我们知道,委员会此行的目的是获取一段经线弧长度。从数学精确度上来说,用一段段首尾相接的金属直尺测量出来的结果是不可靠的。何况,地理条件也不允许这样做。所幸,我们可以把穿过经线的土地划分成若干个“空中”三角形进行测量。
按照几何学原理,知道了一个三角形的一条边长和两个角的度数,这个三角形的其他边长和度数就可以求知。因此,以一个已知三角形的一条边作为一个新三角形的底边,然后再测知与这条底边相邻的角的度数,这样就能连续不断地建立新的三角形,直到要测量的经线弧的终点。
角的度数可以准确地用经纬仪或复测经纬仪测知,但是,第一条边——整个方案的基础,必须异常精确地直接在地面上测得,这就是整个三角测量中最棘手的工作。被稀疏的干草皮覆盖着,平整、清楚地向地平线尽头延伸着的平原很适合底边的直接测量。
三月五日,他们开始为这项将要持续很长时间的工作建立营地。一个围有防护栅栏、布希曼式的小村庄开始临时出现在平原上。四轮车被排列成了真正的房子,这个小镇分为英国区和俄国区,各区上空分别飘扬着本国国旗。
小镇的中部是一个公共广场。
在四轮车围成的一个圆圈外头,车夫们在放牧马和水牛,夜晚便将它们赶进圆圈内,以便躲避那些在南部非洲内陆频繁出没的贪婪野兽。
佐恩和威廉这两位年轻的科学家负责最初的工作,分工完毕后,大地测量实验于三月六日正式开始了。
第一项工作是在地面上最平整的部分划出一道直线,线的笔直度是借助树立在地上的一个个小木桩取样的。
接下来,就是要把直接测量第一个三角形底边的尺子首尾相接连起来。
三月十日上午,12个木头底座被做好了,通过底部建立在三个铁螺钉上,只有几法寸的间隙,可防止它们松动并使之保持不变的位置。在这些底座上非常巧妙地摆放一些小木块,用以支撑尺子和把尺子固定在小框架里面。这些小框架固定尺子的方向,但不妨碍它们的热账冷缩。
接下来就是在木桩上面摆放尺子。埃弗雷特上校、斯特吕克斯负责这项工作,两个年轻人也参加了,巴郎德尔则随时准备在双份笔记上记录数值。
一共使用六把尺子,每把长2图瓦兹,宽6法分(1法分=2.25毫米),厚1法分,用白金制成,两端装有恰好垂直位于尺子中轴线上的铁尖头。这种金属一般不会发生氧化。但是要考虑热胀冷缩。他们为每一把尺子装备了金属温度计,并且放置了一把末端装有游标的铜尺,以便准确地指出白金的绝对延长。游标还配有显微镜,能够准确到0.025图瓦兹。