经线仪

测量仪器

经线仪（chronometer）是指能够在6星期航程结束时判定船舶所在经度，误差不得超过30海里的仪器。英格兰术匠兼发明家约翰·哈里森经过7年的辛勤工作，设计出了摩擦力极小，而且不需要润滑剂的钟表，这样的表不需要清洗，也不会受到船舶颠簸的影响。

哈里森的经线仪

18世纪早期，如何在海面上测量经度依旧是个悬而未决的难题。这是因为，尽管摆针能够在陆地上准确测量，但是它在起伏不定的海面上却无法做到这一点。许多船只因此而迷失方向。英国海军部决定必须尽快对此采取对策。1713年，议会悬让·皮卡德1669年的套管式象限仪赏二万英镑奖励能够解决这个问题的能工巧匠。

英格兰术匠兼发明家约翰·哈里森接受了这个挑战。经过7年的辛勤工作，他终于制成了经线仪。1735年，经线仪出海试用数次后，被证实十分精确。约翰·哈里森因此获得了巨奖。

哈里森研制的经线仪和18世纪30年代约翰·哈德雷研制的六分仪使人们有可能获得更加精确的地图和海图。人们的航海能力从此也得到了极大的提高。

来龙去脉

制作钟表

1693年，约翰·哈里森出生于英国的一个木匠家庭。20岁那一年，哈里森完成了他的第一块钟表的制作，那只表与近现代由金属齿轮构成的钟表不同，它完全是由木头构成的，这种材料对当时的工匠来说并不是奇怪的。在18世纪20年代，约翰·哈里森和弟弟詹姆斯设计了一系列精良的钟表，目的是要看一看人类的智慧会到达什么样的设计水平。通过发明出以青铜和钢作为金属丝的钟摆杆，哈里森解决了天气冷热对钟表记时快慢的影响。他们设计的钟表可以达到每个月只有一秒钟的误差，超过了当时伦敦最优良的钟表。

悬赏求仪

优秀的人才总是寻觅更大的挑战。当时的经度委员会悬赏2万英镑，征求“能够在6星期航程结束时判定船舶所在经度的仪器，误差不得超过30海里”。为了满足经度委员会的要求，计时器每天的误差绝对不能超出3秒钟。哈里森的钟表虽然在陆地上可以达到这样的误差要求，然而要在颠簸的海面上同样出色，钟表还要继续改进。哈里森决意要赢取这笔奖金。他设计出了摩擦力极小，而且不需要润滑剂的钟表，这样的表不需要清洗，也不会受到船舶颠簸的影响。哈里森前后花费了近四十年的时间，设计出了四架“经线仪”。最好的当然是最后的那架“经线仪四号”，它的直径仅13厘米，重1.45千克。不要对“经线仪四号”的体重大惊小怪，想一想最早的计算机与当今笔记本电脑的质量差，哈里森的作品已经够小巧的了。

初次使用

1761年，哈里森设计的“经线仪四号”被放置在皇家海军兵舰“德普特福号”上。军舰离开英国，向牙买加驶去。由于哈里森年事已高，身体无法经受远航的折腾，他的儿子威廉代替他随船操作经纬仪。航行9天之后，威廉根据经线仪计算的经度，向舰长预报说，第二天早晨他们肯定会看到马德拉群岛。舰长依据自己多年的航海经验，认为这是不可能的，于是他以5:1的赔率跟威廉打赌，赌他们不会在明日清晨看到马德拉群岛。经过一夜的焦急等待，伴随着第二天的晨曦，在海天交际处出现了一道黑影，那正是马德拉群岛。威廉获得了赌注。两个月后，“德普特福号”抵达牙买加，在整个航程中，哈里森设计的计时器误差仅有5秒钟。

生活改变

走时准确的钟表问世了，但是，哈里森获得那笔奖金，却颇费了一些周折。他没有受过大学教育，游离于国家教育体系之外，是一个自学成才的钟表匠；他出身低微，还带着地方口音，让他人将其视作乡巴佬。在经度委员会成员的眼中，怎么看哈里森也不像是一个能够获得2万英镑巨奖的人。评定者中没有人懂得哈里森天才的机械设计，因此他连被评价的机会都难以得到。幸运的是，国王乔治三世对哈里森的钟表非常感兴趣，并检验了它的准确性。国王发现，哈里森设计的钟表非常准时，于是指示经度委员会，要尊重哈里森的劳动。最后，哈里森终于得到了一笔奖金，不过不是由经度委员会颁发的，而是由国会奖赏的。事实上，最终没有人获得小气的经度委员会的那笔奖金。

当然，直到奖金拿到手后，哈里森才将经线仪的设计诀窍公诸于世。这不是因为他热衷于聚敛钱财，而是因为他要给科学技术、给知识产权以充分的尊重。由于这个延误，英国著名航海家库克船长于1768年开始其首度探险之旅时，并未使用经线仪。直到1778年第三次出航，库克船长才凭借经度仪的帮助，以极高的精确度测绘了太平洋海域，不但确定了每一个岛屿和每一条海岸线的纬度，也标出了它们的经度。此后，在库克的地图和哈里森的经线仪指引下，每一个航海家面对浩瀚的太平洋时，都能找到指定的岛屿，不会再一头撞上突然出现在眼前的陌生海岸线。当然，也不会一头撞入暗礁密布的海区，或者在海洋中像没头苍蝇般东漂西荡，迷失方向。后面的情况对于水手们是要命的，从这个意义上说，哈里森的发明功德无量。

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