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土摩托-經度之戰

各位觀眾大家好，今天我來講一個關於經度的故事。為什麽要講這個故事呢？有兩個原因。第一，今年是經度之戰300周年紀念，在歐洲，尤其是英國，也就是經度之戰的主戰場，舉辦了很多紀念活動。這件事在中國知名度不高，但在英國非常有名，就像我們的鴉片戰爭一樣，大部分人都知道。

　　第二個原因是，這場經度之戰雖然名義上是科學圈里發生的事兒，但它的意義非常重大，幾乎可以說決定了當今世界的格局。我只舉一個例子：現在大家之所以都在學英語，而不是法語、西班牙語或者德語，和這場經度之戰的勝負有很大關系。

　　好了，賣完關子，我開始講了。這個故事要從1492年開始講起，那一年哥倫布駕船橫跨大西洋，發現了南美洲。後來很多歷史學家說，如果投票選一件對人類歷史發展進程影響最大的事件，那麽哥倫布這件事幾乎肯定當選，因為哥倫布讓歐洲獲得了巨量的資源，從此全球原有的實力平衡就被打破了，歐洲一枝獨秀，最終稱霸世界，至今依然如此。

　　哥倫布發現美洲這件事既不像一些人想的那樣偉大，也不像另一些人想的那樣簡單。有人說這有什麽了不起？中國人在明朝的時候就幹過這事了。確實，鄭和是很偉大，但他為了不迷失方向，是一直沿著海岸線走的。這麽走雖然安全，但最遠也就能走到非洲，美洲是發現不了的。哥倫布則正相反，他完全是在駛向一個未知的海域，需要更多的勇氣。但是從另一個角度講，哥倫布也不是完全盲目的，因為當時歐洲人已經知道地球是圓的，地球的直徑也算出來了，而且也知道印度大概在什麽位置，哥倫布事先算了算，認為他只需要航行3850公里就可以到達印度。可是他不知道，他使用的數據來自阿拉伯國家，人家的距離單位比歐洲的長，所以他最終航行的距離比設計的要遠一些。當然了，還好中間有個美洲，如果全都是海的話，哥倫布不一定能活著回來。

　　說到這里插一句，15世紀的科學中心在阿拉伯國家，當時他們的科技水平遠高於歐洲，原因在於阿拉伯盛產商人，這些人雲遊四方，沿途吸收了各個民族的科學知識，融會貫通，自然要比歐洲人見多識廣。我認為這一點就是科學發展最重要的規律，那就是一定要有交流，只有交流，才能整合集體智慧，科學才會更好地向前發展。

　　好了，題外話說完，再回來說經度的故事。哥倫布發現美洲之後開啟了歐洲的航海熱，西班牙、葡萄牙、法國、英國等等歐洲國家紛紛派船出海，探索未知世界，這就是歷史上有名的“地理大發現”的時代。除了美洲外，像澳大利亞、新西蘭、夏威夷等等大大小小的海島都是在這一時期被發現的。這樣的航海和鄭和的就很不一樣，不可能是那樣沿著海岸線前進了，所以對海上定位技術提出了很高的要求。

　　說到海上定位，不外乎方向、經度和緯度這3項。方向比較容易確定，有了指南針，東西南北就定下來了。緯度也相對比較容易，可以通過北極星的高度測出來，這個就連中學生都知道怎麽做。有經驗的海員甚至可以通過太陽的高度來判斷自己的緯度，只不過需要測量的時候用一只眼睛直視太陽。據說那時的遠洋船上每20個老船長就會有19個因為常年用一只眼睛對著太陽看而變成獨眼龍，這件事說明船員對自己的位置要求是非常高的，他們有時候根本等不到北極星了！一定要知道自己在哪兒。

　　這里再插一句，在海上用北極星測緯度需要一個穩定的地平線，所以人們發明了“常平架”，無論船體如何顛簸它一直保持水平位置。中國人也發明過類似的裝置，不過卻用來制作“臥褥香爐”，這就是一個鏤花的鐵球，無論太太小姐們怎麽轉動這個球，里面的熏香始終直立不倒，香灰也就不會倒出來弄臟被褥。這玩意據說有些博物館還有存貨，感興趣的話可以去找找看。

　　好，再回來說經度。前面講了，方向和緯度都不是問題，因為這兩個參數都屬於自然性狀，由自然法則來確定，很容易測。經度就不同了，因為經線是假想出來的，是人為的，不是地球的自然屬性，所以就很難測了。但是地球有一個特點，它每時每刻都在自轉，24小時轉一圈，所以如果你能測出一個地方的當地時間，再和標準時間做對比，你就能知道自己的經度了。

　　第一個想到這一點的是一位名叫伽瑪·弗里西斯的荷蘭數學家，他在1530年提出了這個思路。他認為只要制作一臺非常準的鐘表，始終保持在一個已知經度的城市的時間（比如倫敦），然後帶著這個非常準的鐘表，始終顯示倫敦時間的鐘表出海，到達一個地方後再測出當地時間，當地時間很好測，比如太陽走到頭頂位置就是中午12點，用這個時間來校正一下你的表，就可以知道當地時間了。然後拿這個當地時間和倫敦時間作對比，就可以算出這個地方的經度了。換句話說，經度的測量問題就轉化成了時間的測量，這兩個問題是等價的。

　　說到這里呢，一個現代人可能會感到奇怪，這個思路太簡單了，小學生都能想得出來。但你別忘了，在16世紀的時候，鐘表的制造工藝還很原始，每天差個幾分鐘是家常便飯，這種精確度是根本無法勝任經度測量工作的。

　　說到這里再插一句，補充一些背景知識方便大家理解這個故事。500年前的世界是一個非常不精細的世界，這也是當今這個時代和古代最大的差別。看看我們周圍，到處都是非常精密的儀器，手機、手表、電視、電腦這些電子產品就不用說了，還有各種醫療的東西也很精確了，另外，還有很多自然規律的細節也都被搞清楚了，比如我們現在不但可以預測月食和日食的發生時間，甚至可以相對準確地預報天氣，這在古代是無法想象的事情。所以上面講到那個精細的鐘表雖然聽起來很簡單，但在當年卻是一個革命性的想法，非常超前。

　　話雖這麽說，有一樣東西卻是自古以來一直非常精密地在運轉的，這就是天體。也就是我們說的太陽、月亮和星星，每天都準確地在天上轉一圈，雖然略有變化，但它的變化都是有規律。可以說天體幾乎是古代社會里唯一精密的東西，它們似乎是被一種非常簡單的規則在支配著。古代人為什麽那麽喜歡研究天文學？原因就在這里。很多宗教為什麽都想當然地認為神靈是住在天上的？原因也在這里。古人日常生活中所看到的世界都是非常模糊，非常複雜的，甚至可以說是亂七八糟，毫無規律可言，只有星星不一樣，所以古人傾向於相信星星是由非人的神靈在控制的，只有他們才能控制得如此精細，人是做不到的。

　　我說這個是什麽意思呢？那就是有不少人都不相信人類能制造出這樣精細的鐘表，只能想辦法讀懂上帝他老人家制造的“天鐘”才能達到測量經度的要求。比如在1514年，有個名叫約翰尼斯·沃納的德國天文學家就曾經提出利用月亮的移動來測量經度。他通過觀測發現，月亮在天空中的相對位置每時每刻都在改變，大約每小時移動一個月亮直徑的距離。他假定地球上任何地方觀察到的月亮行為都是一樣的，只是發生的時間不同，只要在兩地分別觀測月亮，準確記下它移動到每一個特殊位置的時間，就能算出兩地的經度差，這就是“月距法”。

　　但是，要想讓這個“月距法”能夠切實可行，必須準確地知道月亮在一年365天每時每刻的運行軌跡，也就是月亮和星星之間的相對位置，這是很難得。因為星星也是在每時每刻的移動著，這需要一個準確而又完整的星表，把天上這些幾千個星星的所有位置都準確的標出來，這在當時也被認為是一件非常困難的工作。

　　因為我剛才講的這些原因，經度的測量變成了一件幾乎不可能完成的任務，所以當年的海員只能用笨辦法預估自己的位置，也就是先算出自己的原始位置和速度，然後海圖上看出自己第二天的位置，算速度很簡單，那就是扔一個浮子進海，然後計算手里的繩子放了多長，這種繩子都是打結的，便於計算，所以海船的速度單位是節。顯然，這個方法是很不準的，所以每年都會有很多遠洋船因為迷路而葬身海底。當年哥倫布航海他避開了經度的問題，他采用的方法就是沿著北緯28度一路向西走，他認為只要緯度定準了，就一定會走到印度。大家熟悉的法國科幻作家儒勒·凡爾納寫的那本《格蘭特船長的兒女》也是這個路子，格蘭特船長沿著南緯37°線繞地球一圈。但是不是所有的航海都能這麽幹，所以經度還是要測的。

　　好，故事說到這兒，第一位大家熟悉的人物就要出場了，這就是意大利著名的天文學家伽利略。1610年，他用一臺自制的天文望遠鏡發現了木星的4顆衛星，它們以極快的速度繞著木星公轉，轉速和軌道都非常有規律。伽利略研究了6年，確信自己把4顆衛星的運行規律全搞清了，這才終於把結果寫成一個奏折，上交給了西班牙國王菲利普三世。

　　伽利略這麽做不是為了科學，而是為了獎金。熟悉歷史的人都知道，西班牙是歐洲第一個海上大國，在征服南美洲的行動中西班牙人是最起勁的，這就是為什麽當今南美洲大部分國家都說西班牙語的原因。但是也正是因為這個原因，西班牙船的損失最慘重，於是在1598年，西班牙國王宣布設立歐洲的第一個經度獎金，誰先解決這個問題誰就可以領到一筆錢。伽利略認為自己發現了一個絕好的“天鐘”，是可以用來測經度的，根本不用畫出星表，也不用測月亮了。他就把這個提案提交給了西班牙國王，可惜這個方法很快就被西班牙國王打回來了，理由是“不實用”。現在想來這個結論是有道理的，因為木星的衛星太小了，陸地上測需要拿倍數很高的望遠鏡，這都可能測不準，在海上船一顛簸，很難找到木星的位置，所以這個方法是非常不實用的。雖然這個方法不實用，但是對陸地上的經度觀測很有用，因為陸地上是很穩定的，可以拿望遠鏡看這個木星。

　　事實上當時的天文學家得知這一成果後立刻就意識到這是當時已有的最好的測經度的方法，準確性最高。法國人最先想明白了這一點，從1667年開始花了3年時間組織大批天文學家去歐洲各地測經度，繪制出一幅有史以來最準確的歐洲地圖。後來這項工作還擴展到整個地球，繪制出了人類歷史上第一幅準確的世界地圖，人類這才第一次知道自己的家園長啥樣。而這一切都要感謝伽利略，是他通過觀測木星衛星，解決了陸地上測經度的難題，這才使得繪制全球地圖成為可能。

　　法國人是這兩項計劃的組織者，背後的金主是當時的法國國王路易十四。據說當他看到那幅新的歐洲地圖後就生氣的說“我丟在天文學家手里的土地比丟在敵人手里的還多。”意思就是過去的地圖非常不準確，把法國畫得比實際面積要大。這個精確地圖一看法國其實沒那麽大。這當然是一句玩笑話，路易十四沒那麽傻，他是個特別有野心的國王，他一直想爭霸歐洲，乃至整個世界。他知道科學技術是實現他這個野心的最可靠的武器，而經度是重中之重。於是他出資購買了當時全世界最好的天文望遠鏡，在巴黎近郊修建了巴黎天文臺，法國人打算在這里徹底解決經度問題，然後名正言順地把巴黎天文臺所在地定為本初子午線。這不但是一個國家的榮耀，而且背後的政治、經濟和軍事的利益太大了。你想，如果在海戰的時候你的船長能夠準確地知道自己的位置，而敵船不行，那你就幾乎立於不敗之地了。

　　法國的最大競爭對手是英國，英國人當然知道法國人為什麽要建天文臺，於是在巴黎天文臺建成8年之後，也就是1675年，英王查理二世也撥款500英鎊，在倫敦郊區的一個叫格林尼治村的地方建造了一個天文臺，聘請了一位年僅27歲的天文學家約翰·弗拉姆斯蒂德擔任第一任臺長，臺長的年薪是100英鎊，大約相當於現在的10萬美元，算很高的薪水了，但他要交10英鎊的稅，助手和購買儀器的錢也要從這100英鎊里出，所以他並不富裕。

　　這個弗拉姆斯蒂德基本上就是我們常說的書呆子，而這恰恰是天文學家最應該有的品質。他相信那個“月距法”是可行的，而前面說過這個方法的前提條件就是要有一張星表，於是他的任務就是畫出史上最完整的星表。具體來說就是在格林尼治天文臺的上空假想一條零經度線，然後記錄下每一顆肉眼可見的星星一年365天每天經過這條經度線的時間和高度，只有這樣才能畫好這個星表。為了做好這件事，他幹脆把家搬到山上，沒事根本不下山，變成了一個隱士一樣。所以他直到46歲時才娶了一位23歲的女士為妻，兩人一輩子沒有小孩。

　　但是當時英國最有名的天文學家不是他，而是一個叫哈雷的人。他準確預測了一顆彗星的歸期，大家肯定知道這顆彗星叫什麽名字。這個哈雷的性格和弗拉姆斯蒂德完全相反，比較喜歡交際，兩人互相瞧不上，成了一對冤家。哈雷一直想得到弗拉姆斯蒂德的數據，因為牛頓需要這個。牛頓當時已經推導出了萬有引力定律，正在尋找證據，月亮的軌跡是最佳證據。但是弗拉姆斯蒂德是個完美主義者，他想等到全部數據都收集完畢後一起出版，牛頓當然很焦急，就委托他的好朋友，也就是這個哈雷去偷。1712年的時候，哈雷終於找到機會，利用職務之便偷了一部分數據出來交給牛頓，牛頓居然把這些數據拿去出版了，印了400本。弗拉姆斯蒂德非常氣憤，自費買下了其中的300本，然後付之一炬，你看科學家之間的鬥氣也是挺慘烈的。

　　我們都喜歡“孤膽英雄”，尤其是敢於犯上的孤膽英雄。弗拉姆斯蒂德只是一個天文臺的臺長，而牛頓是英國皇家科學院的院長，無論是職務還是名氣都要大得多，所以後人在談到這件事時都傾向於擡高弗拉姆斯蒂德，貶低牛頓和哈雷。但我覺得這件事要一分為二地看，牛頓固然有做的不妥的地方，但弗拉姆斯蒂德也不見得就正確。他的這一部分數據已經能夠給萬有引力定律提供足夠的支持了，早點發表對於科學的進步是有好處的。還有一件事可以證明他的偏執，他去世後英國政府任命哈雷作為格林尼治天文臺的第二任臺長，弗拉姆斯蒂德的遺孀聽說了這件事後，立即變賣了天文臺所有的家具，就連儀器設備都賣了。她不想讓哈雷占用丈夫的心血。但這樣做的結果就是，本來應該用來收集數據的儀器，甚至連弗拉姆斯蒂德花費了多年時間積累起來的一部分原始數據都丟失了。

　　後來的歷史學家認為，正是由於弗拉姆斯蒂德的偏執，導致“天鐘”派，也就是希望通過天文觀測來測經度的這一派發展緩慢，最終輸給了鐘表派。這是後話。

　　經度之戰可不僅僅是科學領域的競爭，而且關系到很多人的生命。1707年，一支英國艦隊在打敗了法國海軍後在回國途中因為算錯了經度導致4艘戰艦觸礁，1600多名水手被淹死。這下英國政府終於急了，決定設立經度獎，獎勵第一個解決這個問題的人2萬英鎊，從此史上著名的經度之戰拉開了序幕。

　　鋪墊了這麽多，好戲馬上開始，我們下集再說。

上集說到一次傷亡重大的海難讓英國政府下決心解決海上測經度的難題，為此政府專門成立了一個經度委員會，統籌相關事宜。委員會成立不久就去找牛頓，當年他已經72歲了，自知腦力不濟，解決不了這個問題。但牛頓經過思考後還是很認真地寫了份意見書，總結了幾種可能的解決辦法。他首先認為，鐘表法雖然理論上是可行的，但是由於船只的運動，以及遠洋過程中濕度、溫度和重力的不斷變化，這樣的鐘表是很難被造出來的。然後他又提到了“月距法”，認為這種方法也是可行的，但天文學家們仍需進行大量的工作。但總的來說，牛頓是傾向於“月距法”的，大概這就是為什麽經度委員會的8名成員里除了海軍軍官和政治家外，都是天文學方面的科學家，沒有鐘表匠。後來有人認為這件事這說明牛頓比較瞧不起工匠，認為只有上帝才能做到如此精確，人類是做不到的。

　　但牛頓畢竟是大科學家，沒有把話說死。經度委員會認真考慮了牛頓的建議，決定設立經度獎金，對所有合理的方法，無論是否出自英國本土科學家之手，一律一視同仁。1714年7月8日，也就是距今整整300年前，英國政府頒布了一項“經度法案”，法案規定，凡是有辦法在地球赤道上將經度確定到半度範圍內的人，獎勵2萬英鎊；將經度確定到三分之二度範圍內的人，獎勵1.5萬英鎊；將經度確定到一度範圍內的人，獎勵1萬英鎊。

　　這是什麽意思呢？當時地理學家已經知道，地球赤道上經度一度的距離大約是60海里，相當於108公里。這個距離對於航海來說並不是一個可以忽略不計的距離，但已經可以獲得三等獎了，可見當時人們對經度的測量是非常沒有信心的。那麽這個經度大獎如果對應於時間的話是多少呢？已知地球24小時自轉一圈360度，每小時對應的經度是15度，半度經度就相當於2分鐘。當時，從倫敦出發的帆船大約需要6個星期的時間才能到達加勒比海，由此可以算出，如果采用鐘表法的話，這塊表每天的誤差不能大於3秒鐘。

　　這是什麽概念呢？我來舉個例子。上集曾經說到格林尼治天文臺第一任臺長弗拉姆斯蒂德，他曾經花重金請當時英國最好的鐘表匠托馬斯·湯姆皮恩做了兩臺擺鐘，其中的一個至今還保存在格林尼治天文臺供遊客參觀。這個湯姆皮恩被稱為“英國鐘表業之父”，可見水平很不一般，他做的這兩臺擺鐘每天的誤差小於兩秒，是當時世界上最準的鐘。

　　大家知道，擺鐘的準確性和鐘擺的長度有關，基本上是越長越好，這兩臺擺鐘的擺長達4米，這已經是當時工藝的極限了，即使這樣每天也要差1秒多種，勉強達到了經度獎金的要求。可是擺鐘的物理特性決定了它是不可能在船上工作的，無論如何不能作為航海鐘使用，而且航海鐘還要能抵抗溫度濕度壓力轉向等等各種影響，幾乎所有的元器件都要革新，這就是為什麽英國政府願意獎這麽多錢來解決經度問題了，這件事在當時來看幾乎是天方夜譚。

　　雖然難度大，但獎金數量實在是太誘人了，2萬英鎊在當年是一筆巨款，大約相當於現在的2000萬美元，比其他歐洲國家的獎金數多了好幾個數量級，所以這個消息一公布，全歐洲都瘋狂了。那段時間經度委員會每天都會收到大量郵件，還有很多人找上門來，聲稱自己找到了辦法。但是這些方法全都錯得離譜，只需要一個小秘書就足以把他們全打發了。比如，有人認為狗能通靈，只要先用一把特制刀在狗身上割一道口子，然後一個人帶著這條狗出海，另一個人留在倫敦，每天正午12點的時候在這把割狗的刀子上抹一點“通靈藥粉”，遠在天邊的那條狗就會疼得叫出聲，這樣船上的人就知道這是倫敦時間中午12點了。

　　從這個案例可以看出，在當時的英國，偽科學是相當盛行的。

　　還有人提出，可以派一支海上艦隊，每隔600英里停一艘，繞地球一圈，這就相當於在海上建立了一串烽火臺。然後，每艘船都在當地時間午夜零點的時候向天空中發射一枚煙花彈，往來船只只要註意聆聽煙花彈發出的爆炸聲就能知道自己的位置了。這個方法貌似不錯，可誰來出錢組建這樣一個艦隊呢？後勤怎麽辦？敵人搞破壞怎麽辦？他們完全沒有想過。

　　這個案例說明，書呆子科學家哪個時代都有，一點也不稀奇。

　　因為這些應征者都不靠譜，經度委員會自從1714年成立以來很長時間都沒有開過一次全體會議，因為根本就沒有必要。他們這8個人第一次聚在一起開會是在1737年，也就是經度獎宣布之後的第23年！可見這23年里沒有一項提案是靠譜的。而這個讓他們認真對待的這位申請者名叫約翰·哈里森，他就是我們這個故事的主人公。

　　哈里森1693年出生於英國的約克郡。他小時候就喜歡鉆研科學和機械制造，對文學什麽的一點興趣也沒有。他在19歲的時候模仿當地教堂的擺鐘制造了一臺木頭擺鐘，居然非常準。從此以後他就迷上了擺鐘，潛心鉆研誤差的來源。他27歲那年當地一位爵士出錢讓他造了一座塔鐘，就是放在教堂鐘樓里的那種，他花了兩年時間造了出來，不但非常準，而且至今仍然在工作，可見他的手藝有多好。

　　這座塔鐘最牛的不是長壽，而是兩項新發明，一個是一種新式的擒縱器，哈里森給它取名叫做“螞蚱”。擒縱器是鐘表的核心部件，它負責把能量，也就是上弦積累的能量，傳遞給計數器，也就是鐘擺，同時把鐘擺的脈動傳遞給鐘表指針。通常情況下，擒縱器是摩擦的最主要的來源，但哈里森設計的這種像螞蚱腿似的擒縱器幾乎完全沒有摩擦，這就極大地提高了鐘表的精度和抵抗環境變化的能力。

　　第二個發明是“烤架”式鐘擺。前面說過，鐘擺的長度決定了擺動的周期，金屬的熱脹冷縮導致的鐘擺長度的變化是早期鐘表不準的最大的原因。哈里森通過實驗知道，銅和鐵有著不同的熱脹冷縮比，於是他把9根長短不同的銅棍和鐵棍並列在一起，組成一個像烤肉架一樣的東西，兩種金屬不同的漲縮程度相互抵消，於是鐘擺的長度就不受溫度的影響了。

　　據哈里森自己後來回憶，他很早就聽說過經度獎，但直到1727年他34歲的時候才開始著手研究這件事。他之前制造的擺鐘都是固定在地上的，要想適應海洋環境，還需克服不少新的困難。這個哈里森確實是個天才，他花了4年的時間終於想出了解決船只晃動的辦法。他設計了一種平衡擺，也就是兩只鐘擺的兩頭分別用一根彈簧連接在一起。這樣一來，一根鐘擺受到的震動就會被另一根鐘擺所抵消，無論船再怎麽搖晃，都不會影響這種平衡擺的振動頻率。

　　顛簸問題是航海鐘在設計上的最大難點，解決了這個問題之後，哈里森覺得有把握了，便拿著圖紙去倫敦找這個經度委員會，結果發現這個委員會連辦公室都沒有，我剛才說了，他們23年來都沒有開過一次會，因為根本沒有必要。委員會這8個人里哈里森唯一聽說過的人就是天文學家哈雷，於是就去找他。哈雷善交際，待人非常熱心，推薦了一個名叫喬治·格雷厄姆的人給哈里森，格雷厄姆是當時倫敦最有名的鐘表匠，也是英國皇家學會的會員。哈里森上午10點去敲格雷厄姆的門，結果兩人一直聊到夜里8點。格雷厄姆是個真正的聰明人，雖然他一開始沒把哈里森放在眼里，但當他看了一眼圖紙後，立刻就明白眼前這個人不一般，他解決了航海鐘的一個最關鍵的問題。最後格雷厄姆不但留哈里森共進晚餐，還從自己的私人金庫里拿出200英鎊作為無息貸款給了哈里森，讓他用這筆錢做一臺樣品出來。

　　說到這里我不得不停下來補充幾句。我們大家都喜歡天才，尤其喜歡那些反抗強權的孤膽英雄，所以影視劇里的科學家大都是這類人，因為被權威誤解而懷才不遇，自己把自己關在家里悶頭研究，然後有一天突然拿出一個驚天成果，震驚全世界。歷史上這樣的事情確實發生過幾次，愛因斯坦可以算一個，但這絕對不是科學的常態，科學的發展在大多數情況下都是循序漸進，一點一點進步的。科學家群體在大多數時候也都是很靠譜的，他們有能力區分誰是天才，誰是狂妄之徒。像這個格雷厄姆就是一個很好的例子。

　　兩人這次歷史性會面5年之後，也就是1735年，哈里森用格雷厄姆給的這200英鎊貸款造出了一臺樣鐘，後來取名H1，H就是哈里森名字的首字母。我在8年前去參觀格林尼治天文臺參觀時見到了H1的真品，非常激動，這是一臺龐然大物，重42公斤，被裝在一個長寬高均為1.3米的銅殼里。格雷厄姆見到這臺樣品當然很激動，立刻找了5名專家進行初步測試，然後推薦給經度委員會，後者出錢讓哈里森帶著H1去英國近海做了測試，結果證明相當靠譜。

　　但是，事情發展到這里還遠未結束。哈里森在測試的時候發現了一些問題，他自認為如果真的帶著它去加勒比海遠航的話，最多只能獲得二等獎。於是他向經度委員會提出，自己已經知道應該如何改進了，只要委員會預支500英鎊給他，他就可以造出一臺更好的。這可不是獅子大開口，因為這個經度委員會有權力向提出可行性方案的窮人預支研究經費，事實上這個組織在存在的100多年時間里累計預支的科研經費高達10萬英鎊，是經度獎總獎金的5倍。所以後來的歷史學家都認為這個經度委員會是人類歷史上第一個官方的研究開發資助機構。

　　英國政府為什麽要這麽做？原因很簡單：不但經度問題本身價值連城，而且在解決這個問題的過程中可以積累科學知識，提升整個英國制造業的水平，事實證明這幾個目的都達到了，這筆錢絕對沒有白花。由此可見英國政府確實高瞻遠矚，最終英國成為大英帝國不是沒有原因的。

　　哈里森拿到預支的500英鎊後又花了3年時間，造出了第二臺航海鐘，取名H2，但他在制造的過程中又發現了新的問題，於是又申請了500英鎊，於1757年造出了H3。這臺機器只有60厘米高，30厘米寬，重量也減到了35公斤。不但體積小了很多，而且其中含有的幾項新技術完全是革命性的，比如一種用來抵抗溫度變化的“雙金屬片”設計，以及一種新型的滾珠軸承設計至今仍然在使用。

　　哈里森對於制造工藝一直是高度保密的，他當然不想讓別人偷走自己的研究成果，但這麽做雖然保護了專利，卻屏蔽了他人的智慧，讓哈里森變成了一個名符其實的孤膽英雄。我前面說了，科學研究最重要的一點是交流與合作，哈里森拒絕和同行交流，客觀上延緩了鐘表技術前進的步伐，這就給天文學家一個趕超的機會。由於歐洲各國的天文學家一直在密切合作，所以“月距法”進展神速，差點從哈里森手里搶走經度獎。

　　這個領域的代表人物是一個名叫馬斯卡林的天文學家，比哈里森足足小了40歲。他是個比弗拉姆斯蒂德還要固執的書呆子，一心撲在天文學上，而他這麽拼命的目的只有一個：拿到經度獎。他有一點和弗拉姆斯蒂德不同，那就是他一點也不在乎到底是誰的貢獻，只要有用，就毫不遲疑地拿來用，所以他在“月距法”方面走得最遠，也很有可拿到經度獎。

　　馬斯卡林知道自己最大的敵人就是哈里森，所以他利用自己在天文學家這個圈子里的關系，不斷給哈里森制造麻煩。著名科普作家達娃·索貝爾在她寫的這本《經度》里花了大量筆墨描寫了兩人之間的爭鬥，這本書的內容後來還被拍成了電影。無論是小說還是電影都把哈里森描寫成了英雄，馬斯卡林則被描繪成一個用心險惡的壞人。真實的情況並不是這樣非黑即白的，馬斯卡林確實給哈里森制造了一些麻煩，但他提出的一些要求是有道理的。比如，他提出哈里森必須把所有秘密和盤托出，否則不給獎金，這其實是專利領域的國際慣例，否則的話如果哈里森出點意外的話這個技術就失傳了。

　　所以我認為，歸根到底，兩人的矛盾源於哈里森的性格，他雖然是個天才，但太獨了，不懂得合作，一心想獨拿獎金，然後青史留名，這其實不是科學家應有的性格。

　　有意思的是，最終讓哈里森獲獎的恰恰是一個來自他人的貢獻。哈里森委托一個鐘表匠給自己造一塊懷表，但用的都是他自己發明的技術，沒想到這塊懷表特別準，大大出乎他的預料。要知道，以前的鐘表匠們都認為擺鐘的擺越長越準，可是當哈里森解決了一些常見的技術問題之後，這項規則悄悄發生了變化，高頻的振子反而比體型巨大的擺鐘更加穩定和準確。哈里森直到親自使用了這塊懷表後才恍然大悟，明白了這個道理。於是他把自己制造的3個巨型航海鐘都推倒重來，於1759年制造了第四臺航海鐘，取名H4。它的直徑是13厘米，重1.45公斤，比懷表略大，但仍然可以很容易地裝進一個盒子隨身攜帶。

　　如今這4個航海鐘都放在格林尼治天文臺的展覽室里供人參觀，大家如果有機會去倫敦的話一定要去看一次。

　　H4雖然小，但精度反而提高了，而且便於攜帶，造價也低廉，當然更受歡迎，於是經度委員會出錢進行了遠航測試，結果完全符合一等獎的要求。此時月距法也已經成型，經過實測後同樣符合要求，於是這兩派為了爭奪獎金又鬥爭了很多年，具體細節我就不說了。總之，最後經度委員會決定把經度獎頒給哈里森，時間是1773年，距離經度獎的設立已經過去了將近60年。那一年哈里森已經80歲了，他一輩子幾乎就幹了這麽一件事。

　　因為最終獲勝的是鐘表匠，所以後來的歷史學家都喜歡貶低天文學家這一派的貢獻，其實當年的海員們都是兩個方法並用的，因為誰也不敢保證一座航海鐘是準的，所以一艘船往往會帶上幾塊，甚至十幾塊航海鐘作為參照。比如達爾文環球航行乘坐的“小獵犬”號就帶了22塊航海鐘，非常昂貴。而“月距法”用的是月亮，不會出問題，只是用起來比較麻煩而已，據說一次要算4個小時，所以海員們還都會帶著馬斯卡林制作的星表，作為航海鐘的對照。

　　但是不管怎樣，經度問題的解決使得大英帝國海軍迅速崛起，成為全球的海洋霸主，英國著名的航海家庫克船長就是用這項技術多次環球航行，最終發現了澳大利亞、新西蘭、夏威夷，以及很多太平洋海島，後來他們都講了英語。在強大的英國海軍的幫助下，大英帝國最終稱霸世界，建立了人類歷史上第一個日不落帝國。相比之下，格林尼治天文臺成為零經度的標準，以及格林尼治時間成為全球的標準時間，只是這個經度之戰的兩個副產品而已。

　　這個經度的故事到此告一段落。我06年第一次參觀格林尼治天文臺時第一次聽說了這個故事，激動不已，回國後立刻把這個故事寫了出來。我覺得這個故事說明，決定國家命運的，很可能不是某個大英雄，某場戰役，或者某個政治制度，而是一項看似毫不起眼的新技術，這個經度之戰就是一例。

　　為了紀念經度之戰300周年，英國政府和一家公益組織聯合起來宣布設立了新的經度獎，讓公眾投票該獎哪個領域，最終英國民眾投票選擇了抗生素領域，誰能解決抗生素的抗性問題，誰就將獲得1000萬英鎊的獎金，大約相當於一億人民幣。這個獎肯定會吸引更多的科學家投身這個領域，最終造福人類。