一笔重奖带来的技术革命

任艳

1707年10月22日，一支英国舰队在返航途中迷失方向，误入了礁石密布的锡利群岛，导致四艘英国皇家军舰触礁沉没，一千多名官兵全部溺亡，损失惨重。英国政府将此次事件定为国难，并痛定思痛，决定着手解决困扰人类航海的技术难题——经度测量，为此开出两万英镑的高额奖金，附带的条件是：从英国出发，一路向西航行到西印度群岛，保持经度测算偏差在半度以内、时间约两分钟。

消息放出后，因悬赏而专门设立的评审委员会里，科学家、天文学家、数学家大腕云集，但对难题都束手无策。这时，还有一个人“盯”上了这笔奖金，即后来的英国著名钟表匠约翰·哈里森。

哈里森原本是個木匠，但非常喜欢摆弄钟表，经常把表拆了研究组件。听说奖金的事后，20岁的他也想挑战一下，便独辟蹊径，想用钟表解决这个难题，即将科学问题转化为时间问题：360度的地球，每24小时转动一周，把地球从东到西分为24个区域，每个相邻区域的时差都是一小时。如果船只带上一个钟在正午12点从伦敦出发，只要知道航行时间就能算出所在位置的经度，加上当时已能准确测量纬度，只要钟表靠谱，航船基本上可以较准确地在海上定位。

哈里森的构思一提出来，并没有得到回应。各路大咖都深信：经度测量这样高大上的问题，理应由天文学来解决，绝不是一块表能搞定的。但哈里森坚信自己的思路正确，只是在当时，造一块精准的表并非易事，更何况是航海钟。

怎样才能让误差变小？没有可以拿来借鉴的范本，哈里森必须考虑到方方面面。他观测夜空的恒星，每天记录恒星升落的固定时间差来比对钟表的误差;考虑到引起机械钟误差的一大因素是摩擦，哈里森抛弃钟摆、使用发条，以减少摩擦情况。他对于金属知识不太在行，便跑遍伦敦的五金铺，虚心向铁匠、铜匠请教，请他们帮助调校钟表零件。

经过多年的准备，1736年，哈里森向评审委员会提交了自己的作品——H1，并带着它进行了一次试航——往返里斯本。H1表现不错，不仅成功纠正了航向，避免误入锡利群岛，而且每天只存在5至10秒的误差。这样的精确度在当时已经很不错了，如果带着H1跑一趟西印度群岛，说不定哈里森就能拿回奖金，然而奖金并不好拿：评审委员会对H1不认可，哈里森对它也不太满意，认为能制造出精确度更高的航海钟。

就这样，哈里森接连造出H2、H3，但他仍然不太满意。直到1760年，哈里森拿出了自己满意的作品——H4，这是一个制作精良的怀表，几乎不受摩擦、温度、湿度和晃动的干扰。H4的首秀是跨过大西洋到牙买加，81天的航行，它经受了不调时、巨大温差等各种考验，只慢了5.9秒。相对于大奖的条件，H4已经超额完成任务。完美的准确性，还让H4收获了两个重量级粉丝：英国国王乔治三世和著名的库克船长。库克船长评价H4：“它是永远不会背叛我们的朋友。”

但评审委员会怎么也不愿相信，一个自学制表的小木匠竟然搞定许多科学家都没解决的难题，以各种理由拖延发放奖金。不过，由于乔治三世的亲自过问，1773年，哈里森终于拿到了全额奖金，此时，他已经80岁，研究制造航海钟60年。哈里森用毕生精力制造的钟表解决了经度难题，引领了大航海时代的技术革命，将自己的名字写进了航海史。

（摘自《百家讲坛》2020年第4期）