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经度问题的解决:约翰·哈里森(John Harrison)

18世纪70年代,一位自学成才的英国钟表匠约翰·哈里森(1693—1776)发明了航海经度仪(seagoing chronometer),彻底解决了“经度难题”。这是一次航海者们等待了许久的技术进步。

在此之前,如何测定船只所在地的经度(东西向的坐标)一直深深困扰着海员们。意大利探险家亚美利哥·维斯普奇(Amerigo Vespucci)曾抱怨道:

“我承认,在测定经度的问题上我遇到了相当大的困难。我曾经花了大量精力测定自己在东西方向上走了多远,最后我发现,最好的方法就是耐心等待并观察两颗行星相合(conjunction)的时间,尤其是月球和其他行星,因为月球的运行速度比其他行星要快得多。然后,我会把观察结果和天文历书进行对照。”

他的方法的确能大致估计出当前所在地的经度,但是必须提前预测出某项特定的天文现象发生的时间,并且还要知道当前的精确时间。这对于远离家乡的海员来说并非易事。

此外,还有另一个方法:将船只所在地区的时间(依靠观察太阳位置确定)与船上时钟记录的某个已知地点(比如出发点)的时间相比较,估算出船只向东或向西航行了多远。可以这样理解其原理:想象地球表面沿东西方向排布着经度线,每向东或向西航行15˚,当地的时间就提前或后退1小时。而现在问题又回到了如何精准地确定当前所在地的时间上。

哈里森发明的航海经度仪(或者“便携航海时钟”)提供了一条解决方案。这座时钟远比当时最好的钟表更为精准,能够抵御海上变幻莫测的天气以及船只航行时的颠簸。英国探险家詹姆斯·库克(James Cook)船长在1772—1775年间的环球航行中对这台仪器赞不绝口。他当时使用的那台仪器现藏于伦敦的国家航海博物馆(National Maritime Museum)。

1884年,英国格林威治(Greenwich)所在地的经线被选定为本初子午线(0˚经线),地球上的每一点都可以依照其在这根经线以东或以西的距离确定经度坐标。现代船只依靠卫星导航系统精确记录自己的所在位置,但人们仍常会随船携带一部经度仪,以应对紧急情况。 a3llnM7EnS8HUGeziKVmGwwDrY65ihDC6GUzdXGMvmB5ERqmdZmct8FCwTw3dcKD

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