科學遠征—丈量天地

趙致真

地球像橘子還是像西瓜

早在柏拉圖和亞里士多德時代，人類便認識到腳下的大地是一個圓球。直到1522年葡萄牙航海家麥哲倫的船隊完成了環球航行，才最終驗證了地球的形狀。但我們居住的這顆行星真是滴溜溜的正圓球嗎？

1671年，法國天文學家里歇爾到圭亞那首府卡宴觀測火星大沖，發現所帶的鐘每天慢了2分28秒。他將鐘擺調短了2.8毫米，才重新校準了時間。但1673年回到巴黎后，他必須把擺長再度復原。牛頓在1687年出版的開山巨著《自然哲學的數學原理》中以此為據，判定地球自轉的離心力引起赤道膨脹兩極扁平，因此成為一個“橢球”。赤道附近的圭亞那比北半球的法國距離地心更遠，所以鐘擺受到重力減小的影響而頻率變慢。巴黎天文臺臺長卡西尼的認識恰恰相反，他根據笛卡爾學派的信條和自己的測量，宣稱地球形狀是赤道收縮兩極伸長。伏爾泰大為感慨：“巴黎說像西瓜，倫敦說像橘子。”

深入圣誕老人的故鄉

地球的形狀究竟如何，成為事關重力理論和航海實踐的大問題。法國國王路易十五決定派出兩個科考隊，遠赴北極圈內的拉普蘭和赤道附近的秘魯進行測量，通過大地曲率的對照，徹底了斷這樁舉世矚目的科學公案。

科考隊的成員均為一時之選。前往拉普蘭的領軍人物是法國最早的“牛頓主義”數學家莫佩爾蒂，他后來創建了著名的“最小作用原理”；另一位臺柱是瑞典烏普薩拉大學的數學家和天文學家攝爾西斯，他日后發明了攝氏溫標。天文學家克萊羅、莫尼爾等也先后加盟。他們于1736年4月離開巴黎，分別沿陸路和水路北上，經過兩個月舟車勞頓到達圣誕老人的故鄉，開始了丈量北緯65度50分和66度50分之間的經線長度。

近代三角測量法是荷蘭天文學家和數學家斯涅耳1615年首創的。知道一條邊和兩個角，便能推算出三角形的另外兩條邊。而通過相依相生的連環三角，就可以丈量出廣袤大地，繪制出精確地圖乃至推算出地球的圓周。莫佩爾蒂以托尼奧河口半島上的教堂鐘樓為起點向北推進。雖然河流方向正好和經線一致，但沒有理想的標記物可供參照，科考隊只能鉆進人跡罕至的吉蒂斯瓦拉山脈。他們伐倒古松剝掉樹皮，在遙遙相望的峰頂搭起醒目的圓錐狀窩棚作為觀測點。露營生活幕天席地，蚊蟲、吸血蠅輪番叮咬，狼群和熊頻繁出沒，甚至山火燒掉了建起的觀測目標。當嚴冬來臨時，他們在托尼奧河封凍的冰面上開出一條14千米的基線，夜間憑借微弱的極光繼續工作。零下45℃的嚴寒，只有白蘭地保持液態，但喝上一口就會把嘴唇和舌頭凍在金屬杯子上而扯破皮肉。莫佩爾蒂和同伴靠滑雪板和馴鹿雪橇在銀色世界穿行，窩棚經常被大雪封埋。漫長的極夜中，他們仍用天頂儀和望遠鏡觀測星座鎖定緯度，并發現時鐘每天比巴黎快59秒。1737年6月，科考隊完成經線長度測量，取道丹麥返回巴黎，歸途乘坐的商船在波羅的海風暴中遇險漏水，科學家們奮不顧身搶救觀測資料和儀器設備。一年多的北極之旅讓莫尼爾身患重病，莫佩爾蒂也留下了終身的健康損害。

在法國科學院1737年8月28日召開的專題會議上，莫佩爾蒂報告了測量結果：在拉普蘭地區測得1度經線長為111950米。比皮卡德1668年和卡西尼1701年、1718年在法國測量的1度經線要長出約700米。由此足以證明牛頓的斷言，地球的形狀是北極回縮。消息傳出，舉世轟動，伏爾泰喝彩道“莫佩爾蒂壓扁了地球和卡西尼”。但科學界并沒有立刻接受莫佩爾蒂的結論。卡西尼不僅攻擊北極測量的薄弱環節，還抓住莫佩爾蒂帶回兩個土著姑娘大做文章，將拉普蘭考察嘲諷為一樁桃色事件。伯努利也對測量結果表示懷疑，聲稱“先入之見和預設結果很容易找到支持的數據”。蘇格蘭數學家斯特靈代表了多數人的態度：“秘魯科考隊馬上回來，一切都將真相大白。”

科考史上首次國際合作

公眾對遠征秘魯的科考隊顯然過于樂觀了，他們比拉普蘭科考隊早一年出發，原計劃3年完成任務，卻不料一去就是悠悠10年。事情還要從1734年4月6日路易十五寫信給他的叔叔—西班牙國王費利佩五世說起。根據這兩位波旁家族要員的協議，法國和西班牙共同派人和出資組成科考隊，前往赤道附近的西班牙殖民地秘魯測量子午線。法國的陣容是科學院院士戈丁、拉康達明和布格，外加4位科學家和3個助手。他們于1735年5月16日乘坐“潑特菲克斯”號商船從羅切爾港出發，經過半年搏風擊浪，于11月15日到達加勒比海的卡薩根那。西班牙海軍軍官胡安和烏略亞已在那里恭候多時。雙方人員會師后，再穿過巴拿馬地峽沿太平洋南下，1736年5月29日抵達秘魯的基多省，即后來以赤道為名的厄瓜多爾。這是科考史上首次正式的國際合作。

秘魯科考隊兵分兩路互相策應，向“美洲的脊梁”安第斯山發起挑戰。背負著沉重的儀器和測桿，攀援在插云戴雪的群峰之間，他們創造了人類“最高”的科考紀錄。嚴重的缺氧讓這些歐洲科學家不斷昏倒、嘔吐、牙齦出血。登上海拔4791米的皮欽查山克拉松峰時，每人的衣帽和須眉都掛滿了冰凌，而50年后才有人登上相同高度的“歐洲之巔”勃朗峰。活火山的噴發如雷霆萬鈞，崩巖巨石從山上滾落，狂風、驟雨、冰雹則常常突發陡起。有時大霧籠罩，目標迷失，連馱運儀器的騾子都會丟掉。遍布叢林的蚊蟲、蝎子、毒蛇更防不勝防。加上經費拮據，供應阻滯，使科考隊不斷陷入困境。1736年9月19日，年僅18歲的庫普萊患瘧疾一病不起，長眠在秘魯的卡亞穆比教堂。

當巴黎傳來了拉普蘭科考隊已經搶先完成了測量，并證實了牛頓理論，秘魯科考隊受到巨大的心理挫折。有人提議打道回府，有人主張各奔前程，多虧拉康達明以科學的榮譽穩住軍心。當地土著曾熱烈歡迎持有西班牙國王護照的科考隊，但逐漸開始疑竇叢生：這些歐洲人舍命跑到安第斯山，難道就為了弄清地球的形狀？“他們是來探礦尋寶，拿走秘魯財富的。”“他們繪制地圖是為獻給英國人。”諸如此類的流言使科學家遭受敵意。當科考隊的外科醫生桑尼爾古斯介入當地沖突后，在一次公眾集會中被暴民刺傷，4天后不治身亡。布格在混亂中被石頭擊中，躲進教堂里才得以逃生。胸懷遠大目標跨越半個地球的科學精英，也會“偶因細故”而貽誤大局和死于非命。

科考隊每個成員返回法國的旅途可謂八仙過海和九死一生。與10年前相比，大西洋不僅風高浪急，而且成為英法的戰場。1744年5月28日，布格首先搭乘販運奴隸的“特雷頓”號雙桅帆船從法屬圣多明戈歸航法國；拉康達明坐著獨木舟沿亞馬孫河漂流而下，從圭亞那登上中立國荷蘭的咖啡貨船，于1744年11月30日抵達阿姆斯特丹；烏略亞為避開英國海軍繞道好望角，不想在失陷的法屬殖民地路易斯堡當了俘虜，經歷牢獄之災后于1746年7月25日重返馬德里；戈丁直到1751年7月才從羈旅秘魯的利馬大學回到歐洲；而畫師莫雷維拉和儀表師雨果特分別于1764年和1781年客死在南美大陸。

秘魯科考隊付出10年心血和沉重代價，以南緯1度31分為中點，總共丈量了3度07分經線，測出每度長為110655米，證明赤道千真萬確是“鼓起”的。通過將秘魯和拉普蘭的測量結果進行綜合比較，當時的科學界一致認定地球扁率為1∶310，校正了牛頓計算的1∶229，地球形狀的百年爭論最終塵埃落定。

拉康達明作為第一個探索亞馬孫盆地的歐洲人，帶回了橡膠和金雞納樹標本，布格則測出了欽博拉索山體的引力，能造成鉛垂線8角秒的偏移。盡管早期領隊戈丁的貪腐行為遭人詬病，盡管各成員間摩擦不斷，但秘魯科學考察已經作為人類認識自然的空前壯舉載入史冊。彭加勒在名著《科學與方法》中，就以法國的大地測量為例證，贊美科學的崇高目標和犧牲精神。此后德國科學家洪堡的南美洲探險和達爾文乘坐“貝格爾”號軍艦的南太平洋遠征，米制在全世界的確立和風行，無不受到秘魯科考隊的直接啟示和深刻影響。

金星凌日的饋贈

如果說人類的祖先很早就開始測繪大地，那么真正意義上的丈量天空卻是發明望遠鏡和掌握開普勒定律以后的事。1677年11月7日，英國天文學家哈雷在圣海倫娜島觀察水星凌日后若有所悟，1716年在皇家學院《哲學學報》發表著名論文，提出了通過觀察金星凌日來確定地球到太陽的距離，并向后輩大聲疾呼，務必抓住1761年和1769年金星凌日的天賜良機。1742年哈雷撒手塵寰，全世界天文學家遵照他的遺訓，如期開展了波瀾壯闊、可歌可泣的金星凌日觀測總動員。

一戰成名的梅森和迪克遜

金星作為地球的“孿生姐妹”，是蒼穹中僅次于太陽和月亮的第三明亮天體。當它運轉在日地之間并處于一條直線時便會遮蔽太陽的部分光線。金星凌日本質上也算一種“小日食”或者“日環食”。但金星直徑雖然比月亮大3.5倍，凌日時和地球的距離卻比月亮遠百倍，視直徑只有月亮的三十分之一，因此看上去就像日輪上的一個小黑點緩緩掠過。由于金星的軌道平面和地球黃道有3.4度的傾斜，因此凌日便成為十分稀有的天象。發生間隔為105.5年，8年，121.5年，8年……可謂“八載成雙來，百歲一徘徊”。正是靠著在地球上不同方位看到金星凌日過程的視差，便能用三角測量法計算出日地距離，進而以這個“天文單位”作為基線，測量出整個太陽系的宏偉版圖。

捕捉1761年和1769年這一對金星凌日，是科學界首次有備而來。來自英國、法國、俄國、德國、荷蘭、瑞士、丹麥、葡萄牙、意大利等國的天文學家百余人，在全球設立了幾十個觀測點。俄國女皇葉卡捷琳娜曾通宵不眠以圖先睹為快，英國國王喬治三世也早早到裘園天文臺翹首以待，北美費城天文學家里騰豪斯在金星即將接觸日輪的瞬間竟然激動得當場暈厥，足見金星凌日如何牽動著人們的神經。那些派往四表八荒觀測這一天象的遠征隊更是責任重大和使命莊嚴了。

“七年戰爭”的炮火硝煙并不理會科學家的國際合作。1761年1月8日，英國天文學家梅森和迪克遜乘坐護衛艦“海馬”號從樸茨茅斯出發，遠赴22000千米之遙的蘇門答臘島明古連觀測金星凌日，啟航不到24小時，便和重型法國軍艦“拉格蘭德”號相遇。經過1小時激戰，“海馬”號受到重創，船員死11人傷37人，被迫退回樸茨茅斯港。鑒于旅途兇險和儀器損毀，梅森和迪克遜給皇家學會寫信，請求變更目的地，改往地中海之濱土耳其的伊斯肯德倫進行觀察。皇家學會接到報告毫不通融，指令必須不惜代價按原計劃趕到蘇門答臘，否則追究法律責任。關鍵時刻，科學家也需要軍隊的紀律和士兵的服從。“海馬”號緊急修繕后于2月5日再度揚帆南下，但卻因延宕過久無法準時到達，況且明古連已經落入法國人手中。梅森和迪克遜當機立斷，4月11日登陸南非好望角，幸而受到中立國荷蘭殖民當局的同情和支持。6月6日晴空萬里，梅森和迪克遜在開普敦飽覽了金星凌日的整個過程，取得了南太平洋唯一有價值的觀測數據。而前往圣海倫娜島的英國天文學家馬斯基林卻遇到大陰天，結果徒勞往返。梅森和迪克遜一戰成名，1763年擔負起測量北美馬里蘭州和賓夕法尼亞州邊界的重任。此后梅森-迪克遜線長期成為美國北方自由州和南方蓄奴州的政治文化分界。

庫克船長和他的“奮進”號

金星凌日造就的最偉大的航海家和探險家，要數英國的庫克船長了。由于1761年觀察金星凌日的數據不盡如人意，1769年便成了一代科學家有生之年的最后機會。新發現的塔基提島很快被鎖定為最佳觀測點。汲取1698年哈雷率領“帕拉摩爾”號到南大西洋科學考察卻因沒有軍銜而指揮不動水兵的教訓，皇家學會和海軍部兼權熟計，認為庫克是領銜掛帥的不二人選—他不但有魁北克測繪勞倫斯河口、紐芬蘭觀察1766年日環食的科學背景，還有現役海軍中尉的頭銜。

1768年8月25日，長32米、寬9米的“奮進”號載著科學家和船員94人，從普利茅斯拔錨啟碇，鼓浪西行。后來擔任英國皇家學會主席41年之久的自然學家班克斯、資深天文學家格林、科學畫家帕金森、瑞士植物學家索蘭德等共同組成了這次遠征的雄厚班底。10月25日跨越赤道，11月13日到達巴西里約熱內盧，因葡萄牙總督懷疑此行有軍事目的，庫克船長幾乎被扣留。1769年1月25日，“奮進”號穿越合恩角風暴進入太平洋，4月13日最終抵達塔基提島。這是1767年6月瓦利斯乘坐“海豚”號發現這座太平洋上的“伊甸園”后，第二次前來造訪的英國船艦。

庫克在塔基提島西北角修筑了一座容納40人的“金星站”，將攜帶的兩臺格里高利反射望遠鏡和天文象限儀、六分儀、計時鐘、溫度計、氣壓計等設備安頓停當。“金星站”處于“奮進”號火力射程之內，三面有深溝高墻并架設槍炮以策安全。6月3日天公作美，碧空如洗，庫克團隊分別從本島2個地點和鄰近的莫雷阿島上觀測了金星凌日的全過程，著重記錄了“凌始”和“凌終”的4個重要瞬間。但卻發現“始內切”和“終內切”的精確時刻難以確定，因為日輪邊緣和金星盤面間出現了1分鐘左右的淚滴狀“粘連”。這便是由于大氣湍流和光學儀器缺陷引起的“黑滴現象”。

在塔基提島考察期間，庫克船長和當地土著建立親善關系，但嚴禁水手和島民私下交易。當年“海豚”號水手曾為了用鐵制品換取性服務而亂拔船上釘子，幾乎讓“海豚”號散了架。庫克船長最重要的觀測設備天文象限儀曾經被盜，多虧不惜代價及時找回。離島前兩位船員開小差，庫克扣押了當地族長做人質才換回“逃兵”并處以鞭刑。統領這只孤懸海外、“人上一百”的科考隊，的確需要功底深厚的科學素養和恩威并施的大將風范。

7月13日，“奮進”號離開塔基提島，庫克帶著海軍部的秘密指令尋找傳說中的“南方大陸”，花費6個月時間首次環繞和測量新西蘭兩島，1770年4月29日到達澳大利亞東海岸新南威爾士的植物灣。6月11日“奮進”號撞上大堡礁，丟棄了6門大炮和部分設備才輕裝逃生。最后取道印度洋和好望角，于1771年7月12日返回了英國多佛港。

環球一周，歷時3年，“奮進”號滿載著寶貴的觀測數據和珍稀的植物、礦石標本凱旋。但檢點出征時的94人，有三分之一沒能回家。庫克用泡菜和麥芽汁預防了壞血病，卻抵擋不住瘧疾和痢疾的肆虐。勞苦功高的天文學家格林、繪制了1000張標本圖畫的藝術家帕金森、芬蘭籍自然學家斯潑林、外科醫生芒克豪斯、副總指揮希克斯都在歸航中因病去世，葬身在大海波濤中。還有許多捐軀的水手和工匠，沒有人記得他們的名字。

從1772年起，庫克開始第二和第三次環球航行，縱橫四大洋，馳騁全世界，成為歷史上最偉大的航海英雄。1779年，庫克在夏威夷島和當地居民沖突中不幸遇難。

時乖命蹇的讓蒂爾

無論對觀察金星凌日的熱情還是投入，法國比起英國都毫不遜色。1760年3月26日，巴黎天文臺臺長卡西尼的高足弟子、數個梅西耶天體的發現者讓蒂爾奉命遠征，乘坐“貝利耶”號軍艦到印度東部本地治里觀察金星凌日，7月10日已早早趕到毛里求斯。但此時印度洋戰云密布，商旅不行，讓蒂爾只好在羅德里格斯靜候，并一度準備加入平格雷的團隊。1761年2月9日，適逢法國軍艦“仙女”號駛往印度，讓蒂爾不避危險奮然隨行，5月20日到達印度海岸，才得知本地治里已經陷入英國人手中，只能打道返回毛里求斯，但時間已經來不及了。6月6日金星凌日如期而至。讓蒂爾正航行在茫茫的印度洋上，盡管紅日朗照、碧霄萬里，但顛簸搖晃的甲板卻根本無法安放一架穩定的望遠鏡，也不能確定精準的經緯度。讓蒂爾沒有取得任何可靠的觀察數據，只好眼睜睜看著千金一刻的時光付諸流水。

面對命運打擊，讓蒂爾做出一個重大而孟浪的選擇，他決定留在印度洋地區，耐心等待8年，觀測1769年的金星凌日。比起風濤萬里、戰火紛飛的海上航行，為了有生之年最后一次機會，讓蒂爾認為值得獨在異鄉苦苦守候！作為科學通才，讓蒂爾沒有虛度時光，他測繪了馬達加斯加海岸，并對當地自然、地質、生物、氣象、潮汐等進行了全面研究。1769年金星凌日漸漸逼近，讓蒂爾經過反復比較，認定最佳觀測點應該是菲律賓的馬尼拉。于是1766年5月1日便提前啟程，8月10日順利抵達。豈料當地的西班牙殖民官拒不接納這位癡情的天文學家，無奈之下，讓蒂爾只好轉赴本地治里—此時這個“淪陷”的印度城市已經根據“1763年和平協議”重回法國手中。1768年3月27日，讓蒂爾來到本地治里，并選取一座被英軍損毀的彈藥庫改建天文臺。1769年6月3日金星凌日前，天氣一直晴好，6月2日夜間，讓蒂爾還邀請當地總督觀看土星衛星。豈料翌日天氣驟變，恰恰在金星凌日的時刻陰云四合，從頭到尾遮蔽了這場歷時6小時34分的世紀大戲，此后卻馬上云開日出持續晴朗。另一個對讓蒂爾傷口撒鹽的消息是，金星凌日全過程中，馬尼拉天空萬里無云。

苦守8年再誤佳期，讓蒂爾徹底崩潰，寫報告時手中的筆幾次跌落：“這就是天文學家的宿命，萬里奔波和自我流放，卻被一片致命的云在最精確的時刻擋住太陽，我無法從打擊中恢復，不能相信金星凌日就這樣結束了。”讓蒂爾終于想到了回家，但致命的痢疾使他再三延誤歸計。1770年11月，讓蒂爾帶病從毛里求斯登上赴歐洲的貨船，又遇到風暴幾乎沉沒而返回原地。直到1771年3月31日才最終搭乘一艘西班牙軍艦，8月1日到達加迪斯港。讓蒂爾徒步翻過比利牛斯山，1771年10月8日踏上了法蘭西土地，屈指算算，離開故國11年6個月13天！女天文學家霍格說：“這大約是歷史上最漫長的天文探險。”

迎接讓蒂爾的不是朋友的鮮花和親人的擁抱。他已經被宣布“合法死亡”，妻子改嫁，個人財產被全部瓜分，他在法國科學院中的席位也由別人頂替。經過艱苦訴訟，讓蒂爾拿回了部分財產，并在國王路易十五親自干預下，于1772年2月28日恢復了科學院的頭銜。他重新結婚后喜得一女，并出版了2卷暢銷書《印度洋之旅》，月球上有個隕石坑就以讓蒂爾命名。“受盡天磨”的讓蒂爾總算有了大團圓的結局。而他的時乖命蹇也成為“墨菲定理”的典型案例。

沙普：用生命換來完美數據

披讀金星凌日浩瀚的典籍，處處都會看到法國天文學家沙普的名字。他曾勘測洛林地區的經線，確定2顆彗星軌道，并和卡西尼、讓蒂爾一起在巴黎觀察過1753年5月6日的水星凌日。受法國科學院派遣和俄國伊麗莎白女皇邀請，沙普的4人小隊于1760年11月動身前往西伯利亞首府托博爾斯克—那里是1761年金星凌日過程最短的“哈雷極點”，因此格外特殊和重要。攜帶著半噸重的設備，從巴黎到維也納，從華沙到圣彼得堡，馬車先后在路上散了架，那些溫度計、氣壓計等科學儀器也幾乎全都碰破顛碎。乘坐馬拉雪橇跨過封凍的伏爾加河和烏拉爾山，進入無邊的西伯利亞干草原和渾莽的大沼澤，屈指行程5000千米，終于在1761年4月10日到達托博爾斯克。

滴水成冰的嚴寒，眈眈在側的狼群，沙普到鎮外小山丘上建起天文觀測站，并抓住5月18日的月食，再次測定托博爾斯克的精確經度。這年春汛來得早而兇猛，淹沒了兩岸多處村莊，當地百姓怪罪這些外國人的神秘活動冒犯了太陽，招致了老天震怒和降災。所幸當局派來哥薩克士兵擔任警戒，確保了考察隊的人身設備安全。

1761年6月6日，天如人愿，百事順遂，沙普精確記錄了金星凌日5小時48分50秒的全過程，并在他的天文臺外帳篷里架設望遠鏡請當地政要一飽眼福。途經圣彼得堡停留期間，沙普會見了羅蒙諾索夫并發表了觀測數據，還把珍稀的猛犸牙齒帶回巴黎，此后寫下了三大卷《西伯利亞紀行》。他的兩個侄子都是受到這本書的鼓舞走上了科學道路。

1769年，沙普再次投身于全球天文學家對金星凌日的“圍獵”大行動。原計劃去所羅門群島進行觀察，但宗主國西班牙只批準他們到拉美地區的下加州半島，比起英國科學家完全被拒絕，這已經非常幸運了。1768年9月18日，沙普和王室工程師泡利、鐘表師杜波伊斯、青年畫家諾埃爾一行離開巴黎。在卡迪斯按照法院命令吸收了西班牙官員多茲和麥迪納。共28人乘坐一條僅有12名水手的小船，駛往萬里迢遙的拉丁美洲。1769年5月19日到達下加州盡頭的圣何塞-德爾卡波。這里便是沙普遠征的終點和夢想的歸宿。

他們迅速搭建起“天文臺”，把帶來的象限儀、擺鐘和3個多隆德消色差望遠鏡安頓停當。簡陋的泥棚，房頂開3個孔洞，平時用布遮蔽，觀察時才露出天空。6月3日艷陽高照，纖云掃跡，一丸金星緩緩掠過日輪。仆人在旁邊大聲讀秒。沙普和多茲、麥迪納各自守著一臺望遠鏡，凝神屏氣捕捉天上的一脈一息，準確記下每個重要的時間節點和金星軌跡弦線與太陽赤道的夾角，整個觀察可謂盡善盡美。5個半小時下來，沙普全身已經被汗水濕透。他們彼此熱烈祝賀，并和金星凌日做最后的世紀告別，深深慶幸沒有辜負這次曠世機緣。

然而沙普未曾料到，藍天麗日和旖旎風光下，死神正向他們張開黑色斗篷。登岸伊始便聽說這里已有三分之一人口在瘟疫中病逝，當時完全來得及更換地點到西南18英里（約29千米）的圣盧卡斯。但沙普認為寧可讓生命冒險，不能讓觀測閃失。金星凌日2天后，多茲、麥迪納和11位隨員開始發病。沙普靠從巴黎帶來的一本醫書和少量藥品緊急應對，不久自己也受到傳染。用瀉劑治療稍有好轉，沙普又帶病堅持觀察6月19日的月食，以便更好確定當地的經度。此后病勢漸沉，8月1日不幸去世，年僅42歲。一代“天文探路者”被草草埋葬在下加州的無名地。此時村內人口已死去四分之三，金星凌日科考隊殘存的隊員仍然抱病堅持觀察木星的伽利略衛星掩食，來校準當地經度。直到生命最后一刻，他們的心靈都和天上的星辰相伴相依。沙普臨終前在病床上說：“生命即將結束，但我因完成了使命而感到幸福。”

泡利害怕自己難以康復和生還，曾把沙普的觀察報告和日志收進一只書箱寄放在西班牙總督府并諄托運回法國。直到9月，幸存的9名科考隊員才取道墨西哥城返回歐洲。最終踏上故國土地的，只剩下泡利、諾埃爾和多茲3人。巴黎天文臺臺長卡西尼從泡利手中接過沙普的遺稿并親自進行整理編纂，1772年正式出版。沙普和眾多同伴埋骨地球的另一端，卻向他的時代交上了最完美的答卷。

18世紀兩次金星凌日的觀測大行動，是氣貫長虹的人類史詩。遍布世界的天文學家用生命和忠誠換來的數據匯集起來，我們這顆行星便產生了新的智慧。曾經為世界選定金星凌日觀測點的法國著名數學家拉朗德和諸多同輩爭先恐后，用哈雷和德利勒創建的方法，對1761年的130處觀察數據和1769年的154處觀察數據進行系統歸納和精密計算，終于得出空前偉大的結論：太陽的視差為8.5弧秒，太陽到地球的平均距離為1.53億千米。和目前公認的1.496億千米十分接近。

世界上從此有了“天文單位”這把得心應手、通用共享的“量天尺”。人類不僅將整個太陽系各行星的邊鄰四至盡收眼底，還向著遼闊的宇宙空間張望，并從此開始了國際合作的大科學時代。