莫里航海圖，最早的大數據實踐

【編者按】當下計算機科學里有很多理論都來源于軍事情報工作，比如密碼學和網絡協議；大數據領域同樣如此，就比如 二戰期間，使用數學、物理學和概率論擊敗德國潛艇，也比如我們下面要說的莫里航海圖。

以下為原文

馬修?方丹?莫里（Matthew Fontaine Maury）是一位很有前途的美國海軍軍官。1839年，在他前往雙桅船“合奏號”（Consort）接受一個新任務時，他乘坐的馬車突然滑出了車道，瞬間傾倒，把他拋到了空中。他重重地摔到了地上，大腿骨粉碎性骨折，膝蓋也脫臼了。當地的醫生幫他復位了膝蓋關節，但大腿受傷過重，幾天后還需要重新手術。直到33歲，他的傷才基本痊愈，但是受傷的腿卻留下了殘疾，變得有點兒跛，再也無法在海上工作。經過近三年的休養，美國海軍把他安排進了辦公室，并任命他為圖表和儀器廠的負責人。

馬修?方丹?莫里（Matthew Fontaine Maury）

誰也想不到，這里竟成了他的福地。作為一位年輕的航海家，莫里曾經對船只在水上繞彎兒不走直線而感到十分不解。當他向船長們問及這個問題時，他們回答說，走熟悉的路線比冒險走一條不熟悉而且可能充滿危險的路線要好得多。他們認為，海洋是一個不可預知的世界，人隨時都可能被意想不到的風浪困住。

但是從他的航行經驗來看，莫里知道這并不完全正確。他經歷過各種各樣的風暴。一次，他聽到來自智利瓦爾帕萊索擴展港口的預警，親眼目睹了當時刮成圓形的風就像鐘表一樣；但在下午晚些或日落的時候，大風突然結束，靜下來變成一陣微風，仿佛有人關了風的開關一樣。在另一次遠航中，他穿過墨西哥藍色海域的暖流，感覺就像在大西洋黑黢黢的水墻之間穿行，又好像在密西西比河靜止不動的河面上挺進。

當莫里還是一個海軍軍官學校的學生時，他每次到達一個新的港口，總會向老船長學習經驗知識，這些經驗知識是代代相傳下來的。他從這些老船長那里學到了潮汐、風和洋流的知識，這些都是在軍隊發的書籍和地圖中無法學到的。相反，海軍依賴于陳舊的圖表，有的都使用了上百年，其中的大部分還有很重大的遺漏和離譜的錯誤。在他新上任為圖表和儀器廠負責人時，他的目標就是解決這些問題。

他清點了庫房里的氣壓計、指南針、六分儀和天文鐘。他發現，庫房里存放著許多航海書籍、地圖和圖表；還有塞滿了舊日志的發霉木箱，這些都是以前的海軍艦長寫的航海日志。他的前任們都覺得這些是垃圾，但當他拍掉被海水浸泡過的書籍上的灰塵，凝視著里面的內容時，莫里突然變得非常激動。

這里有他所需要的信息，例如對特定日期、特定地點的風、水和天氣情況的記錄。大部分信息都非常有價值。莫里意識到，如果把它們整理到一起，將有可能呈現出一張全新的航海圖。這些日志是無章可循的；頁面邊上盡是奇怪的打油詩和亂七八糟的信手涂鴉，與其說它們是對航海行程的記錄，還不如說它們是船員在航海途中無聊的娛樂而已。盡管如此，仍然可以從中提取出有用的數據。莫里和他的20臺“計算機”――那些進行數據處理的人，一起把這些破損的航海日志里記錄的信息繪制成了表格，這是一項非常繁重的工作。 

莫里整合了數據之后，把整個大西洋按經緯度劃分成了五塊，并按月份標出了溫度、風速和風向，因為根據時間的不同這些數據也有所不同。整合之后，這些數據顯示出了有價值的模式，也提供了更有效的航海路線。

這些數據顯示出了有價值的模式，也提供了更有效的航海路線

有經驗的海員有時依靠經驗能安全航海，但有時也會陷入危險之中。在從紐約到里約熱內盧這條繁忙的航線上，水手們往往傾向于與自然斗爭而不是順應自然。美國船長一直被勸導前往里約熱內盧不能通過海峽，因為那樣存在很大風險，所以船長會選擇在東南方向的航線上航行，再穿過赤道駛向西南方向。而這樣一來，船只必須兩度穿越大西洋，距離甚至相當于橫穿了三次。這是很荒謬的，其實直接向南航行就可以了。

通過分析這些數據，莫里知道了一些良好的天然航線，這些航線上的風向和洋流都非常利于航行。他所繪制的圖表幫助商人們節省了一大筆錢，因為航海路程減少了三分之一左右。一個船長感激地說：“我在得到你的圖表之前都是在盲目地航行，你的圖表真的指引了我。”有一些頑固的人拒絕使用這個新制的圖表，而當他們因為使用舊方法航行到半路出了事故或者花費的航行時間長很多的時候，他們反而幫助證明了莫里系統的實用性。

1855年，莫里的權威著作《關于海洋的物理地理學》（The Physical Geography of the Sea）出版，當時他已經繪制了120萬數據點了。莫里寫道，在這些圖表的幫助下，年輕的海員們不用再親自去探索和總結經驗，而能夠通過這些圖表立即得到來自成千上萬名經驗豐富的航海家的指導。

他的工作為第一根跨大西洋電報電纜的鋪設奠定了基礎。同時，在公海上發生了一次災難性的碰撞事件之后，他馬上修改了他的航線分析系統，這個修改后的系統一直沿用至今。他的方法甚至應用到了天文學領域，1846年當海王星被發現的時候，莫里有了一個好點子，那就是把錯把海王星當成一顆恒星時的數據都匯集起來，這樣就可以畫出海王星的運行軌跡了。

這個土生土長的弗吉尼亞人在美國歷史上并不受關注，這也許是因為他在美國內戰期間不再為海軍效力，而是搖身一變成為了美國聯邦政府在英國的間諜。但是多年前，當他前去到歐洲為他繪制的圖表尋求國際支持的時候，四個國家授予了他爵士爵位，包括梵蒂岡在內的其他八個國家還頒給了他金牌。即使到今天，美國海軍頒布的導航圖上仍然有他的名字。

原文鏈接： 莫里航海圖，最早的大數據實踐（責編/仲浩）

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