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四个世纪以前,任何一个称职的水手,都能根据太阳与海平面的夹角寻找到纬度。但是由于地球不断转动,零度经线却很难固定下来,想要进一步测定经度更是困难重重。在人类历史上相当长的一段时间里,经度测量的问题,难倒了世界上许多的聪明人。
“不可能完成的任务”
想要确定船在海上的经度,就必须知道船上的时间,还有始发港或另一个经度已知的地方在同一个时刻的时间。这样,领航员可以根据两个时间的差转换出地理上的距离。然而在航行中,颠簸可能会让钟摆加快或者减慢,甚至可能完全停摆。远距离航行中,沿途气温的变化让时钟里的润滑油变得稀薄或黏稠,金属部件发生热胀冷缩,都会直接影响时钟的精准度。在今天看来随便找两块廉价手表就能轻易解决的问题,在摆钟时代还是一项“不可能完成的任务”。
在15~17世纪时,船长们都是依靠“航位推测法”来估测他们的相对位置。船长会将一块木头扔下水,然后观察船以多大速度远离这个临时航标。综合考虑洋流、风力等因素之后,他就可以推算出船所在的位置的大致经度。当然,这种粗陋的经度估测法往往会让他们错过目标,送掉性命。在海员们测不出经度的日子里,航海传奇几乎总是伴随着惊险的恐怖故事。
“天钟”与“时钟”
为解决这一难题,1774年,英国成立了经度局,并出巨资2万英磅寻求切实可行的经度方案。无数幻想家、投机家连同伽利略这样的大科学家纷纷抛出自己千奇百怪的设想。其中最可笑的要算“伤狗学说”:只要把伤过狗的刀子上,撒上一种名为“通感药粉”的药物,受过伤的狗就会感到与当初受伤时同样的疼痛。所以每天在固定时间、地点上,将药粉撒在那把刀上,船上的狗就会立刻感到疼痛而“汪汪”大叫。通过这一方式即可获得两地间的时间差算出经度。
传统的科学家们更倾向于通过观测月亮、绘制星表来测定经度;而远在科学家们的天文台之外钟表工匠们则在自己的作坊里努力探索解决这一问题的另一途径。令人意想不到的是近半个世纪后,一位自学成才的钟表匠凭着制造一块大号怀表,夺得了这项殊荣。
天才的艰难历程
这位天才叫约翰·哈里森,是一名乡村的普通钟表匠。1730年,哈里森带着航海钟设计方案找到了经度局委员天文学家哈雷,哈雷把他引见给当时最优秀的钟表匠乔治·格雷厄姆。在格雷厄姆的鼓励支持下,6年后,哈里森设计的第一代航海钟(后称H1)问世了。这台钟在海上试验中,表现相当不错,但哈里森并没有满足,而是马上投入H2的改进中。随后,精益求精的他又花19年的时间研制成了H3。1759年,他像从魔术帽中变出兔子一样,神奇地制造出一块令人惊叹不已的大怀表——H4,它的重量仅有3磅,不但外型优雅,而且走时也十分精准。但是在H4诞生最初的日子,它受到固守“天钟”派的天文学家们的种种非难。他们不仅推迟试验时间,还改进奖金评审规则,甚至借试验之名故意破坏H4,并强迫他交出制作航海钟的秘密。结果哈里森不但没领到奖金,连亲手制作的三台精准的计时器也被充了公。在完成经度局所要求的H5时,哈里森已经79岁了,无望而又想讨回公道的他终于鼓足勇气把自己遭到的种种刁难诉之英王。虽然得到英王的庇护,但直到他逝世,也没能全额领到2万英镑的“经度奖金”。然而值得欣慰的是“机械时钟”最终战胜了保守的“天钟”派。
如今,哈里森的杰作已经成为航海中必不可少的东西,但人们很快将它的存在视为理所当然,连每天使用它的水手也忘了那段英雄壮举与阴谋并存、智慧与荒谬同在的历史,更忘记了它的原创者姓甚名谁。
(摘自《世界博览》)
“不可能完成的任务”
想要确定船在海上的经度,就必须知道船上的时间,还有始发港或另一个经度已知的地方在同一个时刻的时间。这样,领航员可以根据两个时间的差转换出地理上的距离。然而在航行中,颠簸可能会让钟摆加快或者减慢,甚至可能完全停摆。远距离航行中,沿途气温的变化让时钟里的润滑油变得稀薄或黏稠,金属部件发生热胀冷缩,都会直接影响时钟的精准度。在今天看来随便找两块廉价手表就能轻易解决的问题,在摆钟时代还是一项“不可能完成的任务”。
在15~17世纪时,船长们都是依靠“航位推测法”来估测他们的相对位置。船长会将一块木头扔下水,然后观察船以多大速度远离这个临时航标。综合考虑洋流、风力等因素之后,他就可以推算出船所在的位置的大致经度。当然,这种粗陋的经度估测法往往会让他们错过目标,送掉性命。在海员们测不出经度的日子里,航海传奇几乎总是伴随着惊险的恐怖故事。
“天钟”与“时钟”
为解决这一难题,1774年,英国成立了经度局,并出巨资2万英磅寻求切实可行的经度方案。无数幻想家、投机家连同伽利略这样的大科学家纷纷抛出自己千奇百怪的设想。其中最可笑的要算“伤狗学说”:只要把伤过狗的刀子上,撒上一种名为“通感药粉”的药物,受过伤的狗就会感到与当初受伤时同样的疼痛。所以每天在固定时间、地点上,将药粉撒在那把刀上,船上的狗就会立刻感到疼痛而“汪汪”大叫。通过这一方式即可获得两地间的时间差算出经度。
传统的科学家们更倾向于通过观测月亮、绘制星表来测定经度;而远在科学家们的天文台之外钟表工匠们则在自己的作坊里努力探索解决这一问题的另一途径。令人意想不到的是近半个世纪后,一位自学成才的钟表匠凭着制造一块大号怀表,夺得了这项殊荣。
天才的艰难历程
这位天才叫约翰·哈里森,是一名乡村的普通钟表匠。1730年,哈里森带着航海钟设计方案找到了经度局委员天文学家哈雷,哈雷把他引见给当时最优秀的钟表匠乔治·格雷厄姆。在格雷厄姆的鼓励支持下,6年后,哈里森设计的第一代航海钟(后称H1)问世了。这台钟在海上试验中,表现相当不错,但哈里森并没有满足,而是马上投入H2的改进中。随后,精益求精的他又花19年的时间研制成了H3。1759年,他像从魔术帽中变出兔子一样,神奇地制造出一块令人惊叹不已的大怀表——H4,它的重量仅有3磅,不但外型优雅,而且走时也十分精准。但是在H4诞生最初的日子,它受到固守“天钟”派的天文学家们的种种非难。他们不仅推迟试验时间,还改进奖金评审规则,甚至借试验之名故意破坏H4,并强迫他交出制作航海钟的秘密。结果哈里森不但没领到奖金,连亲手制作的三台精准的计时器也被充了公。在完成经度局所要求的H5时,哈里森已经79岁了,无望而又想讨回公道的他终于鼓足勇气把自己遭到的种种刁难诉之英王。虽然得到英王的庇护,但直到他逝世,也没能全额领到2万英镑的“经度奖金”。然而值得欣慰的是“机械时钟”最终战胜了保守的“天钟”派。
如今,哈里森的杰作已经成为航海中必不可少的东西,但人们很快将它的存在视为理所当然,连每天使用它的水手也忘了那段英雄壮举与阴谋并存、智慧与荒谬同在的历史,更忘记了它的原创者姓甚名谁。
(摘自《世界博览》)