航海计时器：“精度”与“经度”的完美邂逅

刘钢

积家Duomètre Unique Travel Time双翼系列寰宇旅行时间腕表

该腕表机芯的双翼系统（Dual-Wing）分为两组机械装置：一组数字显示本地时间，另一组显示第二时区时间。两组计时机构共用同一个表冠调校，逆时针方向为正常走时上链，顺时针方向为旅行时区时间上链。两组计时机构拥有独立的动力来源，从而避免因装置间互相作用而产生的能量损耗，大大提高了计时的精确度。该腕表能够为现代的航海家驾船航行查时提供极大的便利。

“这一天终于来了！”满头银发的约翰·哈里森（John Harrison）在得知自己将领取英国国会颁布的《经度法案》（Longitude Act）支付的全部奖金时喃喃地念到。这位木匠出身，但却以“钟表匠”的身份改变了世界航海史的老人，不是为了奖金而激动，而是为了他在航海领域的贡献终于赢得世人的肯定。

在那血腥、危险、机遇、荣誉并存的大航海时代，欧洲人驾驶着帆船一次次地踏上前人从未涉足的新大陆，一条条航线不断被开辟。在科学与医学不甚完善的那个年代，水手们除了要与风暴、暗礁对抗之外，还要饱受坏血病等各种疾病的摧残。然而这些还不是最大的威胁，令航海家们最头疼的是，如何在茫茫的大海上确定自己的方位与航向。

诚然，海上不同陆地，路上有各种的参照物。但海中行船，好比一叶孤舟，除了水天一线之外，什么景物也别想有。得益于伽利略等一大批欧洲先贤们对天体的研究，人们借助早期的八分仪和六分仪确定了纬度。

这里说句题外话，欧洲人通过对自然现象的研究往往最终都会形成一套系统而实用的理论，其最终目的都是在实践中指导生活，实用性很强。反观同一时期的东方人，虽然他们也在研究天体与自然，不可否认也对农耕和生活起到了一定的指导作用，然而他们更多的是用来推算时辰、风水这样的事情，本来站在同一起跑线的东西方自然科学在近现代就这样被慢慢地拉开了差距。

早期欧洲人通过纬度与航速的关系在航行中推算出了经度，但这样的方法显然误差太大了！而且很多船长抱怨在频繁地使用六分仪中也付出了代价——很多人成了“独眼龙”。船长们的抱怨显然夸张了，但也显示出了他们的无奈和对经度的渴求。

18世纪初，在商人和军队的大规模呼吁下，英国国会颁布了《经度法案》（Longitude Act），明确只要有人能够精确地测量出经度，便许以重奖。于是各界人士跃跃欲试，不单是英国人，就连法国人也加入了这场“经度战争”。因为大家都知道，谁先掌握了经度就等于拿到了通向新大陆的门票。

“江山代有才人出”，各种各样的人提出了各种各样的方法，甚至有人提出从确定经度的陆地开始，向海洋延伸，每隔一定距离设置一个浮标，全球共设置四百个就可以确定出经度的位置。理论上来说这个方法是正确的，但从现实来讲这就好比永动机，是无法实现的。

就在这时，木匠出身的约翰·哈里森（John Harrison）向皇家经度委员会提交了一份报告，阐述了自己的观点——将经度与时间等值换算。地球自转360°，大概需要24小时，所以每过1小时太阳会移动15°、1分钟移动15′；当A、B两地经度差15°时，它们的正午必定相差1个小时。在这里，“经度”问题实质上就是“时间”问题，而且要求精确的时间。

以当时的计时技术来说，这是一个不小的问题。“精度”，这个与“经度”仿佛是前世有约的兄弟，在一个伟大的时代被一起摆在了世人的面前。而哈里森提交议案是有备而来的，在对应这份方案的计时器上，哈里森呈上了自己制造的“H1”航海钟。

其实早在哈里森之前，惠更斯曾经专为航海制作了两台航海钟，但经过实际出海检测后证明，这种时钟在海浪较大的海况下出行后精度就无法保证。主要原因是风浪对钟摆的影响很大。针对这一情况，惠更斯做了改进，发明了螺旋平衡弹簧代替钟摆，很可惜尝试还是失败了。

而哈里森这个倔强的“小木匠”通过数年的研究，发明出了一种擒纵叉如蚱蜢爪的大型时钟，命名为“H1”（H出自其姓名，1为第一代产品）。这台时钟可谓体型庞大，重34公斤。这台航海钟的点睛之笔就在于其采用的“蚂蚱腿”装置——用两根弹簧把两个金属钟摆的两头连在一起，使钟摆的摆动频率摆脱了重力影响，极大地克服了海浪的威胁。随后的出海试验证明了H1的可靠性。就当时来说，通过H1来测量的经度已经比较精确了，这也说明了H1的走时精度相当高。

科学的不断发展源于人类对完美的不断追求，而往往能够追求完美的人不多，这一少部分人就成为了伟人，哈里森就是如此。H1并不能让他满意，至少在体积上这个庞然大物太占地方了。随后的一段漫长岁月中，哈里森都致力于航海钟的不断研发与改进中。H2、H3、 H4相继问世。在这一过程中，哈里森对钟表进行了大的革新，如H1的蚱蜢机构、H3的圆形平衡器等革新机构。但直到H4的制作，他才明白，体积更小的，振频更高的怀表，才是通往成功的正确途径。H4，实际上已经是一块高精度的怀表。1762年，H4跨过大西洋到牙买加，经过81天航行，全程总共只慢了5秒。换算成测试的经度，实际误差只有3公里左右，这在当时已经创造了历史。而这时哈里森已成为两鬓斑白的老人，但经度委员会还是拒绝全额支付哈里森奖金，直到英王亲自干预，老人才得到了应有的奖金与荣誉（奖金全额约两万英镑，今天相当于超过1亿人民币的巨款）。

告别那惊心动魄的大航海时代，随着科技的进步，各大腕表品牌也在不断精进自己的技术，挑战机械的极限。近现代的航海计时器继承了H4的最重要特性，基本都以高频腕表的形式出现在世人面前。

“这只表我要了”罗尔德·阿蒙森（Roald Amundsen）斩钉截铁地说到。在德国海军天文台进行测试的这只表，从这刻起将跨上光荣的征途。1911年12月14日，这位挪威人和他的团队成为了世界上第一批到达南极点的人类。在他的探险队从位于鲸湾的弗雷门汉姆基地出发后，这只表就作为航海表配合着指南针和六分仪全程掌控前往南极的路线。这只朱丽亚斯·阿斯曼观测表由格拉苏蒂镇制表师鲍尔·罗威于1907-1908年制作，制作完成后便被送到位于汉堡的德国海军天文台进行测试，在这里它与罗尔德·阿蒙森邂逅。在今天奥斯陆的弗拉姆博物馆文献资料里，就记载着阿蒙森使用格拉苏蒂镇出产的观测表进行航海的记录。

2012年，格拉苏蒂推出了限量款腕表——“观测表1911—朱丽亚斯·阿斯曼”以纪念品牌历史上这款伟大的计时器。不同于传统观测表采用手动上链机芯的设计，该腕表采用100-14型自动上链机芯，自动上链摆陀可运行双向上链，能最大程度地为腕表提供充分的储存动力。表款机芯的重设装置十分特殊，秒针并不与上链轴或表冠相连，不论表冠是否被拔出，震荡系统与机芯都在持续运行，可大幅降低机芯零件磨损，同时确保秒针与标准时间的同步。而启动重设装置需要按动单独的重设按钮。“1911—朱丽亚斯·阿斯曼”表款拥有白金材质的圆形表壳，棕色小牛皮表带，这样的设计旨在唤起人们对航海探险岁月及阿蒙森时代的记忆。

上世纪的前五十年，人类掀开了对极地探索的新篇章。1947年，在科学家保罗·埃米尔维克托倡导下，法国发起了一系列北南极探险活动。为了能在气候恶劣的极地进行探险，科考团配备了4个浪琴表航海记时计和15枚用于确定天文方位的浪琴腕表。4枚浪琴时计中的3枚，被设定为平时时间，1枚被设定为恒星时间。随后从1947到1976年间，“法国两极探险–保罗·埃米尔维克托代表团”又先后组织了150个航程前往格陵兰岛和阿德利地沿岸，每次探险航海腕表在科考航行途中都起到了至关重要的作用。

科考团配备的浪琴观测航海表的中央指针、小时刻度、数字都涂有夜光材料，为的是保证航海家和探险者能够在极端的环境里更好地查时，这一设计在上世纪40年代十分罕见。同时，为了获得更加精准的时间，腕表的机芯里还设置有一个复杂的防震装置，以确保计时的准确。时下浪琴又推出了当年科考团所佩戴腕表的复刻版，意在向当年的科考壮举致敬。

从19世纪起，雅典表就开始了天文航海领域的研发，其中在保护航海天文台钟免受海水侵蚀，以及克服海浪对计时器精度影响方面颇有建树。1878年，雅典旗下的袋装天文台表及航海天文钟于巴黎环球博览会中夺得金奖；1915年，在参加华盛顿首府海军天文台测试的60枚天文台腕表中，雅典表赢得冠军。

进入新世纪，雅典表尤其在提高航海表精度方面做足了功课。除了在机芯结构上采用先进的技术研究外，雅典更是在机芯材料上做足文章。众所周知，机芯的部件之间的磨损不可避免，计时精度的降低一部分就来源于此。雅典推出的“独创航海天文台腕表”是品牌挑战航海表计时精准度的见证者。

该腕表配备UN-118机芯，腕表部件采用硅游丝和DIAMonSIL （钻石硅晶体） 为材质的擒纵机构，完全由雅典表厂自制研发。DIAMonSIL是一种结合硅和人造钻石层的合金，属于纳米技术材料，具备轻巧和坚硬两种特性，可以极大地消除摩擦力和损耗，最大程度地保证了计时的精准性。腕表采用时针、分针和直驱式小秒针，12点钟位置设有动力储备显示，6点钟位置则是日期显示，动力储备60小时。该腕表反映出了雅典百年的传统制表技术和自信，以及对精准时间的无限追求。

从风帆飘扬、桅杆林立的大航海时代到以现代科技为主导的航海新世纪，从充满火药味、不断发现新大陆的中世纪到被洁白的礼服、军号处处衬映的现代文明航路，机械航海计时器都发挥着至关重要的作用。虽然进入新世纪后，电子钟、石英钟、石英表被大规模应用，但是机械装置作为可靠性很高的工具，仍然在航海领域占有着一席之地。且即便是在将来，航海机械表凭借加工精密、外形精巧、古典与现代艺术的完美结合、极具观赏和收藏价值等特点，依然会是航海计时领域永不落伍的贵族。