如何在地球上定位？
“GPS定位呗！”相信连小朋友都知道。
有了GPS定位系统，外出自驾游、航海都不是问题。那在GPS诞生之前呢？
定位利用的就是经纬度。在远离岸边的大海中，船员们只能借助于经纬度来定位导航。哥伦布的新大陆发现之旅就是循着纬度航行的。
英国格林尼治天文台发出的代表经度起点的光束（资料图）
海难引出重金悬赏
纬度容易判断，依靠北极星的高度或是利用太阳中天的高度来测定均可。然而，确定经度就难了很多，只能通过测量航速和其它辅助方法估算所处经度。更多的时候是船长靠着经验处理，那时常发生由于错估了位置导致船只触礁而引发的海难。
1707年，由于定位不准，英国舰队四只舰船触礁沉没，两千余名官兵化作冤魂。这场灾难给海员敲了个警钟，他们向政府请求解决经度难题。
“生命的代价”引起了英国国会的重视，秉持着“重金之下必有智者”的观念，1714年，国会通过《经度法案》，以法律形式宣布：海上测量经度，能把误差控制在1度以内奖励1万英镑；误差小于2/3度的，奖励1.5万英镑；若是误差小于半度，奖励2万英镑。
丰厚的奖金吸引了不少人，包括我们的主角——约翰·哈里森。哈里森出生于英国约克郡的一个木匠家庭，虽然他学会了父亲精湛的木工，但却没有子承父业，而是移情于机械钟表。
看到这里，你不禁要问，经度和钟表有什么关系？这源于一个理论：时间确定空间（经度）。那时已经确知地球是个球体，360度，每24小时转动一周，那么，一个小时就转1/24圈，即15度。因此，如果航行一个小时，说明船的经度向东或是西移动了15度。但是，钟表在陆地上尚不能做到准确报时，何况是在海上呢？
然而，哈里森却坚信自己能制作出记时精准的航海钟。他想普通钟表之所以会不准，就是因为船的颠簸会影响钟摆的频率。这可怎么办呢？
H1-H3（资料图）
精益求精，三十年研发四代航海钟
经过仔细思考，他用弹簧把两个金属钟摆的两头连在一起，减弱重力对钟摆摆动频率的影响，他管这叫“蚂蚱腿”。绘制好方案图后，哈里森来到了格林尼治，将方案提交给经度委员会委员哈雷。
哈雷身为天文学家，对机械表不甚了解，秉持着科学严谨的态度，他将伦敦最好的钟表匠乔治·格拉姆介绍给哈里森认识，希望对他有所帮助。格拉姆看到草图很是激动，觉得可行，自掏腰包，给了哈里森250英镑作为赞助经费。
哈里森花了数年的时间，终于研制出了第一代产品H1。H1是个庞然大物，足足有34公斤。出海实践表明，H1的精度还是比较高的。然而，它太占地方了。
哈里森并不满意，继续研究改进，H2、H3相继问世，其中，H3花了他19年的时间。但他还是不太满意。国会也有意见，航海钟太笨重，结构太过复杂，这也成了他们拒绝将奖金颁给哈里森的理由。不过，我宁愿相信是追求完美的工匠精神让哈里森没有停下改进航海钟的脚步。
H1的“蚂蚱腿”，H3的“圆形平衡器”使得航海钟越发精准，然而，体积却不见减小，无法随身携带。他的研发重点放在了“体积小、振动频率高”上。他偶然想到，小型的高频振子能满足这两点，于是60岁的他尝试引入高频振子。
哈德森与H4（资料图）
国王当后盾，领取迟到的奖金
1757年，H4诞生，这是一块精度很高的怀表。在船上航行了161个日夜，它的误差竟然不到1分钟。这是一个奇迹，是哈里森从1728年到1757年的不懈追求换来的奇迹！
此时，哈里森已是白发苍苍的老人，而面对这一奇迹，国会却拒绝兑现奖金。原因很多，从开始的“钟表笨重、结构复杂、制造成本昂贵”到后来的仅仅因为“哈里森是个木匠的儿子，不是正统的学者，更不是绅士，将这个重要奖项颁发给他，有损皇家名誉”。国会成员为了不让哈里森获得奖金可谓是煞费苦心。后来勉强同意发给哈里森部分奖金。
哈里森断然拒绝，人格和尊严让他选择了捍卫自己的权利，双方进入僵持状态，互不相让，直到乔治三世的介入。他当时正致力于推行君主对国会的控制政策。得知事情的来龙去脉后，他决定插手，充当哈里森的法律顾问，和国会对峙公堂。国王的支持让哈里森赢得了官司。终于，在1765年，72岁生日的时候，哈里森拿到了应得的奖赏。
H4的内部设计十分精巧（资料图）
航海钟的出现，让船员可以在海上进行精确的计时和定位，驾船在海上遨游不再是遥不可及的梦想，英国也最早从这个发明中受益，逐渐奠定了自己的海上霸主的地位。后来，随着电子技术的发展，石英天文钟渐渐取代了机械航海钟。
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