◎ 盧 楠
連接地球南北兩極,并且與緯線垂直的虛擬線段,被稱為經(jīng)線。經(jīng)線有什么好處?它能夠幫助人們確認(rèn)自己在地球上的相對(duì)位置,同時(shí)劃分不同的時(shí)區(qū)。對(duì)于航海的人來說,經(jīng)線的意義尤其重大。有了經(jīng)線與緯線的配合,人們就可以知道自己所處的位置,判斷自己是否處于正確的航線上,從而避開海洋中各種各樣的危險(xiǎn)。
經(jīng)線中,有一條穿越英國(guó)格林尼治天文臺(tái)的特殊的線,在1884年被國(guó)際天文學(xué)界公認(rèn)為是零度經(jīng)線,是最為重要、特殊的一條經(jīng)線。以零度經(jīng)線作為參照,劃分了世界上所有其他重要的經(jīng)線。
這一榮譽(yù)之所以落到英國(guó)人頭上,是為了感謝一位名叫哈里森的英國(guó)人,他的重要發(fā)明——航海鐘——為那個(gè)時(shí)代航海的人們做出了重要的貢獻(xiàn)。哈里森不是傳統(tǒng)意義上的科學(xué)家,他是一名普通的鐘表匠。而航海鐘發(fā)明的故事,頗為傳奇。
原來,到了18世紀(jì),人們?cè)诤胶r(shí),茫茫的大洋依然像是一座迷宮,人們很難確定自己所在的位置。緯度倒是很好判斷,只需要根據(jù)北極星,或是太陽在天空的位置便可以進(jìn)行推算——我們時(shí)常在電影中看到海盜、海員有一只獨(dú)眼,那便是因?yàn)殚L(zhǎng)年漂在海上,不時(shí)觀察太陽高度,眼睛被陽光灼傷的結(jié)果。但是東西方向所在的相對(duì)位置——即經(jīng)度——就無從判斷了。無法確定自己所在的經(jīng)度,就會(huì)迷航,駛?cè)胛粗奈kU(xiǎn)區(qū)域。迷航的代價(jià)是慘重的,1707年,一支英國(guó)艦隊(duì)在大霧中迷失航向,其中4艘船不幸觸礁沉沒,1500多名水兵葬身海洋。
當(dāng)年雖然沒有GPS,人們也有辦法測(cè)量自己所在的經(jīng)度,那便是借助時(shí)間。地球自轉(zhuǎn)一圈是24小時(shí),而地球1圈可以分為360度。因此,地球上兩個(gè)不同的點(diǎn),時(shí)間每相差1小時(shí),就意味著相差15度。只要航船上同時(shí)有兩個(gè)時(shí)鐘,一臺(tái)顯示陸地上某個(gè)地點(diǎn)——例如格林尼治天文臺(tái)的時(shí)間,一臺(tái)顯示當(dāng)前所在地的時(shí)間,那就可以輕易地根據(jù)時(shí)差來推算當(dāng)前位置了。
但是問題在于,在顛簸的海洋上,所有機(jī)械時(shí)鐘都會(huì)失準(zhǔn)。沒有任何一臺(tái)帶到船上的時(shí)鐘,能夠一直精確地顯示著格林尼治天文臺(tái)的時(shí)間,它要么走快了,要么走慢了。
為了解決這一難題,1714年,英國(guó)國(guó)會(huì)通過《經(jīng)度法案》,最高懸賞2萬英鎊,在國(guó)民中征集能夠提供解決方案的人,由牛頓來擔(dān)任評(píng)委。消息傳出,一位名不見經(jīng)傳的普通鐘表匠約翰·哈里森興致勃勃地開始了他的研究。
他精細(xì)地研究著機(jī)械鐘表的每一個(gè)零件,想方設(shè)法改進(jìn)它們,使它們不受周邊環(huán)境的影響,即使在極度動(dòng)蕩、急劇變化的環(huán)境下,也能夠保持精確,很少發(fā)生誤差。哈里森夜以繼日地投入他的研究,直到1736年,世界上第一臺(tái)航海鐘H1才誕生。
H1重達(dá)42斤,1米見方,哈里森帶著它到船上試航,效果良好,比所有其他時(shí)鐘都精確,但哈里森本人并不滿意。他前前后后花了數(shù)十年時(shí)間,制作出H2、H3、H4,到了79歲高齡時(shí),完成了H5的制作。航海鐘在他手里得到巨大的改良,可以投入大量生產(chǎn),完美地解決了那個(gè)時(shí)代航海人的致命難題。
哈里森贏得了2萬英鎊的獎(jiǎng)金,英國(guó)人也因?yàn)檫@一重大貢獻(xiàn),獲得了零度經(jīng)線標(biāo)志權(quán)的榮譽(yù)。
小學(xué)生學(xué)習(xí)指導(dǎo)(高年級(jí))2019年3期