哈里森的航海钟

◎ 卢 楠

连接地球南北两极，并且与纬线垂直的虚拟线段，被称为经线。经线有什么好处？它能够帮助人们确认自己在地球上的相对位置，同时划分不同的时区。对于航海的人来说，经线的意义尤其重大。有了经线与纬线的配合，人们就可以知道自己所处的位置，判断自己是否处于正确的航线上，从而避开海洋中各种各样的危险。

经线中，有一条穿越英国格林尼治天文台的特殊的线，在1884年被国际天文学界公认为是零度经线，是最为重要、特殊的一条经线。以零度经线作为参照，划分了世界上所有其他重要的经线。

这一荣誉之所以落到英国人头上，是为了感谢一位名叫哈里森的英国人，他的重要发明——航海钟——为那个时代航海的人们做出了重要的贡献。哈里森不是传统意义上的科学家，他是一名普通的钟表匠。而航海钟发明的故事，颇为传奇。

原来，到了18世纪，人们在航海时，茫茫的大洋依然像是一座迷宫，人们很难确定自己所在的位置。纬度倒是很好判断，只需要根据北极星，或是太阳在天空的位置便可以进行推算——我们时常在电影中看到海盗、海员有一只独眼，那便是因为长年漂在海上，不时观察太阳高度，眼睛被阳光灼伤的结果。但是东西方向所在的相对位置——即经度——就无从判断了。无法确定自己所在的经度，就会迷航，驶入未知的危险区域。迷航的代价是惨重的，1707年，一支英国舰队在大雾中迷失航向，其中4艘船不幸触礁沉没，1500多名水兵葬身海洋。

当年虽然没有GPS，人们也有办法测量自己所在的经度，那便是借助时间。地球自转一圈是24小时，而地球1圈可以分为360度。因此，地球上两个不同的点，时间每相差1小时，就意味着相差15度。只要航船上同时有两个时钟，一台显示陆地上某个地点——例如格林尼治天文台的时间，一台显示当前所在地的时间，那就可以轻易地根据时差来推算当前位置了。

但是问题在于，在颠簸的海洋上，所有机械时钟都会失准。没有任何一台带到船上的时钟，能够一直精确地显示着格林尼治天文台的时间，它要么走快了，要么走慢了。

为了解决这一难题，1714年，英国国会通过《经度法案》，最高悬赏2万英镑，在国民中征集能够提供解决方案的人，由牛顿来担任评委。消息传出，一位名不见经传的普通钟表匠约翰·哈里森兴致勃勃地开始了他的研究。

他精细地研究着机械钟表的每一个零件，想方设法改进它们，使它们不受周边环境的影响，即使在极度动荡、急剧变化的环境下，也能够保持精确，很少发生误差。哈里森夜以继日地投入他的研究，直到1736年，世界上第一台航海钟H1才诞生。

H1重达42斤，1米见方，哈里森带着它到船上试航，效果良好，比所有其他时钟都精确，但哈里森本人并不满意。他前前后后花了数十年时间，制作出H2、H3、H4，到了79岁高龄时，完成了H5的制作。航海钟在他手里得到巨大的改良，可以投入大量生产，完美地解决了那个时代航海人的致命难题。

哈里森赢得了2万英镑的奖金，英国人也因为这一重大贡献，获得了零度经线标志权的荣誉。