即使是对天文学不了解的人，也知道北极星，并且很容易误解为它是天上最亮的星星。但其实，北极星在全天亮星中的排名只在第47名，虽然身为二等星也算明亮，但并不出众。

下面我们用动图演示它的一个重要作用：测量纬度

几年前有个比较酷的电影，两大老牌动作影星史泰龙和施瓦辛内格联手打造的越狱大片《金蝉脱壳》。主角们不仅秀肌肉，而且秀智商，偶尔还卖一卖萌，让人大呼过瘾。

剧中，史泰龙扮演一个逃狱专家，被关进一所设在海上轮船里的监狱。龙叔为了摸清监狱所在位置，偷偷摸摸做了一副“六分仪”，串通狱友设法到甲板上测量了北极星的高度角，从而得到了所在的纬度。

另一个日本所出可能比较小众的电影的《天地明察》里，主角安井算哲，因在御城棋中下棋失败，被罚去日本各地测量北极星的高度，也提到了这一点。

（顺带八一句，这位算哲老师也是有名的数学家，经过精细计算认为围棋的第一手下在天元位置必胜，大约可算最早想通过研究算法来揭示围棋奥秘的先行者了，但是后来输给了号称有“十三段棋力”的第四世本因坊道策。不知道现在的AlphaGo如果穿越回去遇上道策能不能取胜。）

接着说北极星：我们站在地面上（或者在海平面上），极目向四周眺望，如果没有什么遮挡，会觉得地面和海面无限向远处延伸，形成了所谓的地平线或者海平面。

但其实我们脚下的大地是个球体，我们所认为的地平面或者海平面，只是假想出来的一个平面，它与地球的大圆相切。我们站着这个平面上与它垂直，并一直指向地球的球心。

我们测量北极星的高度角，也就是它与地面的夹角，其数值就正好等于：我们所在的位置到地心的连线与赤道面的夹角。而后者即是地球纬度的定义。

如图，随着观测者从赤道走向北极，所处位置测量的北极星与地平面夹角θ1逐步增大，而与地心连线和赤道的夹角θ2保持一致。

在古代的跨洋航海中，由于远离陆地，找不到山川岛屿作为定位标记。航海家就可以通过测量北极星高度的方位来确定航线。

比如（粗略地说）拿到的航海图显示北纬35度有个小岛，可以补充淡水。那么利用测量工具使得北极星保持在35度的高度，往前一直开就能到达。当然，海盗们也会用这招，他们知道航船不敢随便偏离航线哪怕1度（误差上百公里可能错过小岛），就会埋伏在固定纬度线上，进行拦路打劫。

继续看《金蝉脱壳》里的剧情，龙叔拿到狱友测量的纬度之后，施叔向他提了个问题，他们的问答却引出了一个重大bug：

问题出在哪儿呢？我们下回再说。

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附：其实电影中测量纬度这段剧情也有bug，龙叔自己都说要测量海平面与北极星的夹角。而剧情里他串通的那个狱友却是趴在一个凹坑里测的，只能看到北极星，而看不到海平面。编剧导演为了摆酷而引入的六分仪，完全是个败笔。

另外顺带吐槽一下央视9套所推的纪录片《地图传奇》，里面也提到了郑和下西洋采用过洋牵星术测量北极星高度来确定纬度：

然而！在对北极星进行展示的时候却不知道指向了个什么鬼——

要找北极星可以利用图中的北斗七星，但不是它的第一颗星，而是根据勺口的两颗星延长出5倍距离所指的才是北极星。