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2017鸿海赌场官方端口|二十年不出门专心研究海钟,其中一款被誉为钟表界的“蒙娜丽莎”

2020-01-11 09:43:10来源:admin

2017鸿海赌场官方端口|二十年不出门专心研究海钟,其中一款被誉为钟表界的“蒙娜丽莎”

2017鸿海赌场官方端口,文 |周冉

皇家天文台的走廊上,悬挂着两幅人物肖像,不是伟大的天文学家,更不是皇室当权者,两幅肖像几乎一模一样,只是一幅较为年轻,一幅老迈落魄,画中人名叫约翰·哈里森,是最终拿到经度奖的人。他的职业是一名技艺精湛的钟表匠。两幅画完成的时间相隔多年,是哈里森在争取自己权益道路上蹒跚前行的写照。

格林尼治天文台第一任皇家天文学家约翰·弗拉姆斯蒂德

曾有人提出,就像带一桶牛奶上船一样简单,船员们出发时只要带上一块时钟, 事先调好精确的时间,保证航行期间时钟不停止无偏差,就能测算出船只所处的经度,但要命的是,当时的时钟制造技术无法保证长时间的准确性,特别是遇到海上颠簸、潮湿和温度变化时,这些钟表一天当中不是快15分钟就是慢15分钟。用牛顿的话说:“用钟表精确计时也是一个办法,但是由于船的运动、冷热干湿的变化以及不同纬度上重力的不同等因素,这样的表还没有造出来。”他始终相信,解决经度难题还是天文学更靠谱,不过“野心勃勃”的钟表匠不信这套。

20岁时,哈里森造出了第一台全木制作的摆钟,橡木作齿轮,黄杨木作轴,只用少量的黄铜和钢连接驱动。1720年,哈里森已经小有名气,被邀请为教堂设计塔钟,这座制作于1722年的塔钟今天依旧可以正常使用。这座大钟不需要使用润滑剂,零部件使用的木材本身可以渗出油脂,一切可能生锈的地方,哈里森都采用铜质。这种不需要上油的钟表,在当时闻所未闻。不使用润滑剂,也是制作出精确海钟的先决条件,因为随着海上湿度和温度的变化,润滑油会变稀或变稠,都将影响到时钟的快慢。此外,钟摆受热会变长,导致摆速变慢,受冷则相反。哈里森在钟摆上使用了两种不同的材质——铜和钢,它们可以抵消相互之间的长短变化。他还研究了一种外形如同蚱蜢的零件来计算钟表步速器的跳动。这些钟表运行时的误差,在整整一个月的检测中没有超过一秒,不过那是在陆地上。

自从得知经度奖金的事,哈里森就开始着手研究海洋钟,有针对性地做了很多改良。他放弃了适用于陆地上的格架摆,改为一种跷跷板式的弹簧装置,可以保持平衡,不被海上风浪影响。他花了4年时间,自认为取得了重大突破,便立即动身前往位于伦敦的经度局。

可笑的是,哈里森在伦敦一无所获,所谓的经度局没有正式总部,也没开过什么会,大约是之前15年收到的方案都太平庸或不靠谱,根本不值得这些大人物花时间聚在一起聊聊。哈里森决定直接去拜访经度局成员中最著名的格林尼治天文台皇家天文学家爱德蒙·哈雷。在哈雷的引荐下,哈里森最终得到一笔来自钟表大师乔治·格雷厄姆的数额不菲的研究经费,不必着急还,也不要利息。

最终获得经度奖奖金的钟表匠约翰·哈里森,绘于1767年

哈里森离开后花了5年时间制造他的第一台海钟,暂且称为h1,重75磅,为其量身订制了一个长宽高4英尺的玻璃橱柜,人们只能看到钟的正面,上面有4个刻度盘。h1现在收藏在格林尼治国家海洋博物馆的防弹玻璃中,每日上一次发条,至今仍在运转。哈里森把h1拿到一条船上做了几次试验,结果十分满意。1735年,h1被带到伦敦的乔治·格雷厄姆面前。

想要得到委员会的认可并不容易,按照经度法的要求,正式试航安排在一年以后,哈里森在大海上一边照看他的海钟,一边吐得稀里哗啦。好在不到一星期,配备h1海钟的船只就到达了目的地里斯本,船长却意外身故,航海日志上没有留下关于哈里森海钟的任何记录。钟表匠只好又跟随这艘船颠簸了一个多月回到英格兰,船即将靠岸的时候,船长威尔斯判断他们的登陆点应该在南海岸的某一地点,而哈里森却根据h1的精确计时推算出船只所在位置,是该地点以西60英里的地方,结果证明哈里森是对的。哈里森第一代海钟的误差达到每昼夜几秒。

这次试航的成功让经度局在成立25年之后第一次召开大会。委员会最终给了哈里森500英镑的研究经费,用于改进自己的研究。在近20年的时间里,哈里森足不出户,先后制造出了二代和三代海钟。h3号海钟,仅重60磅,比一代钟轻了15磅,高两尺,宽一英尺,作为一座海钟它的体积已经不能再小了。那种可以让船长放在口袋里的怀表,其精确度是无法与海钟相媲美的。与二代海钟一样,h3海钟没有经历过海上航行的检测,它诞生时恰逢七年战争。当时的皇家天文学家布拉德雷不断推迟海上试验的时间,以便为天文学月距法的研究争取时间。

到了h4海钟面世时,重量只有3磅了,哈里森把钻石和红宝石镶进钟表内部,至于他如何做到的,人们无从知晓。三代四代海钟最终共同经历海上考验,哈里森已经年迈,无法承受漫长的海上航行,由他的儿子威廉接手。在船只横渡大西洋的近3个月时间里,h4时钟只慢了5秒钟,误差在规定的10英里以内。现在这只钟表被陈列在海洋博物馆的展览柜中,作为被重点保护的展品,h4海钟并没有上发条,是静止的,而且定时清洗,三年一次,被誉为是钟表界的“蒙娜丽莎”。

显示格林尼治标准时间的时钟,镶嵌于天文台外墙

试航成功,哈里森却陷入与经度局委员们长时间的拉锯谈判中,他们不断让哈里森坦白h4的运作原理,漫长而无休止地论证,以确保它的可靠性,迟迟不愿为它的发明者颁发奖金。1772年,儿子威廉给乔治三世写了一封辛酸的控诉信,最终在国王的干预下,哈里森拿到他赢得的全部奖金。此后国会出台了另一项法案,所有计时器想要获得经度奖都必须通过严苛的实验,并提交一个复制品在格林尼治进行为期一年的测试。当时的皇家天文学家马斯基林哈哈大笑说,这相当于“丢了一根骨头,给那些工匠去咬断牙齿”。他说的没错,从此以后再也没有人领到过经度奖。

曾有人认为,计时器战胜了月距法后,人们对格林尼治的尊崇会下降,事实却正相反。为了校正计时器,领航员们仍然需要不时进行月距法观测,并翻开《航海年鉴》,把他们所在的经度换算成相对格林尼治以东或以西的经度。制图员们作业时,也必须参照本初子午线来记录一些新地点的经度。

在格林尼治天文台,海钟之父哈里森第一次见到爱德蒙·哈雷,并得到对方支持的房间,成为今天人们朝拜哈里森计时器的地方。一代、二代、三代哈里森计时器,在1766年被官方以粗鲁的形式带到这里,海洋博物馆的工作人员称之为“哈里森一家”。钟表匠的成就,最终也融入格林尼治天文台的荣耀光环之中。

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