經(jīng)度之戰(zhàn)

在一個(gè)平面內(nèi)，確定位置需要兩個(gè)坐標(biāo)。對(duì)于航海者來(lái)說(shuō)，這就是緯度和經(jīng)度。

古代航海只能沿著海岸線航行，否則不能判斷位置，等待船員的就是迷失、死亡。當(dāng)初鄭和下西洋就只能沿大陸邊緣移動(dòng)，所以他最遠(yuǎn)只到達(dá)了非洲，不可能發(fā)現(xiàn)隔海相望的美洲大陸。

緯度非常容易測(cè)量。這是由自然法則確定的——赤道就是0度，兩極則是90度，沒(méi)有常平架等儀器時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的船員依靠太陽(yáng)、星辰的位置，可以基本確定緯度。但經(jīng)度就是另外一回事了，地球一直在轉(zhuǎn)，使得經(jīng)度的確定難以進(jìn)行。于是，科學(xué)界首先要人為規(guī)定0度經(jīng)線，然后才能談及經(jīng)度測(cè)量。公元前2世紀(jì)，古希臘地理學(xué)家托勒密是最早利用經(jīng)緯度繪制地圖的人。托勒密的方法沿用了1000多年，但畫出來(lái)的地圖都不夠準(zhǔn)確，夸大了陸地面積，低估了海洋的廣闊，這使得遠(yuǎn)程航海更像是碰運(yùn)氣。

為此，科學(xué)家們展開了“經(jīng)度之戰(zhàn)”。主要的流派有二：鐘表法和月距法。

前者依據(jù)的邏輯很簡(jiǎn)單：地球每24小時(shí)自轉(zhuǎn)1周，這一周也就是360度。于是，每個(gè)小時(shí)就相當(dāng)于經(jīng)度的15度。只要知道兩地的時(shí)間差異，就可以知道兩者之間的經(jīng)度差了。舉例來(lái)說(shuō)，如果知道某地的上午10點(diǎn)正好是加爾各答的上午8點(diǎn)，那么就說(shuō)明此地在加爾各答東邊30度的地方。于是，經(jīng)度的求解就轉(zhuǎn)換成另外一個(gè)問(wèn)題：如何測(cè)定兩地的時(shí)間差。

1530年，荷蘭數(shù)學(xué)家伽瑪·弗里西斯首次提出用鐘表來(lái)測(cè)定時(shí)間差。按照他的設(shè)想，先制作一臺(tái)鐘表，始終保持某地（比如阿姆斯特丹）的時(shí)間，然后帶著它旅行到新的地點(diǎn)，利用太陽(yáng)高度測(cè)定“當(dāng)?shù)貢r(shí)間”，再和“阿姆斯特丹鐘表”做對(duì)比，就能知道此地和阿姆斯特丹的經(jīng)度差。這個(gè)設(shè)想嚴(yán)絲合縫，但在那個(gè)時(shí)代無(wú)法測(cè)定經(jīng)度，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的鐘表精確度太差了。

1514年，德國(guó)天文學(xué)家約翰·沃納提出利用月球的移動(dòng)來(lái)測(cè)量經(jīng)度。在他之前，眾所周知，月亮在天空的相對(duì)位置一直都在改變。沃納精確測(cè)量，月球每小時(shí)移動(dòng)一個(gè)本身直徑的距離。他因此假定，假如地球上觀察到的月球移動(dòng)都是一樣的，只要在兩地分別觀測(cè)月球，準(zhǔn)確記下它在某個(gè)位置上的時(shí)間，就能算出兩地之間的經(jīng)度差。但月距法也有令人頭痛的問(wèn)題：當(dāng)時(shí)的星空?qǐng)D標(biāo)既不完備也不準(zhǔn)確。此外，在各地觀察到的月球移動(dòng)并不規(guī)律。

1714年，遠(yuǎn)程航海使得經(jīng)度問(wèn)題顯得越發(fā)重要，英國(guó)國(guó)會(huì)因此成立了一個(gè)“經(jīng)度委員會(huì)”。同年7月8日，英政府正式頒布《經(jīng)度法案》。該法案規(guī)定，若有人能在地球赤道上將經(jīng)度測(cè)量確定到半度范圍內(nèi)，獎(jiǎng)勵(lì)2萬(wàn)英鎊；將經(jīng)度確定到2/3度范圍內(nèi)，獎(jiǎng)勵(lì)1.5萬(wàn)英鎊；將經(jīng)度確定到1度范圍內(nèi)，獎(jiǎng)勵(lì)1萬(wàn)英鎊。

1735年，著名鐘表匠哈里森兄弟生產(chǎn)出一臺(tái)被稱為H1的航海鐘。第二年，英國(guó)海軍大臣把哈里森送上了“百夫長(zhǎng)”號(hào)軍艦。船長(zhǎng)普羅克特將H1安裝到自己的休息室，為了盡量減小震動(dòng)，他用鐵鉤把H1吊在天花板上。這次航行遭遇風(fēng)暴，在海上漂了一個(gè)多月才返回不列顛。就在船臨近終點(diǎn)時(shí)，船長(zhǎng)按照航行經(jīng)驗(yàn)，判斷前面是達(dá)特茅斯附近的斯塔特。而哈里森根據(jù)H1給出了一個(gè)經(jīng)度數(shù)據(jù)，和緯度一起確認(rèn)后，認(rèn)為即將抵達(dá)彭贊斯半島上的利澤德。最后證明H1更接近利澤德，其實(shí)當(dāng)時(shí)距離這地方差不多100公里。

1884年，全世界的天文學(xué)家在華盛頓召開了“國(guó)際子午線大會(huì)”，正式宣布“格林尼治子午線為全球的本初子午線，即經(jīng)度0度線”。需要介紹的是，月距法未被鐘表法徹底擊敗。在遠(yuǎn)航的船上，海員們堅(jiān)持使用這個(gè)方法對(duì)航海鐘進(jìn)行校正。這兩種方法互相補(bǔ)充，更好地保障了遠(yuǎn)洋船的安全。

1995年，衛(wèi)星定位法進(jìn)入商業(yè)化時(shí)代，遠(yuǎn)在太空中的24顆定位衛(wèi)星，信號(hào)覆蓋了地球的每一個(gè)角落。航海鐘和《航海年鑒》在航海時(shí)代從此謝幕。

（摘自湖南文藝出版社《晚清的極品人、極品事》 作者：吳策力）