寻找地球经度的故事

1707年10月22日，一队英国海军舰队航向英吉利海峡时，错估了自己的位置，结果怎样呢？有四艘军舰在锡利群岛触礁沉没，断送了约2000名海军的性命。锡利群岛位于大西洋，在英格兰最南端的兰兹角西南方。

在当时，水手要计算出自己在海上的纬度，也就是距离赤道以北或以南有多远，是很容易的事；不过，要准确地算出自己在海上的经度，也就是他们向东或向西航行了多远，就不简单了。18世纪初，每年都有很多船只在大西洋上航行，海难时有所闻，但让英国人下定决心要解决经度问题的事件，就是1707年的世纪大海难。

于是1714年，英国国会悬赏两万英镑，给任何能准确地定出海上经度的人，这个奖金相当于现在的几百万美金。

诱人的难题

要准确地计算经度是非常困难的，因为需要一个十分准确的计时器。假如你住在伦敦，有一天中午12点，你接到一个朋友的电话，这个朋友正在国外旅行，她目前所在地的纬度跟你一样，但她的时间是同一天的早上6点，这表示她住的地方比你晚了6小时。你学过地理，所以知道这个朋友应该住在北美洲，因为那里的太阳才刚刚升起。假设你还知道这个朋友当地的正确时间，精确到几分几秒，你得出这个数据不是根据她所在的时区，而是根据她所在的位置与太阳之间的关系，那么，你就可以准确地算出她所在位置的经度了。

几百年前，航海家不论航行到世界哪个角落，只要抬头看看太阳，就可以知道当时是不是正午12点了。当航海家确定当时是当地时间正午12点，而又知道自己家乡的时间，那么他计算出的经度，误差值就在50公里（30英里）之内。要是有人航海6个星期之后，误差都能保持在这个范围之内，就可以赢得英国国会的经度大奖。

问题是，航海家出海之后，怎样才能知道自己家乡的时间呢？当然，在当时航海家可以带一个大摆钟上船。但要是碰到波涛汹涌的时候，船摇晃得很厉害，那摆钟也英雄无用武之地了，而且当时使用弹簧和齿轮的摆钟还是很原始，也不太准确。另外，温度的改变也会影响 摆钟的准确度。既然摆钟不可靠，那么天上的星星和月亮是不是比较可靠，可以用来计算时间呢？

天文学也无法解决

天文学家也提出一个计算经度的理论，称为“月距法”。使用这个方法需要先准备一张星图，然后根据月亮和特定星星之间的相对位置，来计算出航海家所在位置的经度。

超过100年，天文学家、数学家和航海家都绞尽脑汁想解决这个世纪大难题，但是月距法太复杂，所以没什么进展。

小木匠解决大问题

在英国林肯郡的巴罗厄庞享伯村，有一个小木匠名叫约翰·哈里森，他也想解决这个经度难题。1713年，这个就快20岁的小伙子，就制作了一个几乎全木的摆钟。后来，他又发明出一些可以减少摩擦和适应温度变化的零件。那时，世界上最好的钟，误差是一天一分钟，但哈里森做的时钟一个月 只有一秒钟的误差。 *

设计了准确的时钟后，哈里森就专心研究航海用的准确计时器。他研究了四年后，就启程前往伦敦，将他的研究结果呈交给负责把关审核的英国经度委员会。在伦敦，有人介绍哈里森认识当时顶尖的钟表匠乔治·格兰姆，格兰姆提供一大笔无息贷款给哈里森，让他可以制造计时器。到了1735年，当时世界上最准确的航海钟终于面世了，哈里森将这个钟展示给英国皇家学会的人看，这里的人都是全英国最有名的科学家，他们看到这个重34公斤（75磅）闪闪发亮的铜钟时，都很高兴。

之后，哈里森牛刀小试，带着他的航海钟航行到葡萄牙的里斯本，这个钟表现很好。不过，要赢得大奖，就要由英国航行到西印度群岛，哈里森本可以要求立刻横越大西洋来证明他的航海钟经得起考验，可以得奖，但他却没有这样做。他第一次跟经度委员会见面，将自己的心血展示给委员看，当时唯一批评这个钟的人就是他自己！事事要求完美的哈里森认为，这个钟还可以再完美一点，于是他只向委员会申请一些经费，并要求多一点时间，让他可以再制造一个更完美的计时器。

6年之后，哈里森第二个航海钟面世了，这个钟重39公斤（86磅），改良了几个部分，得到英国皇家学会全体的支持。现在，哈里森48岁了，他对这第二个钟还是不满意，于是回到 工作室又花了19年时间的工夫，制造出第三个相当不同的钟。

哈里森制造第三个笨重的大钟期间，请一个钟表匠根据他的设计，制作一个私人用的怀表。人们常常以为大钟比怀表更准确，不过哈里森却惊讶地发现，其实他自己设计的怀表也很准确，真是无心插柳柳成荫！1761年，横越大西洋的测试之旅终于开航，这次哈里森寄予厚望的不是他设计的第三个钟，而是第四个重1公斤（3磅）的航海钟，这个钟是根据他设计的怀表而改良的。据闻哈里森曾说：“我衷心感谢全能的上帝让我活了这么久，可以制造出这个还算完美的航海钟。”

评审不公

这时，英国的天文学家也差不多研究出另一个解决经度问题的方法。经度委员会有权力决定谁才能得到经度大奖，委员会中有一位评审是内维尔·马斯基林，他也是天文学家，并对其他委员很有影响力。哈里森的第四个航海钟终于展开81天横越大西洋的海上之旅，这第四个航海钟是否经得起考验呢？果然不负众望，这个航海钟只慢了5秒钟而已！可是，经度委员会的评审迟迟不愿发出这笔奖金，还说哈里森没完全按照规定去做，并质疑他的钟之所以这么准确不过是侥幸罢了。由于委员会一再刁难，哈里森只得到部分的奖金。差不多同时间，身为评审之一的马斯基林在1766年也出版了月亮位置表，这个表可以让航海家在半小时之内，计算出自己在海上位置的经度。而马斯基林很有可能会将经度大奖判给自己，这使哈里森十分担心。

接着，英国探险家库克（虎克）船长于1772年登场。他在自己第二次的历史性航程中带着哈里森第四个航海钟的复制品出航，库克归来后，报告这个计时器的表现远远超过众人的期望。就在这个时候，高龄79岁的哈里森已对经度委员会失望至极，就向英王陈情。结果，哈里森终于在1773年获得剩下的奖金，不过经度委员会并没有正式宣布他就是得奖者。三年之后，约翰·哈里森在他83岁生日那天逝世。

之后不到几年的时间，人们只要花65英镑就可以买到一个非常准确的航海钟。不错，多亏了这个聪明的乡下小木匠锲而不舍地研发航海钟，不可能的事终于成真！

［脚注］

［第21页的图解或图片］

（排版后的式样，见出版物）

利用时间可以算出你所在位置的经度

上午6:00 中午12:00

北美时间 英国时间

［第22页的图片］

约翰·哈里森，钟表制造者

［鸣谢］

SSPL/Getty Images

［第22页的图片］

哈里森制造的第一个航海钟，重34公斤（75磅）

［鸣谢］

National Maritime Museum, Greenwich, London, Ministry of Defence Art Collection

［第22页的图片］

哈里森的第四个航海钟，重1公斤（3磅）（非按照比例）

［鸣谢］

SSPL/Getty Images

［第20页的图片鸣谢］

遇到海难的船：© Tate, London/Art Resource, NY; 指南针：© 1996 Visual Language