文、绘图/齐建

　　导语：1779年2月14日，詹姆斯•库克(James Cook)船长死于夏威夷岛基拉凯卡湾。船长的三件遗物至今收藏于格林尼治博物馆，它们分别是《航海年鉴》、《月距表》和一块怀表。这里有一段人类测量经度历史的传奇故事。

　　1779年2月14日，詹姆斯•库克(James Cook)船长战死于夏威夷岛基拉凯卡湾。

　　2月14日早些时分，库克船长同夏威夷土著进行了一次小规模的武装冲突。激战之中，一把长刀从他后背刺进，贯穿前胸，库克船长当场阵亡。

　　冲突结束之后，船员们将库克的遗体带回船上，简单而又庄严地举行了海葬仪式。仪式结束后，库克船长的船队“决心”号和“探索”号，继续北上，穿过了白令海峡，进入北冰洋；后来取道好望角，回到了英国。库克的死讯传到英国时，举国上下大为震惊，当时的国王乔治三世在内廷会议失声痛哭。

　　库克船长身后所留下的航海日记，为人们提供了大量精确真实的航海信息。他是继哥伦布之后在海洋地理方面拥有奠基性发现的航海家。在其一生所进行的三次探险航行中，为太平洋地理学增添了新的篇章。他也是第一位绘制了澳大利亚东海岸海图的人。此外，库克船长总结出了一套远航时使用的食谱，通过精心改善船员的饮食，成功地预防了长期航行中由于缺乏维生素C等营养出现的坏血病。

　　在库克船长的众多遗物中，有三件目前收藏于格林尼治博物馆，它们分别是：

　　英国皇家天文台第五任台长内维尔•马斯卡林(Nevil Maskelyne)所编著的手册类书籍两本：《航海年鉴》和《月距表》。

　　还有一块怀表。这块怀表本来在冲突结束后，落入夏威夷土著手中。被船员找到时，时针停留在库克船长罹难的那个时刻。制造怀表的工匠名叫拉科姆•肯德尔(Larcum Kendall)。

　　此事至今二百三十年整。

　　库克船长所处的年代，对船只所在位置的确定要比今天困难得多。为了不在海上迷失方向，库克之前的航海者，通常使用一种简单的方法，大家只要沿着同一纬度航行，自然就可以开拓出固定的航道，因为纬度是相对容易测量的。赤道的纬度是零，而北极星近似位于地球自转轴延长线上，可以看作处于无限远处。只要通过六分仪测量出它的地平高度，就可以认为这一数值等于当地的纬度。但摆在航海者面前的问题是，这个方法是一柄双刃剑：之前的哥伦布使用这种方法发现了新大陆，而之后的海盗们也是用这个方法，等在固定的航线上抢劫商船舰队。人们迫切需要一种可以测量经度的方法，让船队可以在海上更加自由地航行。

　　较之普通民众，英国政府对于经度测定这件事情更为关心。17、18世纪英国政府的主要财政来源是海上贸易。就如今天的美国财政收入的重要来源是好莱坞的电影产业，所以美国政府努力打击盗版。对那时的英国而言，海上贸易的稳定，等同于英国国库的稳定，保护船队同今天美国打击盗版一样重要。于是英国政府决定，让皇家学会下设的英国皇家天文台成立新的研究部门，即经度局，专门解决海上经度测量问题。经度局除了关起门来研究外，还有一个职能任务，就是在全国范围内征求有效的经度测量办法。同时英国上议院为此事悬赏两万英镑，作为解决经度测量问题的奖励费。18世纪两万英镑的购买力，我们今天很难详细描述。但是如果读过狄更斯的《远大前程》或者据此改编的电影《孤星血泪》，应该记得其中有一段生动的介绍：想当初，15英镑就可以在乡下兴建一家像样的铁匠铺！

　　两万英镑的悬赏，使得经度局门庭若市，但大多数方案是不可理喻的废纸。例如：某位游方术士推荐了一种“感应散”，只要从受伤的狗身上取下一节绷带，每天在事先约定的时间将绷带浸在溶有“感应散”的溶液中，不管这只狗身在何处，它都会痛得汪汪大叫，通过这一方式即可获得两地地方时的时差。只是在漫长的航行中，不能让狗的伤口愈合。另外，还有方案建议多个国家一起在海上建立等距分布的舰队，只要在某一时间鸣炮、点燃焰火，所经过的船只就知道确切的时间。通过这两万英镑，可以看出英国政府对待科研经费的方式很先进，简单地说，就是先科研后结帐，先到社会上找资金，科研成果化为生产力之后，国家再去报销费用。这样就有效地防范了欺世盗名之辈诓骗科研经费，搞学术腐败。

　　一时间应者如云，所产生的反效果使经度局有理由相信，应征者大多是贪得无厌的家伙。甚至坊间开始传出新的流行语：“算经度的”，大致意思是指“没事闲的”或“费心费力地去做不可能成的事情”。

　　除去财迷心窍的妄想，经度的测量研究在一段时间之后，主要分成两个研究方向。其一是利用星空天体的运行轨迹来计算。经度局的上级部门是天文台，通过这种行政框架，我们可以推测这一方向在当时也是主流思路。这一类人物被称为天钟派。

　　而另外一种思路在科学家们眼中则是属于非专业的瞎起哄，一直被打压排挤。其原理是：因为经度的测量与地球自转有关，地球自转同时间有关，一天二十四小时，地球经度三百六十度，那么经度相差十五度的两地，时间上就相差一小时。准确的地方时可以在当地由天文方法测得，只要有精确的计时工具，能够经历长途旅行，将一地的地方时信息带到另一地，就可以得出两地的经度差。虽然这个原理很早就被人发现，但是当时使用的钟表是座地的摆钟，依靠钟摆的摆动来测量时间，其前提是，钟摆要正常摆动，而在海上颠簸航行时不具备这种条件，故而无法运用到实际的航海测量。18世纪上半叶之前，人们认为制作发条作为动力的精确计时工具如同空中楼阁。可总有一些人要做这些事情，不管是为了挑战“不可能”之事，还是为了那两万英镑。他们被称为海钟派。

　　海钟派不被看好的原因有两个：其一是固有的观念。牛顿就认为他们不行，并且在公开场合表示过一份不可能实现的科研任务目录，其中制作高精度的海钟名列前茅。被苹果砸过的牛顿除了是一个科学家外，他的社会身份是英国皇家学会的会长，也就是经度局上级的上级的一把手领导。虽然此时牛顿已经作古多年，但是人的名、树的影，没有几个在皇家学会供职、被官方承认、而又可以出去说自己是科学家的人敢跟牛顿他老人家的话对着干。再加之皇家学会和大学有着千丝万缕的人脉联系，细分起来，供职的人员多少有些师生之谊或同窗之旧，而且这种师生和同学的关系，远要比中国旧官场的同年、同案、同门更为复杂，而且牢固。这好比一言堂，想在英国科学界吃饭，想在皇家学会申请项目经费，就别找不痛快。

　　另一个不被看好的原因是参与到海钟派研究的人员身份及其经历问题。这个阵营中的大部分人员，如果按照成分划分，基本属于手工业者，至多被称为机械师，说白了就是钟表匠。而且他们的出身大多是作坊里出来的学徒，百分之九十九没上过大学、没受过正规教育，按照今天的说法最多算自学成才。时至今日，如果让理论物理学博士从心底里尊敬一个工程学硕士，也属天方夜谭。这在当时是一种不可调和的矛盾，各打五百万大板都解决不了。

　　其实在悬赏榜文公诸于众的时候，两拨人员还算相安无事。天钟派主要做的事情是观察天象，通过计算绘制出经度图，也就是后来的《月距表》。海钟派的事情就是做一个不用钟摆的计时器。但是随着两拨人的研究越来越让人觉得接近成功，两万英镑的归属渐渐变成了实际的问题。本来不认识的一些人开始互相走向对立面。

　　英国皇家天文台的第二任台长，发现哈雷彗星的哈雷是个有眼光的厉害角色。1730年他接待了两名来自乡下的木匠，他们是约翰•哈里森和威廉•哈里森父子。老哈里森拿出来了一个无摩擦海钟。哈雷深谙经度测定之奥义，登时预感到这个问题即将解决，非常爽快地决定出资支持，同时下文给经度局，为哈里森的发明作可行性研究。这多少意味着，当哈里森的成果满足了经度测量要求后，天文台和经度局都可以分一杯羹。哈里森接受了哈雷的资助，可能是确实手紧，也可能是不明白其中的奥妙。但有意思的是，哈里森一直认为自己的海钟需要改进。一晃就是二十年，直到哈雷去世，也没等到哈里森交出最终的成品。我们有理由相信，哈里森不是有意糊弄哈雷先生，因为在这二十年中，哈里森并没有闲着，他拿出了三台改进的海钟，而且每一次改进都在技术上比原来的海钟有重大的突破。

　　二十年间产生了很大的变化，哈里森的海钟不断升级，哈雷先生辞世。更重要的是，皇家天文台内部改朝换代。接任哈雷的是第三任台长布拉德雷。哈雷是前任台长佛兰斯蒂德的学生兼助手，而布拉德雷则是哈雷的学生兼助手。哈雷在世的时候，布拉德雷当然唯师命是从。但是头把交椅坐稳之后，他的胃口比老师更大。从哈里森那里分一杯羹已经不再能满足他的欲望，他马上变成了天钟派的最有力的支持者。布拉德雷本人位高权重，而且他老师哈雷是性情怪异的牛顿爵士少有的几个朋友之一，布拉德雷对外可以宣称自己多次得到过牛顿的亲自指导，秉承衣钵。

　　在地位稳牢之后，金钱和荣誉促使这位科研领导开始做出一系列不厚道的举动。首先，他得到了德国人迈耶绘制的星图创造了颇为准确的《月距表》。其次，充分利用官场手段，从造舆论到延长审核工作日，打压哈里森父子。具体的借口是：哈里森的钟表不准。下结论的人清一色是天文台的工作人员。但实际情况是：哈里森的第四代计时器，在半年的海上航行中，误差总和不到两分钟。这件事情发生在1761年。距离1714年两万英镑的经度法案公布已经47年。而生于1693年的老哈里森，这一年已经68岁。到了1764年，哈里森的第四代产品确定经度误差在10英里(约16千米)之内，比经度法案规定的精确度高出了两倍有余。经度局的脸皮再厚，也找不出太好的理由拒绝哈里森，只能宣布哈里森获得了一半的奖金，即1万英镑。条件是：哈里森必须把之前设计的四台航海钟上缴给经度局，并把它们的秘密和盘托出。如果哈里森要想得到剩下的一半奖金，则必须再制造出两台同样的产品，以证明其设计是可重复而非偶然的。

　　到了1765年，32岁的马斯卡林于1765年继任为第五任天文台台长。此君是第三任台长布拉德雷的学生，老师死后，因为过于年轻，不太适合独立领导一个庞大的研究部门。故而皇家学会决定另调牛津大学的几何学教授纳森尼尔•布利斯(Nathaniel Bliss)接任第四任台长。巧的是，布里斯没干两年就得病死了，马斯卡林终于坐稳台长之职。上任之后，马斯卡林当众宣读了一份“备忘录”，认定“月距法”才是最有可能解决经度问题的正统方法。同哈雷想分一杯羹，布拉德雷想用经度局名义获得奖金所不同的是，马斯卡林要的是以个人名义获得两万英镑，他的野心比其两代前任更大。但公允地讲，马斯卡林的确为天钟派做出了不可磨灭的贡献，他所编制的《月距表》演算法，在1995年卫星定位商业化之前，一直在为海钟派定位法做必要的修正。

　　此时的哈里森已经七十多岁了，他希望注册专利，让自己的研究成果获取商业价值。但一个很大的问题是，他接受过哈雷的资助，这笔钱是以经度局的名义做的项目预付款，哈里森的研究成果如果注册专利，主要专利受益人将是经度局。哈雷先生果然是老谋深算，高瞻远瞩地为自己的部门赢得了很大的优势。但是他唯一没有计算进去的因素是，哈里森先生活得比所有人都要长。1772年，哈里森父子开始给国王乔治三世写信。国王闻知此事详情之后，在公众场合对小哈里森说：“哈里森，以上帝的名义，我要为你讨回公道！”同时，哈里森父子在下议院制造国王对经度局不满的舆论。时至1773年，哈里森得到了经度局之前答应的一万英镑，英国国会在国王授意下从国库拨出的8750英镑，加之较早时期哈雷先生分五次调拨的2500英镑研究经费，事情就此告一段落。

　　1776年3月24日，老哈里森去世，享年83岁。

　　1779年去世的库克船长，死在了他第三次环球航行的路上。经度委员会在他第二次环球航行的时候就委托他，检测航海钟的准确性，要他带上另一位钟表匠拉科姆•肯德尔花费两年半时间制作的一块仿制航海表，同时携带马斯卡林编纂的第一本《航海年鉴》。事实上，可以说库克的船队是人类历史上第一个能够准确测量经度的探险船队，这一优势使得他能够远离固定航道，发现了很多南太平洋上的小岛。他的几次探险之旅，为英国后来在南太平洋上的统治地位奠定了坚实的基础。