航海钟：工匠精神的完美诠释

如何在地球上定位？

“全球定位系统定位！”我相信连孩子都知道。

有了全球定位系统，外出自驾和航海不成问题。全球定位系统诞生之前呢？

位置使用纬度和经度。在远离海岸的海上，船员只能用经度和纬度来定位和导航。哥伦布发现新大陆的航行是基于纬度。

代表英国格林威治天文台经度起点的光束(数据图)

海难导致了一大笔报酬。

纬度很容易判断。它可以由北极星的高度或太阳子午线的高度决定。然而，确定经度要困难得多，只有通过测量速度和其他辅助方法才能估计出经度。船长往往依赖经验，这往往导致船只因位置估计错误而触礁，从而导致沉船事故。

1707年，由于定位不准确，英国舰队的四艘船触礁沉没，造成2000多名官兵死亡。这场灾难给水手们敲响了警钟，他们要求*解决经度问题。

“生命的代价”引起了英国议会的注意，它坚持“一个聪明人必须在一大笔钱下才能找到”的概念。1714年，议会通过了《经度法案》，以法律形式宣布，如果误差控制在1度以内，在海上测量经度可以获得1万英镑的奖励。如果误差小于2/3度，将奖励15，000英镑；如果误差小于半度，将奖励20，000英镑。

丰厚的奖金吸引了许多人，包括我们的主角约翰·哈里森。哈里森出生在英格兰约克郡的一个木匠家庭。尽管他学习了父亲的精湛木工手艺，但他没有步父亲的后尘，而是转向了机械钟。

看到这里，你不禁要问，经度和时钟是什么关系？这源于时间决定空间(经度)的理论。那时，人们已经知道地球是一个球体，360度，每24小时旋转一次，然后它将在一小时内旋转1/24次，或15度。因此，如果你航行一个小时，船的经度向东或向西移动15度。然而，在陆地上，时钟不能准确地显示时间，更不用说在海上了。

然而，哈里森坚信他能制造出精确计时的航海钟。他认为普通时钟不准确的原因是因为船的颠簸会影响钟摆的频率。如何做到这一点？

HH3(数据图表)

在30年内不断改进和发展四代导航钟。

经过仔细考虑，他用一个弹簧连接两个金属摆的两端，以减少重力对摆的摆动频率的影响，他称之为“蚱蜢腿”。画完图后，哈里森去了格林威治，把图交给了经度委员会的成员哈利。

作为一名天文学家，哈雷对机械表知之甚少，并持科学严谨的态度。他把伦敦最好的钟表匠佐治·格拉咸介绍给哈里森，希望能对他有所帮助。格雷厄姆很高兴看到这幅草图，觉得可行，于是自己掏钱给了哈里森250英镑。

Harrison花了几年时间最终开发出第一代产品H1。H1是个怪物，重34公斤。海上实践表明，H1仍然相对准确。然而，它占用了太多的空间。

哈里森不满意，继续学习和提高。H2和H3一个接一个地出现了。H3花了他19年时间。但是他仍然不满意。国会也认为导航钟太重太复杂，这就是为什么他们拒绝给哈里森颁奖。然而，我宁愿相信哈里森对工艺完美的追求并没有阻止他改进航海钟。

H1的“蚱蜢腿”和H3的“圆平衡器”使航海时钟更加精确。但是，音量不会降低，不能随身携带。他的研究和发展集中在“小体积和高振动频率”。他碰巧认为小型高频振动器可以满足这两点，所以这位60岁的老人试图引进一种高频振动器。

哈德逊和H4

国王站在他身后，收到了一笔迟到的奖金。

1757年，H4诞生了，这是一款精度很高的怀表。在船上航行了161天161夜后，它的误差不到1分钟。这是一个奇迹，哈里森从1728年到1757年对奇迹的不懈追求！

这时，哈里森已经是一个白发苍苍的老人了，但是面对这个奇迹，国会拒绝兑现奖金。有许多原因，从“钟表沉重、结构复杂、制造昂贵”的开始，到后来仅仅因为“哈里森是一个木匠的儿子，不是一个正统的学者，甚至不是一个绅士，才给他这个重要的奖项，这是有损皇家声誉的”。国会*竭尽全力不让哈里森获奖。后来勉强同意给哈里森一部分奖金。

哈里森断然拒绝了。他的个性和尊严使他选择捍卫自己的权利。双方陷入僵局，拒绝让步，直到乔治三世介入。他致力于君主对议会的控制。了解了事件的来龙去脉后，他决定介入，充当哈里森的法律顾问，在法庭上与国会对抗。国王的支持赢得了哈里森的诉讼。最后，在1765年，在他72岁生日的时候，哈里森得到了他应得的奖励。

H4的内部设计非常精致(数据图表)

随着航海钟的出现，船员们可以在海上精确地计时和定位。在海上航行不再是遥不可及的梦想。英国是第一个从这项发明中受益的国家，并逐渐确立了自己的海上霸主地位。后来，随着电子技术的发展，应时天文钟逐渐取代了机械导航钟。