| 在熟悉的路標之間漫遊，或者駕船順著海岸線航行都很容易辦到。然而一旦遠離這些令人安心的指標——好比橫越毫無特徵的遼闊海洋——你該怎麼做，才能確保你是朝著正確的方向前進？中國水手在十一世紀，首次用上了磁鐵礦石（lodestone，這個中世紀英文單詞意指「領航石頭」），隨後還用上了磁化鐵針。羅盤能自行轉向並與地球磁場線平行，縱長兩端對正兩極，從而發揮指向功能：你可以標示出指針朝北那端以利觀測。羅盤不單讓你能夠在沒有其他外部參照狀況下，維持恆定航向，遇有兩個（或更多個）顯路標落入視野之時，你還能測定路標的方位，運用三角學在地圖或航海圖上準確測定你的位置。你在晴朗夜空之下，始終都能找出南北方向，不過遇上陰天之時，羅盤仍是種奇妙的導航工具。然而仍請記得，（地球自轉所形成的）天極和（地球富含鐵質的動盪核心所形成的）磁極並不是那麼完美相符。這兩種極點在赤道只有幾度差距，不過當你朝某極航行，羅盤偏離真北的情況就會變得更為嚴重。
假使你被迫退回原始，找不到任何磁體，那麼你總有辦法使用電力製造出暫時磁場。以兩種不同金屬交疊，製造出一款簡陋的電池，於是電流就可以沿著銅塊傳播，導入電線，纏繞成圈並形成電磁體。接著只需導入能量，就可以用這個電磁體來永久磁化任何鐵製物體，好比適合製作羅盤的細針。
羅盤可以告訴你方向，結合事先測繪的航圖和地標，你就可以得知位置。不過有沒有更普遍的系統，能在地表任何地方，判定你所在位置？事實證明，本章探討的兩項根本問題——現在是什麼時候，還有我在哪裡——的連帶關係，比你心中所想還更為深遠。
訂定座標系統
要測定你的位置，第一道待解議題是設計出一套系統，讓地表所有定點都有個獨特的位址。描述一座湖泊位於鎮外西南方三英里處還算合宜，不過該如何標定一座新發現的島嶼位於何方？或者在毫無特徵的海洋上，標示出你的現有位置？訣竅就在為地球本身找出一套自然座標體系。
倘若你是在紐約市一類規畫嚴謹的網格都市，要找路相當容易。所有「大道」都約略呈東北走向，而「街」則都以直角橫越大道，而且多數道路都依順序編號。前往曼哈頓任何地方都是小事一樁：你沿著大道走下去，一直走到你想去的那條街的交會口，然後就沿著那條街走，最後你就會抵達目的地。曼哈頓城中任何場所的地址很容易指明，只需標示出所在路口即可：第二十三街和第七大道口。或者倘若所有人取得共識，一致先說街碼再說大道編號，你就只需要一對號碼即可：（23,7）或（4, 百老匯）。
有種相仿座標系能適用於整個地球。地球幾乎就是個完美球體，以自轉中軸界定一個北極和一個南極，還有一條圈繞星球的環線，稱為赤道。基於球面幾何學，合理做法是以固定角度畫線來區隔球面範圍，而不像理想化城市網格以固定距離區隔。所以就想像你站在北極點上，朝正南方射出一條直線，一路繞過地球直抵南極，接著轉個10度並射出另一條線，隨後又是一條，直到你繞完360度完整一周圈。相同道理，你也可以從赤道開始，前面已經定義赤道是在兩極之間中點上環繞地球的圓圈，然後想像你朝南、北向前行，每隔10度就拋下一個圓環，尺寸越縮越小，則兩極便都位於90度角。
兩極之間的南北向軌跡稱為經線，而位於赤道南北，呈東西向環繞地球的圓圈，則稱為緯線。緯線彼此平行，經線則以直角與緯交會。由於地球呈球面幾何造型，正方網格越朝兩極，扭曲也越嚴重。就如曼哈頓的道路，你也必須設個起始點，在訂定數字座標時以供參照。赤道是個明顯的零點緯線，不過經度編號卻沒有相對應的自然零點標記：我們完全是基於歷史慣例，才湊巧使用倫敦格林威治做為「本初子午線」（prime meridian）（延伸閱讀：為時空立憲章－英國格林威治天文台
要使用這套通用位址體系，來界定你在地球上的任何位置，你只需說明你的位置在赤道以南或以北多少度角——你的緯度——以及你在本初子午線以東或以西多少度角︱你的經度即可。現在我的智慧型手機顯示，我位於51.56°N, 0.09°W（我人在倫敦以北，和格林威治相隔不遠）。
所以我們給自己提出的原始問題——如何在這個世界已知位置之間導航，可以簡潔拆解成兩個題目：我該怎樣找出我的所在緯度？還有我該如何找出我的所在經度？
辨認自己的緯度
緯度其實很容易確認：夜空滿布多樣圖案，帶來十分充足的資訊。磁鐵
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教學磁鐵
橡膠磁鐵北極星固定不動，高掛北極正上空，是個四周旋繞星體的靶心，所以合理推論，你和赤道的角距離，也相當於北極星和地平線的夾角。判定你在地球上位於哪個緯度，可直接轉換成測量恆星仰角的問題。
最簡單來講，你可以利用身邊零碎事物，製出一件導航象限儀。拿四分之一圓形卡紙或薄木片製成彎弧，弧上標出0度至90度。在兩條直邊之一的兩端各安置一道槽口，這樣就可以沿著直邊看到目標，接著在彎角處裝上一條鉛垂線，對著標度，看鉛線下垂來顯示仰角。這種基本裝置並不是特別複雜，卻仍能用來觀看北極星，測出你在地球上所在緯度，準確性可達幾度角，相當於測出你在赤道南、北方多少距離之外，誤差約幾百公里以內。
一七五○年代發展出一款遠更為優雅、準確的儀器，迄今依然當成備用導航裝置，以防喪失動力或GPS失靈。六分儀以完整圓形的六分之一扇形為準——名稱便由此而來，也落實了更早期的四分儀以及隨後的八分儀樣式——能測出任意兩事物間的夾角。六分儀在航行時最有用，能非常精準測得太陽或北極星在水平線上的仰角，而且其他任何星體也都適用。這種奇妙設計，很容易仿製，一旦新文明再次取得了打造金屬、研磨透鏡和為鏡子上銀等基本技術之後，你就具備了製造六分儀的先決技術要件。
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