海路带你踏上地球上最长的直线航程

这张地图显示了地球上最长的直线旅程，从巴基斯坦到俄罗斯有32090.3公里。资料来源:科学

如果你想乘船进行世界上最长的航行，但你没有舵，你会选择哪条路？五年前，Reddit的一名用户建议，从巴基斯坦南部到俄罗斯东北部的旅程将达到32090.3公里——这是地球上最长的直线旅程。现在，一组科学家终于证明了他的正确性。

Reddit的帖子来自用户kepleronlyknows，帕特里克·安德森，乔治亚州迪凯特的一名环境律师。他说在浏览*时，他第一次对这个问题感兴趣。这条线(只是一组坐标)出现在一个叫做“地球的极点”的条目中安德森画出了这些点，并发布了一段视频来证明这条线实际上是直的。他说:“你可能会有点失望，因为我没有找到这条路，但只要想着在地图上画就够酷了。”

Rohan Chabukswar也认为这很酷。但是科克爱尔兰联合技术研究中心的物理学家想要更多。“没有证据。”他说。为了获得证据，他和他的同事，印度新德里国际商用机器公司的工程师库沙尔·慕克吉，从美国国家海洋和大气管理局的地球表面紧急救援全球模型的数据开始。这些数据显示，整个地球的空间分辨率约为1.8公里，这意味着地图捕捉到的最小特征将为1.8公里..因为该模型还包括海拔数据，两者可以相对确定哪些点在陆地上，哪些点在海上。

有了这些数据，寻找海洋中最长的直线路径就成了一个几何问题。沿着球体的所有直线路径，形成一个称为大圆的形状。大圆总是在球体的最大圆周上移动，因此总是位于与球体中心相同的平面上。例如，赤道是一个大圆。

起初，研究人员试图通过研究地球上每一个可能的大圆来解决这个问题。在1.8公里的分辨率下，有233，280，000个可能的大圆，每个大圆在陆地或海洋上有21，600个点。总之，这意味着503848000000点需要验证，这是一个过度费力的计算。

因此，该团队转向了一种称为“分支和绑定”的优化算法，这是一种只测试所有潜在大圆的几个子集的计算机程序。然后，它会一遍又一遍地搜索那些看起来有希望的线——那些有最长路径的线。标准笔记本电脑只需10分钟就能找到最理想的解决方案。研究小组最近在预先打印好的服务器arXiv上报告说，当结果出来时，安德森和他的*“缪斯”被证明是正确的。

总的来说，这次旅行将从巴基斯坦松米安尼湾附近的海滩乘船出发，穿过马达加斯加和非洲大陆之间的鸿沟，穿过南美洲和南极洲之间的鸿沟，最后向北西北航行穿过太平洋，避开阿拉斯加群岛，在俄罗斯的卡拉加斯基地区的寒冷海滩上着陆。

虽然这条线看起来是弯曲的，但如果它被转换成一个球体，正如上述三个方向的预测所显示的那样，实际情况并非如此。

然后，查布克斯瓦尔和慕克吉用同样的算法找到了穿越陆地的最长路径，而没有穿过任何大的水体。计算机花了更长的时间来计算，45分钟，但它最终走完了11241公里的路线，途经15个不同的国家，从中国东部的泉州附近开始，到葡萄牙西部的萨格雷斯结束。

圣巴巴拉加利福尼亚大学的地理学家基思·克拉克说，这项研究是最优化的一个有趣的应用。他指出地球不是一个完美的球体。地球的引力和自转导致它在赤道附近略微膨胀。因为这条海上航线穿过了南美洲和南美洲之间如此紧密的缝隙，克拉克想知道即使是轻微的隆起也会导致这条航线搁浅。在陆地上，模型受到数据集分辨率的限制。Chabukswar说，由于数据不会显示小于1.8平方公里的细节，模型可能会遗漏从中国到葡萄牙的路线上可能出现的微小水体。他和慕克吉不建议开车。

至于安德森，他承认数学“远远超出了我的想象”。但他说这是搜索的完美结局。下一个任务是什么？回到开始，他打算找出谁发了*的帖子。(晋南编)

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