发现经度

时间对人类来说是一种经验。罗素说，人类的时间经验有两个来源：一个来源是在表面属于现在的一段时间内关于连续的知觉，另一个来源是记忆。当我们看表时，可以清楚地看到秒针在走动，但对分针和时针的移动，肉眼根本看不到，只能依靠记忆。如果时间再拉长一些，或许要进入历史去观察。

与历史相比，一个人对时间的记忆实在短暂。同样，与地球相比，人显得太渺小了，犹如沧海一粟。

中国虽然有悠久的天文观测和航海历史，但却从未产生“地球”观念；中国传统观念认为“地球是平的”，即天圆地方说，“天圆如张盖，地方如棋盘”。

中国发明了指南针，但却没有建立经纬度的概念。相比之下，古希腊对地球的宏观认识更准确。最早提出“地球是圆的”这一命题的，是公元前6世纪的古希腊几何学家毕达哥拉斯。他认为，如果大地是神创造的，那一定是最完美的，在几何上球形是最完美的，因此大地应当是球形。

经纬线来自埃拉托色尼的创造，他由此比较准确地测量出了地球的周长。古罗马时期的托勒密进一步完善了地球概念，并用经纬线虚拟了一个世界之网。1000多年后，麦哲伦船队用长达3年多的航行证明，地球确实是一个球体。

从某种意义上来说，大航海拉开了精确计时的序幕，“时间”从此不再是一种模糊概念。

对一个航海者来说，要在大海上成功航行，关键在于确认自己所在的位置，也就是经纬度，以此来不断校正航向。

在茫茫大海上很容易因为迷路而陷入绝境。有经验的水手通过观察白天的太阳和夜晚的北极星，就可以确定纬度；在指南针发明之后，纬度更不是难题，但要测量经度仍然无处下手。

因为没有精确的经度，大多数海上航线都不敢离岸太远，担心失去参照物。远离海岸的直航常常只能凭运气。

哥伦布的计时工具是一只沙漏，每过半小时就要翻转一次；不可思议的是，正因为哥伦布对经度的计算出现严重错误，才幸运地发现了新大陆。哥伦布时代之后，没有那么好运气而迷失在大海中的冒险船只数不胜数，西班牙国王腓力三世曾悬赏2000杜卡托征集测量经度的方法。

要有准确的经度，必须先有准确的时间。

地球每24小时自转一周，即360°，1小时对应经度15°；也就是说，通过时差可以计算出经度。在时间计量不精确的情况下，要计算出精确的经度是根本不可能的。

即使钟摆技术的出现已经大大提高了时钟的精度，但因为钟摆无法在摇晃的海船上使用，因此海上航行仍然缺乏精确计时。

18世纪，作为当时独步天下的海上大国，英国拥有欧洲最多的远洋船只。1707年，一支英国海军舰队从地中海返航途中遭遇大雾，连续12天不见天日；因为误判经度，舰队在距离英国不远的锡利群岛触礁沉没，造成包括舰队总司令肖维尔在内的1600多人死亡。

这场悲剧引发举国震动。在社会各界的压力下，英国于1714年成立“经度委员会”，并悬赏两万英镑征求经度测量方法。根据《经度法案》，能将经度准确测量到0.5°以内，便可获得这笔奖金。

0.5°约为30海里，即54公里，对应的时间是2分钟。如果用时间来测量经度，这块表每天的误差不能超过3秒钟，而且必须经受得住海上的恶劣环境，包括震动、温度和湿度的变化等。

由政府提供奖金并颁布专利保护法，对第一个发明者给予奖励，英国无疑是这种现代制度的开创者。作为历史上第一个资助技术创新的官方机构，经度委员会存续了一个多世纪，由它支出的研究经费高达十万英镑。

1735年，木匠出身的钟表匠约翰·哈里森采用发条技术，制造出了第一台精确海钟。在此之后，哈里森开始了长达30年的改进，经度委员会先后为其提供了2500英镑的资助。

1761年，哈里森完成了第四代海钟，它的直径只有13厘米，“世界上没有哪一个机械的或数学的东西，在构造上比我这块表或经度时计更漂亮或更精美了” 。船只在前往牙买加的9个星期航行中，这台时钟的误差只有5秒。经过半年的海上航行，总共误差不超过2分钟。

1765年，经度委员会将这台精确时钟的设计汇编成《哈里森先生的计时器的原理与插图》出版。这次技术的普及大大提升了英国的钟表业水平，行业竞争进一步降低了时钟的制作成本。

哈里森制作的时钟成本高达500英镑；不到几年时间，钟表匠肯德尔就将成本降低到100英镑；接下来出现了价格更低、走时更准的钟表。大量准确而又廉价的钟表，开始进入了寻常百姓家。

早在1675年，英国就建立了皇家格林尼治天文台。精确海钟的出现，也等于经度的诞生，航海者们可以随时知道自己所在的位置。从此以后，大英帝国的舰船能够到达地球的偏僻角落，然后再安全地回来。

时钟引发的“经度革命”彻底结束了地球的混沌状态，拥有精确时间的库克船长在大海中如鱼得水，随后在南太平洋发现了许多古老的陆地和岛屿，其中最大的两块被命名为澳大利亚和新西兰，此外还发现了很多南太平洋上的小岛。

作为对时间精益求精、对技术追求完美的钟表天才，哈里森于1776年3月24日离世——83年前的3月24日，他出生在约克郡的一个木匠之家。

早在发明海钟之前，哈里森就已经是一位顶级的钟表匠。他自幼酷爱数学，曾经把剑桥大学数学家桑德森教授的《机械学》从头到尾抄了一遍。他于1720年制作的一台塔钟，直到现代还在运行。在这座塔钟中，哈里森创造了一种新式擒纵器和一个烤架式钟摆。他用铜和铁两种金属组合，消除了热胀冷缩对钟摆长度的影响，从而大大降低了钟表的误差。他通过观察星星对塔钟进行校正，使其每个月误差不超过1秒钟，其精度达到了前所未有的高度。“有一些现代的钟表史学家认为，哈里森的工作帮助英国征服了海洋，因而成就大英帝国的霸业——因为正是借助于精密计时，大不列颠才得以降服汹涌的波涛。”

在哥伦布和麦哲伦航海的年代，远洋水手是个高危职业，说九死一生并不夸张。在库克船长早期的三次海外探险期间，都有水手跳船逃跑。1779年，库克船长在夏威夷与一群土著发生冲突，结果意外被杀，这与麦哲伦的最后命运颇为相似。据统计，1670——1690年间，英国海外舰长的死亡概率是16，但到了1790——1810年，这一概率突然下降到不足千分之一。这主要应归功于航海技术的提高，尤其是对时间和经度的精确把握。

有了精准的经纬度，绘制航海图就不再是一件难事。对英国来说，所谓的海上霸权有一个重要前提，就是能够通过详细准确的海岸路线图，掌握各个岛屿和海港的位置，从而可以随时确定航程，知道在哪里抛锚。在第一次鸦片战争中，英国舰队从广东虎门游荡到福建厦门，再到浙江定海，又窜到江苏吴淞口，甚至突袭作为北京门户的天津大沽口，让大清帝国的防卫捉襟见肘，就是源于战争前“广东省的整个海岸线被非常精确地画了出来，以作航船之用” 。

航海钟的发明为蒸汽轮船时代的到来完成了一个重要铺垫，从此以后，航海的安全与快捷使得大海变成连接世界各国的通衢大道，一个全球贸易时代随之到来。

进入19世纪之后，英国仿佛章鱼一般将触角伸到地球每个角落。伴随着海外扩张，英国在全球贸易的主导地位也进一步凸显，一个日不落帝国在地球上冉冉升起。其时，大英帝国皇家海军的军舰在五大洋任意驰骋，全世界三分之一的商船上都飘扬着英国的“米”字旗帜；与此同时，英语沿着海面走向世界，格林尼治的时间传遍天涯海角。