道处隆起，变得更“扁”。由于水上航线要通过南极洲和南美洲间的直狭缝，　Clarke　担心是否赤道的隆起是否会导致实际航线无法安全通过。

　　Chabukswar　也表示，在陆地上，由于受到了模型数据精度的限制，　从泉州到葡萄牙的实际线路上可能会出现一些无法通过的小水域。他和　Mukherjee　也并不推荐真的去实践这条路线。

　　至于起初引出问题的“始作俑者”　Anderson，他表示并不能理解这个优化算法，但对问题本身来说，这似乎是一个完美的结尾。

话说，高纬度地区的纬线圈虽然要比低纬度短，但如果从乌斯怀亚沿东南东，接近正东的方向，顺着西风带，绕着南极大陆笔直的多转几圈（笔直的转圈？），以螺旋状绕到南极半岛，会不会也有够长。不知道直线最多可以画几圈。

陆地上，横切苏伊士运河，链接亚洲和非洲，应该能找到更长的直线吧？

回复keating：
别傻了，从乌斯怀亚那边出发，不算小岛的话，
绕过火地岛之后直线会到达非洲。
绕过非洲大陆，经莫桑比克海峡到达巴基斯坦卡拉奇附近。
绕过马达加斯加，会到达印度孟买以南。
绕过印度半岛南端，会到达印度加尔各答以东。
然后就已经在南极大陆上了。。。
绕过南极大陆，就在澳大利亚的悉尼以南。
绕过新西兰，就到了新喀里多尼亚。
绕过瓦努阿图，就到了日本本州岛。
绕过萨摩亚群岛，就到了日本北海道。
在绕过夏威夷群岛之前，可以到达勘察加半岛。
绕过夏威夷群岛之后，就是阿留申群岛。
过了阿拉斯加半岛，就只有回到南美大陆的了。。。

回复李导李导，经过苏伊士运河的话，西端在塞拉利昂/利比里亚，东端在中国的福建/广东。。。
超过13400KM

亚洲内部最远的直线航线，从楚科奇半岛到印度半岛。
欧洲内部最远的直线航线，从葡萄牙到乌拉尔山脉。
非洲内部最远的直线航线，从摩洛哥到南非。
北美洲内部最远的直线航线，从阿拉斯加到墨西哥。
南美洲内部最远的直线航线，从委内瑞拉到阿根廷。
南极洲内部最远的直线航线，从澳大利亚西南方向到智利西南方向。
就连最小的澳大利亚大陆，这个航线也超过4000KM。。。

fanleroy:回复keating：
别傻了，从乌斯怀亚那边出发，不算小岛的话，
绕过火地岛之后直线会到达非洲。
绕过非洲大陆，经莫桑比克海峡到达巴基斯坦卡拉奇附近。
绕过马达加斯加，会到达印度孟买以南。
....... (2018-05-11 17:54) 

不可能吧，火地岛的纬度比好望角高很多啊。从火地岛出发东南东方向不可能到达非洲，应该是绕着南极洲转圈才对啊。

keating:不可能吧，火地岛的纬度比好望角高很多啊。从火地岛出发东南东方向不可能到达非洲，应该是绕着南极洲转圈才对啊。 (2018-05-12 23:32) 

在球体上画直线，必然是画圆，绕地球一圈后会回到原点，不会绕地球好几圈的。

keating:不可能吧，火地岛的纬度比好望角高很多啊。从火地岛出发东南东方向不可能到达非洲，应该是绕着南极洲转圈才对啊。 (2018-05-12 23:32) 

绕南极洲转圈，就不是大圆（圆面不经过地球中心）。

厉害了，这样的距离。